应急指挥通讯车装载多品种的通讯设备，如短波、超短波、集群车台，这些负载多为12V电源供电。为了满足这类设备动中通的请求，设计人员有时会直接运用汽车的蓄电池给设备供电。假如原车蓄电池为单节12V电压，可直接取电；若原车由两节24V电池组提供启动电压，在工程施行过程中，普通采用中间抽头，取后节电池提供设备电源。
实例简述
某机动指挥通讯系统装载有常规的集群电台，机动车发起机启动电池为两节电池串联，电压为直流24V，设计人员为了完成车辆行进中的集群通讯，对两节电池组中间抽头，采用了后节电池给集群电台提供电源。
该机动车运用了一段时间后，汽车不能点火启动，经检查，前节电池开路电压12.6V，后节电池电压只要11V，运用过程中，汽车发起机是不断运转的，原车发电机对两节电池不断充电，为什么后节电池电压过低？为了查出缘由，下面对铅酸蓄电池的充放电和极化过程停止深化剖析。
铅酸蓄电池的构造简单引见
铅酸蓄电池普通由六个单元格组成，每个单元格由阳极板、阴极板、隔板和稀硫酸电解液组成；单元格串联输出12.6V电压，耐酸、耐热、耐震的硬橡胶或塑料壳体作为电池的外构造。
极板以铅锑合金为骨架，涂一层松软的铅膏，化学处置后，阳极外层生成活性物质过氧化铅（PbO2），阴极外层生成活性物质铅（Pb）。隔板有玻璃纤维隔板、微孔橡胶隔板以及塑料维隔板，其作用使正负极板绝缘，而电解液中的带电离子能够自在经过。
铅酸蓄电池的放电过程
铅酸蓄电池放电是一个比拟复杂的电化学反响过程。
阴极反响：阴极板外层的活性物质铅在稀硫酸中发作氧化作用。反响方程式如下：
由于反响时极板产生的2价铅，排挤溶液中的氢离子，阴极左近虽然有多余的氢离子，但不会从本极板上吸收电子，析出氢气；由于反响的产物不能从反响点移出，从而阻止了反响持续不时的停止，所以电池开路时，阴极反响是动态均衡的可逆反响。 阳极反响：在没有外电荷作用下，少量氧化铅与水发作作用，其过程也是动态均衡的可逆反响。反响方程式如下：
当电池开路时，阳极只要少量带正电的4价铅，同时左近的溶液中含有氢氧根离子，而阴极有多余的自在电子，两极板以及电解液构成双电层，产生电势差。蓄电池由六个单元格串联，于是构成了蓄电池开路电压，即蓄电池的电源电动势ES。 当用导线和负载将两极板衔接时，在电场的作用下，阴极多余的自在电子向阳极定向挪动，构成外部电流，阳极铅离子捕获2个自在电子，被复原后与硫酸反响生成难溶解的硫酸铅，可逆反响式-2的动态均衡被毁坏，持续向正向停止。同时，阴极左近的氢离子与阳极左近的氢氧根离子互相吸收，构成内部电流，互相作用后生成水；由于阴极反响产物（多余的自在电子）耗费到阳极反响，可逆反响式-1动态均衡也被毁坏，反响式-1将持续停止。
反响方程式如下：
从反响式-4可知，随着放电反响继续发作，溶液中的硫酸分子将逐步减少，当硫酸的浓度少到一定的水平后，极板被硫酸铅掩盖，蓄电池电动势降低，蓄电池需求充电。
铅酸蓄电池的充电和极化
充电过程
当外加充电器的电压大于蓄电池的开路电压时，两极板之间的电荷将会发作反方向挪动，即在充电器的作用下，电子从阳极强迫迁移到阴极；同时，溶液中的氢离子在充电器产生的电场力的作用下，压榨到阴极，参与阴极反响，可逆反响方程式将反方向持续停止。
充电反响总方程显现：随着充电反响持续深化停止，溶液中的硫酸浓度进步，蓄电池的电质变大。
极化过程
充电过程中极板发作三种极化过程：欧姆极化、电化学极化、浓度差极化。
