铅酸蓄电池基本理论
1、什么叫蓄电池,
蓄电池是一种化学电源,它能把电能转变为化学能储存起来,使用时又能
把化学能转变为电能而放出来,并且这种转换过程是可逆的。 2、什么是电池,
只能由化学能转变成电能的一种装置。
3、什么是蓄电池的充电,放电,
由电能转变为化学能的过程叫蓄电池的充电。
由化学能转变为电能的过程叫蓄电池的放电。
4、蓄电池的电解液的种类有几种,
一般蓄电池电解液有:酸、碱、盐三种溶液。
5、什么叫极板的比成,
就是用通直流的方法,使正极板发生电化学氧化,生成二氧化铅
(PbO);同时在负极板上发生电化学还原,生成海绵状铅(Pb)的过程。 2
6、什么是蓄电池的容量,
容量就是容纳物质的量,所谓蓄电池的容量,就是容纳电量的多少。 7、影响蓄电池容量的主要因数有那些,
,.活性物质量的多少 ,.活性物质量的利用率
;.极板的厚度 ,.极板的孔率
,.放电电流的大小 ,.放电时电解液的密度及温度 8、什么是极板的孔率,
物质的孔率,就是该物质孔的体积与该物质总体积的比值。
如果要计算极板的孔率,就是极板活性物质之间的孔隙与总活性物质
体积之比。
9、正负极板上的活性物质各是什么,
正极板上是棕褐色的二氧化铅(PbO)。 2
负极板上是深灰色的绒状铅(Pb),通常还可以称为海绵状铅。 10、什么叫电化当量,正负极板的电化当量各是什么,
每消耗一安培小时(Ah)的电量,所能生成某物质的量,为该物质
的电化当量。
正极板的电化当量是:4.463g
负极板的电化当量是:3.866g
11、正负极板上的活性物质是什么方式生成的,
正极板上的活性物质(PbO)是由里沿筋条开始生成; 2
负极板上的活性物质(Pb)是由外往里生成绒状铅。 12、孔率对蓄电池性能有什么影响,
假如极板的孔率大,电解液就容易扩散渗透到极板内部并充分与活性
物质接触,这样活性物质利用率就高,放电时容量则大。但孔率不能过大,否
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则将会影响活性物质参加的反应量,和极板由于孔率过大而发酥,影响容量与
寿命。
13、影响极板孔率的主要因素有那些,
SO) 如果铅粉越细,氧化度则越高,孔率越大;搅拌铅膏时加酸(H24
量多,孔率亦大。极板深填时压的过实,孔率则小,反之大。极板在化成过
程中,如果电流小,则化成深透,活性物质孔率大,转化好,容量亦大。电
流大,易使反应剧烈,电流消耗在电解水(H0)中,极板易发酥,寿命则2
短。
14、6-QA-180蓄电池中各数字与符号代
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
什么意思,
6代表该蓄电池由六个单体格(12V) Q代表启动型
A代表干式荷电 180代表该蓄电池20小时率的容量是180安时
(Ah)
汉语拼音字母 含义 汉语拼音字母 含义
Q 起动(qi)用 A 干荷电式
G 固(gu)定用 F 防(fang)酸式
D 电(dian)池车 FM 阀(fami)控式 表表N 内(Nei)燃机 W 无(Wu)需维护 示示
T 铁(Tie)路客车 J 胶体电液 电电
池池M 摩(Mo)托车用 D 带(dai)液式 用用KS 矿(Kuang)灯酸性 J 激(ji)活式 途途
的的JC 舰(Jian)船(Chuan)Q 气(qi)密式
字字用 母母 B 航标(biao)灯 H 湿(shi)荷式 TK 坦克(Tan Ke) B 半(ban)密闭式
S 闪(Shan)光灯 Y 液(ye)密式
15、极板容量和极板厚度与放电率是什么关系,
蓄电池放电时,如果采用低倍率放电,其容量近似值随极板厚度
的增加而增加;如果采用高倍率放电时,其电化学反应仅在极板表面进行,
“钝化”现象过早出现,所形成的硫酸铅(PbSO)减少了极板的孔率,阻碍4
了硫酸(HSO)渗透能力,内部活性物质利用率降低。所以,厚极板与薄极24
板差别在容量的问题不大。相反,低倍率放电,硫酸(HSO)则有能力渗透24
