原料极板类型
 铅粉
 BaSO4 
 活性炭
 纤维
 H2SO4 (d=1.10)
 
正极
 250kg
 ----- 
 1.25kg 
 70g
 37L(40.7kg)
 
负极
 250kg
 0.7kg
 1.25kg
 70g
 37L(40.7kg)
 

(2)两极板中的铅粉含量：
正极铅膏中的铅粉含量＝85.61％
负极铅膏中的铅粉含量＝85.4％
设计中按铅膏密度为4g/cm3计算。
(3)据设计容量计算铅膏需用量：
每片正极板所需铅膏量＝49.33÷0.8561=57.51（g/片）
那么铅膏体积为＝57.51÷4=14.38（cm3/片）
每片负极板所需铅膏量＝34.46÷0.854=40.35（g/片）
铅膏体积为＝40.35÷4=10.09（cm3/片）
三、板栅的设计与计算：
极板尺寸确定以后，板栅的设计主要解决板栅的结构，板栅合金组成，板栅的体积和重量。
1.选择板栅筋条的截面形状及板栅的结构：
板栅筋条的截面形状，常见的有三角形，菱形和椭圆形。它们各有其特点：三角形截状板栅的主要优点是在铸造时易于脱模，但对活物质的保持能力较差。菱形截面筋条对活物质保持能力较强，但要求模具精度要高且脱模较三角形困难。圆形截面筋条主要优点是耐腐蚀能力强，因为在其截面积与其它形状相同时，具有的同界长度；在其活物质保持能力和脱模难易方面界于三角形和菱形之间。
按本设计要求，可以选定板栅纵筋截面形状为菱形，横筋截面形状为三角形。面形板栅中纵筋和横筋的排列结构既会影响电流的均匀分布程度，也会影响活物质的保持能力，为较好地保持活性物质，通常是采用纵筋粗而少，横筋细而多的形式。
根据设计要求并参照极板尺寸数据，确定极板结构参数列与下表：（单位mm）

名称
 正极
 负极
 
板栅高度（H）
 164 
 164
 
板栅宽度（B）
 58
 58
 
板栅厚度（D）
 2.0 
 1.4
 
纵向边框宽度（A）
 3.0 
 3.0
 
横向边框宽度（A’）
 2.5
 2.5
 
纵筋条数(n)
 3 
 3
 
横筋条数(n’)  
 32
 32
 
菱形短对角线(a)
 1.2
 1.0
 
三角形底边长度(a’)
 1.2
 1.0
 
极脚高度（d）
 3.0
 3.0
 
极脚宽度
 1.0
 1.0
 
极耳宽度
 16
 16
 

2.板栅筋条中心距的计算：
由于选定正负极板栅的筋条形式，数目及板栅高度，宽度均相同，因而正负极板栅的筋条中心距也相同。

纵筋中心距=(板栅宽度-2×纵向边框宽度)/（纵筋条数+1）=(58-2×3)/(3+1) =13.0（mm）

横筋中心距=(板栅高度-2×横向边框宽度）/（横筋条数+1）=(164-2×2.5)/(32+1)=4.8（mm）

3.板栅体积计算：

板栅体积可以分成由纵筋，横筋，纵向边框，横向边框，极耳和极脚等若干部分所组成，其体积可以按各部分的几何形状分别计算加和而成。
（1）、纵筋体积计算：

纵筋体积计 = 纵筋截面积 × 纵筋高度 × 纵筋数目
               = 菱形面积 × 菱形高度 × 纵筋数目

= 1/2×D×a×(H-2A’-d) ×n
其中： D------板栅厚度（或菱形长对角线） a------菱形短对角线
      H-----板栅高度                    d-----极脚高度
A’-----板栅横向边框宽度            n-----纵筋条数
正极纵筋体积 =（1/2）× 0.20 × 0.12 ×（16.4-2×0.25-0.3）×3= 0.562（cm3/片）
负极纵筋体积 =（1/2）× 0.14 × 0.10 ×（16.4-2×0.25-0.3）×3= 0.328（cm3/片）
（2）、横筋体积计算：

横筋体积 = 横筋截面积 × 横筋高度 × 横筋数目
              = 三角形面积 × 三菱柱长度 × 横筋数目
         =  1/2 ×（1/2D×a’）×(B-2A-na) ×n’
其中：D------板栅厚度（或菱形长对角线）a’------横筋截面三角形底边长度   

