科学汇电瓶车的蓄电池是怎么工作的钱江晚
钱江晚报·小时新闻记者郑琳
4月5日凌晨3点多，杭州笕桥横塘九区一民房发生火灾，起火民房有两兄妹被困，一死一伤。
据了解，这次火灾的原因很可能与电瓶车有关。其实，因电瓶车充电不规范导致的火灾事故很多，几年前，因为小区居民私拉电线，杭城甚至有40辆电瓶车一起被烧毁的事故。
电瓶车是我们常见的日用品，有的家庭每天都会使用，其中的蓄电池如果使用不当就可能造成火灾。那么，蓄电池的工作原理是什么？如何才能防止这样的火灾呢？
本期我们邀请杭州市建兰中学科学教研组长曹键老师，为同学们解读蓄电池的秘密。
蓄电池工作原理
一个化学方程
同学们是否注意到，平时我们使用的电瓶车，或汽车里，都有一个很重的大方块？没错，那就是可以启动电瓶车和汽车的电瓶，也就是蓄电池。
这是一种可以充电、放电的电池。它的工作原理，是将化学能转化为电能。为什么电瓶那么重？因为，如今应用最广泛的蓄电池是“铅酸蓄电池”，有金属铅和铅的化合物做成的，当然很重了。
现代密封铅酸蓄电池具有完全密封，安全可靠等优点。缺点也很明显：寿命短、太重。
那么铅酸蓄电池是怎么放电和充电的呢？中学化学知识可以派上用场了。曹老师告诉大家，其实，一个化学反应式就能说清它的原理。
蓄电池内有个阳极，材料是膏状二氧化铅（PbO2），俗称“铅膏”；还有一个阴极，是海绵状的纯铅（Pb），它们浸在电解液硫酸（HSO）中，两极间会产生2伏的化学电势，会有电流产生。
在放电过程中，正极二氧化铅（PbO2）和负极铅（Pb）放电过程中两极都生成了硫酸铅，随着放电的不断进行，硫酸逐渐被消耗，同时生成水，使硫酸的浓度逐渐降低。这个过程可以用下面这个化学方程式来表达。
放电过程：Pb+PbO+2HSO=2PbSO+2HO
蓄电池的充电反应，其实就是上面这个放电反应的逆反应。正负极板上的硫酸铅分别变成二氧化铅和海绵状铅，电解液中的水分子不断消耗，硫酸分子不断生成，硫酸浓度不断升高。
充电过程：2PbSO+2HO=Pb+PbO+2HSO
通常见到的蓄电池是12伏的，也就是6组2伏的电池组装成的。它由极板、隔板、电解液和壳体组成。
极板是其中的核心部件，有正极板和负极板，它们是由耐腐蚀且有一定强度的材料制成的板子，呈栅格网片状。正极板的栅格中填涂的就是膏状二氧化铅，而负极的栅格里填涂活性铅。
电解液用纯硫酸与纯蒸馏水按一定比例混合而成，一般工业用的硫酸与自来水不能用作电解液，否则会损坏极板。外壳要符合抗震、耐酸、耐热的标准。
过度使用或过度充电
都会让蓄电池“短命”
我们从上面的电池放电的化学方程式里就能看出，放电时，电解液硫酸的浓度会不断降低，而两个铅板上会产生越来越多的硫酸铅。如果电池过度放电，极板上会形成硫酸铅的结晶，失去活性，这会使得电池寿命减少，甚至报废。
因此，在蓄电池电量剩下20-30%时，就应该充电，防止“亏电行驶”。
如果长时间不使用电池，电池也会完全报废。因为，即使是在不用的时候，蓄电池的内部也一直存在微弱的自放电，长期不用会使电量严重亏损直至报废。通常情况下，如果隔一个月补充电，可以防止电池报废。
忽略电池的寿命，后果不仅仅是导致电池报废。虽然说现代的蓄电池封装很严密，一般情况下是安全可靠的，但是如果使用不当，严重的情况下就会引起火灾。原因很明显，因为铅酸蓄电池里是装着硫酸的，这可是腐蚀性很强的“大杀器”。
“很多人对电池超期服役并不重视，更有甚者购买返修过的旧电池，会引起漏液。”曹老师说，“漏液经外壳流向电池架、下层电池，造成电池架腐蚀、甚至有可能造成下层电池短路，发生起火、爆炸情况。”
此外，电瓶的电充满之后，如果继续处于充电状态，也容易引发火灾。因为充电过程中，硫酸浓度不断升高，水含量越来越少，极板温度也会升高。过度充电容易造成电解液中的水被电解，产生气体、电池鼓包。而电极上的活性物质会脱落。
所以说，电瓶车上的电瓶，充电时间应该是指示灯变绿后就停止为最好。许多电瓶车用户认为充电时间越长电池电量越足，这是非常错误的。晚上充电白天用，一定是过度充电，这样的电池会鼓涨，寿命缩短。
另外，如果充电器与原蓄电池厂家提供的参数不匹配，充电时容易电压过高，使得电池失水加剧，升温加剧导致爆炸。
如何防止电瓶车发生火灾
勤检查，避免线路老化造成线路短路；
防进水，尽量避免在雨天、积水路段行驶，以防止电机进水，充电时短路起火。
记断电，充电时一定要远离易燃物品，并将充电器放置在比较容易散热的地方，充电时间不能过长，尤其不要持续一整夜。
停规范，不要把电动车停放在共用走道、楼梯间、安全出口处等。
考考你
普通电动车的充电插口内有金属插脚，在使用过程中绝不能拿硬币、手等去触碰，如图甲。
（1）图乙是某种电动车的局部电路图。如果硬币碰到充电插口的两个金属插脚，就会造成蓄电池___路（选填“通”、“断”或“短”）。（2）这种电动车的蓄电池总电压为48V，人体不能触碰蓄电池两极，原因是
（3）对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的___（选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”）。
答案：
（1）短
（2）蓄电池的总电压高于人体安全电压，会造成触电事故
（3）用电器
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