到极板内部,活性物质的利用率增加,容量则随极板的厚度增加而增加。 16、蓄电池为什么不能过放电,
蓄电池如果过度放电,将使活性物质与一些细小的硫酸铅
(PbSO)颗粒,结成较大结晶,从而增加了电阻,增加了“钝化”层厚度,4
再进行充电时则难于电化学氧化与电化学还原。
17、铅粉氧化度过高或过低对极板有什么影响,
铅粉氧化度过高会引起:生极板裂纹,固化不完全,发酥;
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铅粉氧化度过低会引起:铅膏松散、粘性小,涂板时较困难,
蓄电池初期容量过低,极板化成时容易弯曲,活性物质易脱落。 18、怎样避免铅粉“假烧”,
铅粉“假烧”的引起原因大致是:刚开机时,由于铅粉氧化度偏
低,易“假烧”;铅粉机出故障,突然停机,机内温度过高,打开滚筒小门
时易“假烧”。
铅粉储存过程中,“假烧”比较容易发生在夏季阴雨天。
为避免铅粉“假烧”,铅粉机运行时机内达到一定温值
(120~130?)然后再送风。铅粉储存在清洁、干燥、密闭的容器内。 19、极板化成过程中突发断电将采取那些措施,
先拉下充电总开关,查明原因;并观察化成槽内有无极板外露
现象,如有须添加适量水,同时须要适当延长化成时间。 20、生极板为什么要进行浸酸,密度有多大,为什么,
)可避 浸酸的目的是使极板表面生成薄薄的一层硫酸铅(PbSO4
免极板裂纹与增加强度。
3 浸酸的密度一般为:1.070~1.100g/cm;时间2~5s,酸液温度
15~35?。
21、为什么有些极板化成后有白色斑点附在极板表面,
一般地讲有以下几种:
a.化成的不完全,活性物质转化不深透;
b.化成的时间短;
c.化成的电流不均匀;
d.化成的电解液密度不一致;
22、活性物质脱落的原因有那些,
a.充电电流过大,尤其是终期电流过大;
b.经常性的过量充电;
c.经常性的过量放电;
d.浮充性供电时,补充充电电流过大或过量;
e.经常性放电而又未完全进行充电;
f.经常性的电解液温度过高;
23、什么是蓄电池的放电率,用什么表示,
蓄电池开始放电至终止电压的时间长短。
一般用放电电流的大小,放电到终止电压的时间长短来表示。 24、什么是电解液冰点,
3 硫酸电解液的密度为1.300g/cm为最低冰点。因此,电解液低于
该密度时,容易从酸溶液中结晶出普通水;若高于该密度时将结晶出含有硫
3 酸的HSO?4H0,但实际上密度为1.290g/cm的冰点更低。 242
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3 , 25、为什么铅酸蓄电池电解液通常采用的密度为1.150~1.300 g/cm
因为电解液的电导系数随其比重及温度的不同而异,一般电解
3 液的电阻系数在密度为1.150~1.300 g/cm的范围内较低;所以蓄电池均采
用在此范围内的电解液。
26、怎么样认定极板的活性物质为脱落,为什么负极板活性物质不易脱落,
一般认为:每充入1安时(Ah)的电量,正极板活性物质平均
脱落0.07~0.08g左右。蓄电池正常工作时活性物质如脱落平均值大大地超
过上述值时,即可认定是脱落。
负极板之所以不易产生活性物质脱落,其原因是:负极板的活
性物质是海绵状铅,放电时虽然生成硫酸铅(PbSO)体积增大,但有膨胀4
的余地,在充放电过程中产生膨胀收缩的程度不大,另外,负极板活性物
质的凝聚力亦较强。
27、控制铅粉的质量指标有那些,
有视观密度(即视比重)、氧化度、吸水值、筛析等。 28、极板的化成与蓄电池的充电有什么不同,
a.参加的反应物不一样,极板主要是三碱式盐在电流的作用下
转化,而蓄电池则是硫酸铅的转化。
b.电解液比重不同,极板化成时比重较低,而蓄电池充电电解
液则较高。
c.电流密度不同,化成时电流密度比蓄电池充电时大。
d.充电量不同,极板化成时充入的电量比蓄电池充电时的电量大。
※ 三碱式盐——3PbO•PbSO•H0 42
29、对蓄电池使用的隔板有那几项要求,为什么,
a. 绝缘性好,这样才能起到隔板的作用(<0.003Ω,15~20?)