欧姆极化：充电过程中电子从阳极经过外部导线挪动到阴极；同时，溶液中也存在正负离子定向挪动，溶液中的离子需求克制极板、电解液、电池隔板的阻力，这种阻力构成蓄电池的欧姆极化内阻。欧姆极化电压契合欧姆定律：U?=I*R?，充电过程蓄电池电极的发热量契合焦耳定律：Q=I2R?t。
电化学极化：充电器向极板保送电荷速度大于极板上的电化学反响速度，来不及参与反响的电荷驻留在极板上，使得阳极板电势向正向偏离，阴极板电势向负向偏离。电化学极化电压理论上为：U1=（RT/nF）*Ln（I/Io）。
浓度差极化：两个极板的充电反响都会产生硫酸，将招致极板左近的硫酸浓度升高，不能很快的扩散，反响产物来不及移除，抑止了反响的速度，需求等到极板左近的硫酸分子扩散开，反响速度才干恢复。因而，充电过程中，充电器也需求克制浓度差极化电压：U2=（RT/nF）*Ln（Id/（Id-I））。
依据对蓄电池的充电和极化过程的剖析能够得出如下结论：充电时，充电器需求克制蓄电池极板开路电压和极化电压，充电电压U=ES+?U。其中?U为欧姆极化电压、电化学极化电压以及浓度差极化电压之和。
铅酸蓄电池充电过程中极化电压动态剖析
充电时，蓄电池的极化电压是动态变化的。如14V恒压充电器对单个的11V蓄电池充电，充电电压器电压U=ES+?U，充电初始时辰，极化电压为3V，浓差极化电压占主导。由于初始时辰，溶液中的硫酸浓度低，反响速度快，在极板左近疾速产生高浓度的硫酸，高的浓差极化电压；随着充电持续停止，蓄电池的电质变大，电池的电动势ES增大，极化电压?U逐步减小，当充电完成后，蓄电池电动势ES为12.6V，极化电压为1.4V，此时硫酸的浓度不再变化，极板的充电反响也曾经完成，所以，不存在浓度差极化和电化学极化。
此时，极板的电化学反响不是有效充电的电化学反响，而是水的电解反响，阳极析出O2，阴极析出H2，?U为溶液中离子定向挪动欧姆电阻惹起的电压。电化学反响方程式如下：
能斯特方程能够证明，蓄电池充电时，发作充电反响极板的电位高于析气电解反响极板的电位。正是由于极化的作用，铅酸蓄电池充电时，由于极板电位的偏移，本应该是析气的电解反响，变成了带极化作用的充电反响。当蓄电池电量充电完成，硫酸扩散完成，极化作用消逝，充电反响变成析气的电解反响。
当用一个U=26V的恒压充电器对电量严重不平均的两节串联电池组充电时，对放电量较大的蓄电池充电无效。
实验数据如下：第一节蓄电池的放电量10%，测得开路电压ES1=12.4V；第二节蓄电池放电80%，测得开路电压ES2=11.2V。实验测得两节电池的极板电压严重不平衡，第一节蓄电池分得充电器14.7V的电压，而放电量80%的蓄电池得到充电电压仅仅只要11.3V。
这是由于两节电池串联，充电电流相等；充电初始时辰，由于第一节蓄电池极板只要少量硫酸铅掩盖，所以充电的电化学反响速度快，极板左近的硫酸浓度高，产生较高的浓差极化电压?U1；而第二节电池极板被大量的硫酸铅掩盖，反映速度慢，产生较低的浓差极化电压?U2；经过屡次正反应，抵达均衡状态后，?U1≈U-（ES1+ES2），?U2≈0，放电量大的蓄电池并没有发作极化，其极板只是产生了析气的电解反响。
经过蓄电池充电过程中极化电压动态剖析，能够得出如下结论：恒压充电器对两节串联蓄电池组充电时，假如两节蓄电池放电量严重不平衡，放电量大的蓄电池充电无效。
在机动指挥通讯系统中，设计人员对机动车两节电池组中间抽头，采用了后节蓄电池12V，提供集群电台的电源，这样的设计将招致后节蓄电池放电量大，惹起汽车引擎发电机无法对蓄电池组停止有效的充电，最终招致蓄电池失效。
正确的设计方式：取消电池组中间抽头设计，增加一台24V转12V的直流降压变换器，然后再给12V负载供电。
