简要说明：KSTAR科士达牌的KSTAR科士达6-FM-38 蓄电池重量产品：估价：电议，规格：齐全，产品系列编号：齐全

所谓免维护蓄电池，是指在规定的使用条件下，使用期间不需要进行维护的蓄电池。对于车用铅蓄电池来讲，也就是使用期间不需经常添加蒸馏水的蓄电池。
1.免维护蓄电池的结构特点

为了提高铅科士达蓄电池的使用寿命，随着其使性能，免维护蓄电池的正极板栅架一般采用铅钙合金或低锑合金制作，而负极栅架均用铅钙合金制作。为了减小极板短路和活性物质脱落，其隔板大多采用超细玻璃纤维棉制作，或将其正极板装在袋式隔板内。为了防止氧气、氢气垂直上溢，减小水分损失和活性物质脱落，极板组多采用紧凑结构。为了缩短联接条的长度，减小内阻，提高蓄电池的起动性能，各单格极板组之间采用内连式接法，露在密封式壳体外面的只有正、负极桩。为了更有效地避免水分损失，在壳体上部设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室，待其冷却后变成液体重新流回电解液内。为了便于检查电解液密度，了解存电情况，在其内部设有的温度补偿式密度计。密度计的指示器用不同的颜色指示蓄电池的存电情况和电解液液面高低。电解液密度正常时，指示器显示绿色，表示蓄电池存电充足；指示器显示黑色，表示电解液密度低于标准值，应进行补充充电；指示器显示黄色，表示电解液液面过低，需添加蒸馏水。

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此外，为防止杂质侵入和水分蒸发，采用了仅有极桩外露的全封闭式外壳。

为防止蓄电池损坏和爆炸，在密封式壳体上设有排气孔和安全阀。安全阀中装有催化剂，可使氢气与氧气合成为水蒸气，冷却后再返回电解液内。

图1 燃料电池的工作原理

燃料电池的分类是以其电解质来命名的。过去近40年中发展起来的电解质有碱性（如KOH）、酸性（磷酸和质子交换膜）、熔融盐和固体氧化物。在工作温度下，一些电解质是液体（如碱性、磷酸和熔融盐），一些电解质是固体（固体氧化物和质子交换膜），它们的工作温度从70℃，如碱性燃料电池（AFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC），到1000℃的固体氧化物燃料电池（SOFC）不等。每一个燃料电池由下面四部分组成：

A、阳极：燃料在此电极上氧化；

B、电解质：有导离子作用，同时也起到分开燃料和氧气的作用；

C、阴极：氧气在此电极上还原；

D、双极板：起收集电流、分配反应物和传输生成物的作用。

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图2 燃料电池与卡诺循环的热力学效率比较

另外还有几个特殊燃料电池以燃料命名，如直接甲醇燃料电池（DMFC）和直接碳燃料电池（DCFC），其效率和技术还在发展中。

燃料电池的优点具体表现在它的转换效率高。图2说明了燃料电池和一般内燃机效率的比较。由于燃料电池没有卡诺循环，其效率在包括热利用的情况下可达到70%，电效率也可达到40～50%。燃料电池的另一个优点是环境污染低，特别是减少了由于燃烧所产生的氮氧化物（NOx）。

燃料电池的发展面临着机遇和诸多挑战。美国能源部总结了成本和寿命是燃料电池商业化的主要障碍[4]。其它方面，诸如体积能量比，重量能量比，以及热和水管理所带来的系统问题都需要解决。燃料电池的商业化必须要解决以下问题：

图3 燃料电池的成本分析

（1）成本

燃料电池成本太高，要与内燃发动机竞争，其成本必须接近内燃机。目前内燃机成本为每千瓦25～35美元，燃料电池系统的价格必须接近每千瓦30美元才具备竞争力。燃料电池作为家用或其它辅助电源，其价格也必须低于1000$/kW。图3列出了燃料电池电堆不同部分所占的成本比例[5]。质子交换膜和电极催化剂的成本占了整个电池电堆成本的一半多。其次双极板和气体扩散层也占有很大的比例。要使燃料电池商业化，必须降低质子交换膜的成本，寻找非贵金属催化剂，以及生产低廉的气体扩散层和双极板。