2 b.有足够的机械强度,这样方能便于操作(<15Kg/cm)
c.耐硫酸腐蚀,不会因时间长腐烂而造成电池的短路。
d.不含有对蓄电池的有害杂质,防止极板自放电与极板腐蚀。
e.一定的孔隙,有利于有点离子的迁移(>60%,φ<50μm)。
f.厚度;过厚过薄对极板群不利,对中心距的改变不利于电池可放电。
厚,含酸量少;薄,容易松动而引起活性物质脱落或掉块。
h.湿度 <2%
30、为什么隔板有沟槽的一面须对正极板,
因为正极板在充电时所进行的电化反应析出硫酸,同时消耗
水;放电时消耗硫酸,生成水。总而言之,电解液密度变化较大,增加电解
液的量,可避免密度变化过大,从而使其电压稳定,确保蓄电池的启动及容
量。
31、浅谈生极板固化中其水的 作用,
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生极板中水分的作用就是起催化作用,加速促使游离铅氧化。
由于水的存在可促使铅颗粒,表面生成的产物有胶合作用。这些产物为氧化
铅含水物(PbO??H0)和含水氢氧化铅(Pb(OH)?ΧHO),这些产物增加222
了颗粒之间的结合力,提高了极板的机械强度。
32、怎样判断极板化成的程度,
a. 化成槽内发生大量气泡,电解液清亮不混浊;
b. 正负极板表面没有白色硫酸铅斑点,正极板全部呈茶褐色,负极板
全部呈青灰色;
c. 化成槽的电压连续几小时稳定在2.7~2.8V左右;
d. 化成槽内的电解液密度连续几小时稳定在一个定值内,几乎无变化。 33、配制200Kg汽车型封口剂,需沥青、沥青胶、碳黑、14#航空润滑油多少公
斤,
需要:沥 青:200Kg×72%=144Kg
沥青胶:200Kg×6.5%=13Kg
碳 黑:200Kg×5%=10Kg
润滑油:200Kg×16.5%=33Kg 34、蓄电池的外观检查
标准
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有那几项,
a.电池槽、盖与极板不得相反;
b.连接条要焊的牢固、饱满、光亮;
c.封口剂不得低于槽沿口2mm及流到槽外,流入槽内现象;
d.封口剂要平整、光亮,不允许有气泡与杂质;
e.蓄电池的气密性须在150mm水银柱压力下保持3~5s;
f.蓄电池盖子高低不平现象不得超过2mm;
g.电池不得反接,短接等现象。
35、Q型蓄电池单格内部与单格电池之间是怎样的连接方式及其优点,
单格内部正负极板都为并联,其目的是增加电池容量;
单格之间的连接是串联,其目的是增加电池的电压。 36、什么是极板的硫酸化,
在蓄电池使用过程中,有时极板表面生成白色结晶的颗粒状斑点
的现象。
37、铅锑合金有那些有缺点,
a. 铅锑合金的电阻率比铅大;
b. 铅锑合金的耐电化学腐蚀性能比纯铅差,这是危害正极板栅寿命的主
要原因之一;
c. 铅锑合金的溶液流动性好,容易成型;
d. 铅锑合金中的锑,易从正极板栅中析出来,引起铅蓄电池的自放电,
并引起正极板栅的膨胀、变形、溃烂。
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38、简述铅和锑的物理性质,
3 ,原子量 207.2,熔点是327?,温 铅(Pb)密度11.34 g/cm
度每上升1?,其线形膨胀系数为:0.0000292,电阻系数在20?时为:
3 0.0000212Ωcm。
3 锑(Sb)密度6.69 g/cm,原子量 121.77,熔点是631?,温
度每上升1?,其线形膨胀系数为:0.0000114,电阻系数在20?时为:
3 0.0000417Ωcm。
39、综述极板板栅的作用,
极板板栅是活性物质的载体,因为活性物质本身结构疏松,
即不易受力又不易固定成型,所以满足不了生产的要求。因此须要一个载
体,使其能够经受化成、干燥、装配等多道工序而不致脱落。另外,还要
经过多次充放电又要维持一定的容量。
极板板栅是活性物质的导体,蓄电池在充、放电过程中,电
流由外电路传导到极板上的活性物质,使之反应,又通过板栅把产生的电
流传导到外电路。因活性物质本身电阻很大。这不论是充足电的状态下,
还是完全放电的状态下,其电阻率都比铅锑合金大很多倍。如果板栅损坏
