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新象新知

排氣孔 安全塞 電池名稱 電池簡介 常見電池種類
端子
一次電池 又稱原電池，從電池單向化學反應中產生電能， 碳鋅電池、鹼錳電池、
中蓋 導致電池化學成分永久和不可逆的改變 水銀電池
二次電池 又稱蓄電池，可在應用中放電，也可由充電器充 鉛蓄電池、鎳氫電池、
電 鎳鎘電池、鋰電池
陰極板
燃料電池 主要透過氧或其他氧化劑進行氧化還原反應，把 氫燃料電池
電槽 燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置
隔離板
陽極板
表 1、電池名稱簡介

圖 1、鉛酸蓄電池元件結構圖
元件特性 面臨問題 對應策略

隔離板 格子體耐蝕性 電池壽命不佳 更改合金材料，提升抗腐蝕
是一種以玻璃纖維所組成之 鉛橋連結端導電性 高率放電溫度過高 改變導電部結構設計，降低發熱溫度
玻璃纖維棉，具有高度之抗 儲電容量 需滿足高能量輸出 改變格子體製造方式增加極板片數
氧化性及耐熱性，可防止陽 活化物質利用率不佳 增加極板表面積與孔隙度
極板與陰極板之間互相導通， 極板充電接收性 充電時間過長造成能耗 添加導電性碳材料
同時在電池內具有高度之電
表 2、鉛酸蓄電池所面臨的問題及對應策略
解液吸收力及保液能力，以
能滿足硫酸根離子之傳導性。

安全塞 陽極 電解液 陰極 充電 陽極 電解液 陰極
在電池因不當的使用或過充 PbO 2 2H 2SO 4 Pb PbSO 4 2H 2O PbSO 4
二氧化鉛 硫酸 海棉狀鉛 放電 硫酸鉛 水 硫酸鉛
電的結果，會導致電池內部
壓力不正常的提高，此時安
全塞會開啟將過多的氣體釋 圖 2、鉛酸蓄電池的充放電化學反應式
出電池，使內部壓力回復正
常。 酸電池製程技術。PPC 技術中，針對電池內部元件主要做了四點重
大突破，分別是 無晶界腐蝕合金材料、端子及鉛橋結構特殊設計、
電槽及中蓋
改變格子體製造方式、添加導電碳材料，以材料面的角度切入，提
主要為 ABS 或 PP 塑膠材質，
升電池的整體容量及使用壽命如 圖3。針對其主要的設計機制概述
具有足夠之強度及耐酸性，
如下：
也是為免除電池電解液及氣
體之漏出。
使用無晶界腐蝕合金材料，增加格子體耐蝕性
端子 由於純鉛金屬的質地相當軟，因此市面上鉛酸蓄電池內的格子體多
為電池與外部系統連接的位 為鉛銻合金 (Pb-Sb) 或鉛鈣合金 (Pb-Ca) 兩大系列，以 99% 的鉛
置，根據產品差異而有不同 混合加入微量的合金物質，用以增加格子體的強度及電池的效能。
形狀。 合金中的微量元素含量決定了格子體的腐蝕行為及自放電特性，例
如添加適量的鈣成分，可以增加機械強度，且因為氫和氧在鉛鈣合
鉛酸蓄電池的充放電化學反
應式如 圖2 放電時反應由左 金格子體上有較高的析出電位，可降低電池使用時的失水。
至右進行，充電時反應由右 若欲格子體能展現原定的性能，格子體的金屬表面必須產生一層成
向左進行。 分為 PbO 的腐蝕層，使格子體與活化物質之間產生連結，然而若

格子體過易於發生腐蝕，將使整體結構弱化，尤其是以較高充電電
壓或是較高溫度的使用下，將大幅減低電池的壽命，因此如何調控
PPC製程的技術突破 合金配比，使格子體具有適當的腐蝕速率，成為影響電池壽命的關
鍵技術。

PPC (Pure lead, Punching, 由保加利亞科學院電化學與能源研究所的研究顯示，添加少量的錫
Carbon) 製程為日立化成能源 於純鉛中，能夠大幅增加充電接收性 [2] 。添加錫的主要效應是能在
科技股份有限公司開發的鉛 早期即形成鈍化層，使合金減緩腐蝕速率；此外，研究亦顯示含錫

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