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  • 1 # 容濟點火器

    從電池的發展歷程來看,動力電池經歷了鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池等多種型別的探索和發展以後,由於鋰離子動力電池具有能量密度高、大功率充放電能力強同時對環境無汙染等優點,已經逐漸成為電動汽車動力電池的首選物件了。但是由於成本的原因,大多數電動腳踏車還是採用了便宜的鉛酸電池。

    一、鉛酸電池的工作原理

    鉛蓄電池由正極板群、負極板群和電解液以及容器等部件組成。其中正極板是棕褐色的二氧化鉛(PbO2),而負極板是灰色的絨狀鉛(Pb),當兩極板放置在濃度為27%-37%硫酸(H2SO4)水溶液中時候,極板的鉛和硫酸發生了化學反應。

    鉛酸蓄電池充和放電化學反應的原理方程式如下:

    正極方面:PbO2 + 2e + SO4 2- + 4H+ == PbSO4 + 2H2O

    負極方面:Pb -2e + SO4 2- == PbSO4

    總反應為:PbO2 + 2 H2SO4 + Pb == 2 PbSO4 + 2H2O

    鉛酸蓄電池充電的時候,極板上的硫酸鉛分別變成了海綿狀鉛和氧化鉛,固定在其中的硫酸根離子釋放到電解液中,電解液中的硫酸濃度會不斷變大;反過來看,放電時陽極中的氧化鉛和陰極板上的海綿狀鉛與電解液中的硫酸發生反應變成了硫酸鉛,這樣電解液中的硫酸濃度不斷降低。在鉛酸蓄電池充電不足時,陰陽兩極板的硫酸鉛不能完全轉化變成海綿狀鉛和氧化鉛,加入長期充電不足,就會造成硫酸鉛結晶,引起極板硫化,造成電池品質變劣;相反,假如電池過度充電,陽極產生的氧氣量會大於陰極的吸附能力,引起蓄電池內壓增大,造成氣體外溢,電解液減少,還可能引起活性物質軟化或脫落,造成電池壽命大大縮短。新增新增奈米碳溶膠電池活化劑的鉛酸電池,在電場的作用下,活化劑中的碳顆粒均勻地吸附在極板表面會形成保護膜,阻止了極板活性物質脫落和極板硫化、極化、鉛枝晶化的形成;同時降低電池內阻;所以提高鉛酸蓄電池活性物質的利用率;提高電池能量密度等各項蓄電池效能。能使電池永不硫化,延長電池使用壽命一倍以上。

    二、鋰電池工作原理

    而鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰,負極是碳。鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。

    同樣一回事,當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),嵌附在負極碳層中的鋰離子脫出,又運動回到正極。回到正極的鋰離子越多,放電容量就越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。

    尅呀看出,在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處於從正極 → 負極 → 正極的運動狀態。假如我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優秀的運動健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,行內又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。

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