（2）耐用性和可靠性

燃料电池的耐用性和可靠性有待提高。燃料电池系统的寿命至今还没有确切的标准。对于车用燃料电池系统至少要达到当代车用内燃机引擎的寿命，即5000小时的寿命（相当于150,000英里）。而对于家用燃料电池系统，其寿命要达到40,000小时，工作温度从-35℃至80℃，只有这样才能得到市场的认可。

（3）重量和体积

燃料电池系统的重量和体积必须减少以达到车用的要求。这不仅要求燃料电池电堆体积小，重量轻，同时也要求其它配件如传感器，压缩机，过滤器等要小。

其它诸如空气、热及水处理，如何利用废热等都需要进一步的研究。美国能源部根据以上燃料电池发展所遇到的挑战，对于燃料电池各个部件进行攻关研究。去年美国公布了一亿美元的经费用于燃料电池研究，主要研究方向有质子交换膜和膜电极组合，催化剂和双极板等。

2、质子交换膜和膜电极组合的研究动态

质子交换膜一般有这几种类型：（1）单相高分子膜（Single phase membrane），如Nafion；（2）增强高分子膜（Reinforced membrane），如Nafion和Teflon增强膜，主要产品如W. L. Gore公司的质子交换膜；（3）混合质子交换膜，如有机与无机，有机和有机等。不管什么样的膜，在燃料电池工作条件下，其必须具有高质子传导率、高机械强度、低气体交叉流动（crossover）和很好的稳定性。

图4 无氟质子交换膜的结构示意图

降低质子交换膜的成本必须寻找无氟质子交换膜。含氟质子交换膜如Nafion和Gore膜。近以洛斯阿拉莫斯（LosAlamos）国家实验室为主的能源部资助项目“无Nafion的膜电极组合”（Non Nafion Membrane Electrode Assemblies）报道了几种无氟质子交换膜的结构[6]，如图4所示。这些膜主要特征是在苯环上磺化产生磺酸基团。美国气体研究院已报道了类似的膜并获得了一万多小时的寿命[7]。图5列出了洛斯阿拉莫斯实验室的研究方法。这类无氟膜的质子传导率取决于能磺化的苯环结构和膜的物理化学性质。美国Polyfuel公司的膜是有多种苯环结合起来的网状结构[8]，据报道这种膜具有很好的阻醇作用，非常适用于直接甲醇燃料电池。科士达蓄电池12V65AH参数报价

为有效防止外来火花造成危害，在其内部还装有火花捕捉器。

免维护蓄电池的工作原理与普通铅蓄电池相同。放电时，正极板上的二氧化铅和负极板上的海绵状铅与电解液内的硫酸反应生成硫酸铅和水，硫酸铅分别沉积在正、负极板上，而水则留在电解液内；充电时，正、负极板上的硫酸铅又分别还原成二氢化铅和海绵状铅。

普通铅蓄电池，在充电接近终了时，其充电电流除了用来使正、负极板的硫酸铅还原成二氧化铅和海绵状铅外，还有一部分电流被用在水的分解上，致使蓄电池内产生根多气泡。特别是充电终了时产生和外逸的气泡就更多，从而造成电解液内水分大量散失。

免维护蓄电池，由于其负极板上的硫酸铅含量比正极板上多，因此，充足电时正极板的硫酸铅全部转变成了二氧化铅，而负极板上仍有一部分硫酸铅残留。这样，过充电时，充电电流只在正极板上用来产生氧气，而在负极板上则被用于使多余的硫酸铅转变成海绵状铅。同时，在正极板上所产生的氧气也不会外逸，而是迅速与负极板上的活性物质(海绵状铅)发生反应生成二氧化铅，再与电解液中的硫酸反应变成硫酸铅和水。

由此可见，免维护蓄电池在过充电时，其负极板上的硫酸铅永远不会消失，即负极板上不会产生氢气。即从理论上讲，免维护蓄电池即使在过充电时，其电解液中的水也不会散失。