后,仅依靠活性物质来传导电流是很不可能的,极板本身也失去了在蓄电
池中应有的作用。如果极板的电流分布不均匀,又会导致在充放电过程中
活性物质的体积变化不一致,造成极板弯曲与活性物质的脱落。因此板栅
制成有横竖筋条的格子(有菱形、圆形等)。筋条要求有适当的间隔,间
隔过宽,容易产生电流分布不均;过窄,则整个板栅重量增加。为了有利
于活性物质的连接同时与板栅结合牢固,筋条采用交错形式。 40、配制铅锑合金液时为什么要充分搅拌,
3 因为铅与锑的密度相差较大,其中铅(Pb)的密度为11.34g/cm,锑
3 (Sb)的密度为6.69g/cm,要想铅锑合金溶液成分均匀,就必须进行充分
搅拌。
41、一只蓄电池由哪些主要零部件组成,各自起什么作用,
蓄电池由正负极板、硫酸(HSO)、隔板(有袋式、胶式、PVC式、24
木式等)及外壳(橡胶和塑料)等主要零部件组成。
正负极板是蓄电池的心脏,它直接影响蓄电池的容量、寿命及启动
性能。
硫酸(电解液)密度的高低,对蓄电池的电压、容量有直接关系,
对寿命的影响亦很大。对隔板也有一定影响。
隔板,主要是使正负极板不连接,确保蓄电池的各项电性能得以充分
发挥。
外壳,蓄电池外壳是为了其美观、固定蓄电池各零部件、防止各有
害物质渗入蓄电池内,确保蓄电池内电解液的纯度。
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42、如何根据电解液密度的变化来判断放电程度,
SO)起反应的生成物与参加反应物的比较进 根据极板与电解液(H24
行判断,依据反应式可说明:
充电
PbO+Pb+ 2HSO Pb SO+Pb SO+2H0 224442
放电
按反应式不难判断,放电后大量硫酸消耗,同时生成水,所以根
据硫酸电解液密度的降低来判断。
43、为什么铅粉氧化度的高低决定于铅粉颗粒的大小,
当铅粉表面绝大部分被氧化铅(PbO)层覆盖时,铅粒反应实际上已
停止。但PbO层很薄时O 还可能与里面的Pb反应,当达到一定厚度的PbO2
层时O 则透不过。根据这个道理,Pb的大颗粒与小颗的PbO层厚度应当大2
致一样;因此,小颗粒的PbO含量百分比要高(即氧化度高),而大颗的
PbO含量百分比要低(即氧化度低),这个判断氧化度关系符合实践经验。
因此,一般地讲,Pb粉颗粒越小,氧化度愈高;Pb粉颗粒越大,
氧化度愈低。大颗粒Pb粉是Pb粒上覆盖有PbO层,而微粒Pb粉基本上
是PbO。
44、怎样根据比色法判断铅粉的氧化度,
一般的讲,铅粉是灰黑色的铅与黄色的氧化铅的混合物,而它的颜
色则与氧化度有关。
颜色 兰黑色~灰黑色 灰色~灰绿色 灰绿、黄色~黄色
氧化度
(%) 55~60 60~67 65~75 45、铅酸蓄电池极群装配时为什么负极要比正极多一片,
因为正极板之所以夹在两片负极板中,是使得正极板在电化反应
中双面的活性物质都得以参加反应,并发生同样的膨胀与收缩,以便减少
正极板弯曲的机会。而负极板在充放电循环中,膨胀收缩的程度较小,仅
一面参加反应影响不大。
46、干式荷电负极板为什么化成出槽后需浸甘油,有什么目的,
负极板浸甘油的目的是因为:甘油为抗氧化剂,浸后可能在极板
表面形成一层抗氧化能力较强的保护膜,且这种膜又可以溶于硫酸电解液
内,又对电池各性能无影响,干燥储存中有较高的化学稳定性。 47、怎样判断蓄电池的极性,
一般蓄电池的极性端子上(也称极柱)打有“+”“-”或正极上深红色,
负极上深绿色标记。如没有或看不清楚时,可按下面几种方法识别:
a.端子直径大的为正极,反之为负极;
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e. 将蓄电池的两极各按一根导线,同时浸入一杯盛有盐水的容器中,相
互间稍有一点距离。此时导线端上产生气泡较多的则是负极,另一端
则为正极;
f. 用万用表的正极端线加负极端线分别接触蓄电池端子,如果指针顺时
转动,正极端线则为正极,反之则为负极。但按此法则时,其万用表
应高于蓄电池的总电压,否则万用表表针将损坏。 48、板栅的存放应注意些什么,
a. 板栅应有三天的稳定期;
