鉛酸蓄電池從研發(fā)距今已有百年歷史,雖然在制造工藝、電池容量、充放電次數(shù)等性能有顯著提高,但工作原理卻完全相同。看似蓄電池技術(shù)發(fā)展緩慢,但以汽車領(lǐng)域來說,近幾年興起的貧液閥控式(AGM)蓄電池和增強富液型蓄電池是汽車蓄電池領(lǐng)域的高精尖。
工作原理與化學
鉛酸蓄電池通過化學反應,將化學能轉(zhuǎn)化為電能為設備供電,其主要由管式正極板、負極板、電解液、隔板、電池槽、電池蓋、極柱、注液蓋等組成。海綿狀的鉛板為負極,二氧化鉛板為正極,用22~28%的稀硫酸作電解質(zhì)。電池放電時,金屬鉛是負極,發(fā)生氧化反應,被氧化為硫酸鉛,二氧化鉛是正極,發(fā)生還原反應,被還原為硫酸鉛。電池充電時,兩極分別生成鉛和二氧化鉛。
普通的鉛酸蓄電池,在充電后期,充電電流會使得電解質(zhì)中的水分子產(chǎn)生分解,在正極析出氧氣,負極析出氫氣。因此,蓄電池使用一段時間后,電解液中的水分會降低,電解液濃度會發(fā)生變化。為保證普通鉛酸蓄電池正常工作,需定期補充蒸餾水,以調(diào)整電解液濃度。另一方面,充電過程中產(chǎn)生的氣體還會帶走一部分電解液產(chǎn)生酸霧,對環(huán)境造成一定危害。
閥控式蓄電池應運而生
為解決普通鉛酸蓄電池存在的問題,閥控式(VRLA)蓄電池應運而生。在普通鉛酸蓄電池的基礎(chǔ)上,VRLA蓄電池負極采用過量的活性物質(zhì),讓負極不能析出氫氣,同時正極產(chǎn)生的氧氣,進入負極并與負極的鉛產(chǎn)生化學反應生成氧化鉛。簡單來說,充電過程中產(chǎn)生的絕大部分氣體通過化學反應變換形態(tài)繼續(xù)留在蓄電池內(nèi)部,使得元素達到守恒,從而保持電解液濃度的相對穩(wěn)定。常見的VRLA蓄電池有增強富液式(EFB)和貧液式(AGM)兩種。
*增強富液式(EFB)蓄電池
在普通蓄電池基礎(chǔ)上,EFB蓄電池采用特殊的聚酯纖維隔板,極板能夠吸附更多的活性物質(zhì),并避免了物質(zhì)的腐蝕,從而提升了深度循環(huán)耐受性;蓄電池槽內(nèi)除去極板、隔板及其他固體組裝部件的剩余空間完全充滿硫酸電解液,電解液處于過量狀態(tài),所以被成為“富液式”蓄電池。
國產(chǎn)風帆EFB蓄電池
*貧液式(AGM)蓄電池
AGM蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復雜,其大部分電解液吸附在多孔的玻璃纖維隔板上,通過緊裝配技術(shù)與電極接觸。與此同時,其電解液并未填滿整個蓄電池內(nèi)槽,而是為正極析出的氧氣留出了進入負極的空間,利用陰極吸附原理實現(xiàn)氧的復合和循環(huán)使用,從而減少電解液失水,做到真正的免維護;另一方面,隔板技術(shù)有效防止電解液分層,提高深循環(huán)壽命。
瓦爾塔AGM蓄電池
AGM蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)
編輯點評:為了免維護和一丟丟的環(huán)保理念,蓄電池完成了自我的晉級之路。EFB蓄電池成本低廉,能夠滿足啟停系統(tǒng)的使用需求。AGM蓄電池性能更優(yōu),循環(huán)充放電次數(shù)是普通蓄電池的3-4倍,且支持高電流充放電,適用于帶有能量回收系統(tǒng)的車型,另外AGM隔板具有更低的電阻,有利于提高冷啟動性能,適用于我國東北、西北等高寒地區(qū)。
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