b. 板栅应存放在整洁、干燥的地方,严禁水、油污等杂质;
c. 板栅的存放期不得超过四十天;
d.板栅的存放须 放有注明生产日期、操作者、型号、极性数量的生产
卡。
49、法拉第第一、第二定律是什么,
第一定律:当直流电通过电解液在电极上析出或溶解物质的量与电
流大小、电流通过的时间成正比,也就是说与通过的电量成正比。
第二定律:在一定电量的作用下,产生或消耗各物质的量是与它们的化
学当量成正比的。
50、怎样计算蓄电池的千伏安时,
以6-Q-180为例,它为2.16千伏安时。
伏特—V 安培—A 小时—h
6-Q-180 为12V 180Ah
那么:12V×180Ah=2160Vah
一般千用K表示:
2160VAh×K/K=2160KVAh/K
=2160KVAh/1000
=2.16KVAh
51、怎样根据极板的电流密度求化成电流,
2 如 Q型极板电流密度是0.7A/dm
那么,Q型极板的化成电流=电流密度×极板表面积
极板表面积=(极板长×宽)×2
=(1.43×1.34)×2
2 =3.83 dm
22 电流=3.83 dm×0.7 A/dm
=2.68A 52、计算Q型正负极板的活性物质各是多少,
Q型正负极板均为15A/片,活性物质利用率为50%
要得到1Ah电量: 正极板要消耗活性物质4.46g
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负极板要消耗活性物质3.87g
即正极板需要活性物质= 4.46g/Ah×15Ah =134g
50%
负极板需要活性物质= 3.81g/Ah×15Ah =116g
50%
53、如何计算活性物质的利用率,
100% 活性物质利用率= 实际容量 ×
理论容量
以6Q-180为例:
?正极板的活性物质量为 140g/片 6Q-180 电池 12片/单体电池
?需活性物质: 140g/片×12片=1680g
又?每1Ah需要4.463g
?1680 376(Ah)《理论上的量》 =
4.463
利用率= 180 ×100%=48%
376
但要说明6Q-180的180Ah仅是
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
的要求,实际上电池在 20h率放电时可能要超过180Ah,那么活性物质利用率就要大于48%。见例:
20h率放电,电流为9A,如放21h,实际容量应为:9×21=189(Ah)
那么:活性物质利用率= 189 100% =50% ×
376
54、设计极板15Ah/片,须理论、实际活性物质量各多少,
?PbO的电化当量 4.463g/Ah 2
Pb 的电化当量 3.866 g/Ah
?理论上需活性物质量:
正极板=15Ah/片 4.463g/Ah=66.9g/片
负极板=15Ah/片 3.866g/Ah=58g/片
一般活性物质利用率为50% 那么,实际上须活性物质量:
正极板=66.9 g/片?50%=134g/片
负极板=58g/片?50%=116g/片
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55、将正极板活性物质全部砸下,共重135g,其活性物质利用率是50%,问此
片正极板额定容量应是多少安时,
正极板活性物质为PbO,其电化当量为4.463 g/片 2
正极板活性物质量理论上应为:135 g/片×50%=67.5 g/片
那么此时正极板容量为:67.5 g/片?4.463g/Ah=15.1Ah/片 56、一个法拉第常数为26.8Ah是如何计算出来的,
?1安培=1库仑/秒
?1安培×1小时=1库仑/秒×1小时=1库仑/秒×3600秒
? 1安时=3600库仑
又?1法拉第=96500库仑
?96500?3600=26.8(Ah) 即:1法拉第为26.8Ah 57、如何用公式表示极板容量与温度之间的关系,且简述原因,
蓄电池容量换算公式为 Q= Qt 30
1+0.001(t-30)
式中:
Q:电解液为30?时蓄电池容量; 30
Qt :电解液为t?时蓄电池容量;
t: 实际放电时电解度温度:
当电解液温度升高时,其粘度下降,离子与分子活动的阻力减
小,渗透能力增加,电化学反应速度加快,容量增加。
当电解液温度下降时 ,其粘度增大,电解液的渗透能力大大
地降低(酸),电解液阻力增加,扩散速度减慢,电化学反应速度迟缓,
电池容量随之下降。
58、铅及其主要化合物的密度,
组成形式 Pb PbO PbO PbO PbSO 3PbO•PbSO•HO 234442
3 .g/cm 11.34 9.5 9.37 9.1 6.3 6.5
59、铅及其化合物氧化还原所需的电量,
铅及其化合物 过程 PbO PbO PbSO PbCL PbO Pb 34422
氧化PbO 240 156 176 193 514 2
还原Pb 240 313 176 193 514 60、排除利用率的问题,理论上电池每放1Ah电量,所须反应物的量,
序号 物质 所需反应物的量 序号 物质 所需反应物的量
1、 Pb 3.866 4、 2HO 0.672 2
2、 PbO 4.463 5、 HSO 3.657 224
3、 PbSO 5.66 4
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61、如何计算铅粉的孔隙,
3 ;量筒的容体为100 假如:铅粉的氧化度为70%;密度为:2.0g/cm
3 cm
那么,该量筒可装入铅粉为:
333 100 cm ×2.0 g/cm =200g ?PbO的密度为9.5 g/cm;Pb为
311.34g/cm;
又?氧化度为70%的铅粉 ?200g铅粉中应含PbO为:
200g×70%=140g 200g铅粉中应含Pb为:200g×30%=60g
33 那么在量筒中PbO占总体积为:140g?9.5 g/cm=14.7 cm;
33 Pb占总体积: 60g?11.34 g/cm=5.3 cm;
3 那么PbO与Pb在量筒中的总体积应为:14.7+5.3=20 cm
3 ?该量筒为100 cm ?铅粉的孔隙为(100-20)%=80% 62、Q型铅酸蓄电池灌电解液密度(25?)是多少,
3 热带应为:1.240 g/cm
3 其他地区:1.260 g/cm
3 干式荷电首次灌入电解液密度应为:1.280 g/cm 63、根据双硫酸化反应式计算,反应物与生成的电化当量是多少,
充电
PbO+Pb+ 2HSO Pb SO+Pb SO+2H0 224442
放电
?PbO分子量为239.2 化合价为2价 ?分子当量为:239.2?2
2=119.6g
?Pb原子量为207.2 化合价为2价 ?原子当量为:239.2?
2=119.6g
?HSO分子量为98.08 化合价为2价 ?分子当量为:2×98.0824
?2=98.08g (在放电中有2克当量的HSO参与反应) 24
?Pb SO分子量为303.276 化合价为2价 4
?分子当量为:(303.276+303.276)?2=303.276 g(正负极都参加
反应)
?H0的分子量为18.016 化合价为2价 2
?分子当量为18.016×2?2=18.016g(有2克当量的水参加反应)
把以上生成物质的关系以1Ah电量进行充电,或者放电时
则生成或消失的量如下:
PbO119.6?26.8=4.463(g) 2
Pb103.6?26.8=3.866(g)
2HSO98.08?26.8=3.66(g) 24
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这就是说:蓄电池每放出1Ah电量就在正极上有4.463g,
负极上就有3.866g的活性物质,同时与3.66g硫酸起反应 。
2PbSO303.276?26.8=11.316(g) 4
2HO18.016?26.8=0.672(g) 2
也就是说,蓄电池每充入1Ah电量,正、负极共有
11.316gPbSO发生转变;即正极板4.463g转为PbO ,负极板3.866g转变42
为3.866g Pb,同时生成3.66g的HSO。 24
4.463+3.866+3.66-0.672=11.317g
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