B-----板栅宽度                  A-----板栅纵向边框宽度    
n’-----板栅高度                a-----纵筋截面菱形短对角线长度
n-----纵筋条数
正极横筋体积=1/2×（1/2×0.20×0.12）×（5.8-2×0.3-3×0.12）× 32= 0.928（cm3/片）
负极横筋体积=1/2×（1/2×0.14×0.10）×（5.8-2×0.3-3×0.10）× 32= 0.549（cm3/片）
（3）、板栅边框体积的计算：
本设计板栅边框截面形状为六边形，为了方便计算，可简化为矩形，板栅边框可分为四个矩形菱柱体，即两个横向边框如图3-3所示。

每一横向边框体积=（B-2A）× A’ × D
每一纵向边框体积= H × A× D
板栅边框总体积=2 [H × A × b+（B-2A）× A’ × b] 式中符号意义与前同。
正极边框体积=2 [16.4 ×0.3×0.2+（5.8-2×0.3）×0.25 ×0.2]=2.488（cm3/片）
负极边框体积=2 [16.4 ×0.3×0.2+（5.8-2×0.3）×0.25 ×0.14]=1.740（cm3/片）
（4）每片板栅体积计算：
每片板栅体积 = 纵筋体积+横筋体积+边框体积
每片正极板栅体积 =0.563+0.928+2.488=3.978（cm3/片）
每片负极板栅体积 = 0.328+0.549+1.740=2.617（cm3/片）
四、隔离板的选择与尺寸的确定：
隔离板的主要作用在于防止正负极短路，但又不要使电池内阻明显增加。因此隔离板应是多孔的，允许电解液自由扩散和离子迁移，具有比较小的电阻，当活性物质有些脱落时，不得通过细孔而达到对方极板，即孔径要小，孔数要多，扩散面积大，此外要求机械强度好，耐H2SO4腐蚀，以及不能析出对极板有害的物质。目前使用较多的是微孔橡胶隔离板，合树脂隔板及聚烯树脂微孔隔离板等，近年来，超薄隔离板研制成功，以及新型袋式板的发展给开发免维护电池创造了条件。
本设计电池为负极吸附式密闭蓄电池，薄膜选择超细玻璃纤维，厚度选定為1.44mm，孔率为92％。
隔离板实际体积=隔板几何体积×（1-孔率）×片数
              =1.68×5.9×0.14(1-0.92)×10 =11.10 (cm3)
五.验证铅膏是否能够全部填涂于板栅上，比较板栅孔体积与极板所需铅膏体积大小：
正极板栅孔体积      正极板铅膏用量
      15.05        ＞        14.41 
负极板栅孔体积      负极板铅膏用量
      10.70        ＞        10.09
正，负极板栅孔体积均大于正，负极板所需铅膏体积，所以正负极铅膏可以全部填于板栅上。
六、电解液浓度的选择及其用量的估计：
硫酸的电阻随其浓度和温度变化而变化。密度在1.100—1.30kg/L 之间电阻。蓄电池电解液多用此范围的硫酸。电阻值在密度为1.220 kg/L。从电池内阻小的角度看，作为电解液希望用电阻率的1.220 kg/L左右的稀H2SO4。但为获得所规定的放电容量需有一定量的硫酸量。另外，由于受蓄池电槽尺寸的限制，故而本设计采用密度为1.290—1.300kg/L的硫酸。 
电池所须电液量可从理论上计算。据电池反映可知，每2F（法拉弟）电量需2mol硫酸，即每AH电量需3.66g硫酸同时生成0.67g水。因此，对每AH电量，放电前后电液量的差为：3.66– 0.67=2.99（g）
理论上计算每C AH电量将生成电液量W，设硫酸在放电前后质量百分比分别为：P0和P；则放电前： 电液中硫酸质量为P0W；
                    含水量为 (1– P0)W；
            放电后： 电液量为 W – 2.99C；
                    水量为(1–P0)W + 0.67C ;
                    电液中硫酸质量为P ×（W–2.99C）；
                    水量又为(W – 2.99C) ×（1– P）；
所以，(1–P)(W–2.99C) =(1–P0)W+0.67C，解得
      W= C×(3.66-2.99P)/( P0-P)
如果P= 0 ,当硫酸浓度为1.300kg/L时，P0=0.391
                    又，电池容量C=25.3 AH
W=25.3×3.66÷0.391= 236.8(ml)
实际上蓄电池用硫酸量比理论值多。对于固定型蓄电池为1.5—5倍，移动型蓄电池为1.1—2倍，本设计采用实际量的1.1倍。
                W实际=W×1.1=260（ml）
七、验证电池组单元格内是否容纳所需电解液：
1.单格电池有效内腔体积计算：
设计单格有效内腔高度按电解液面高于极板13mm处计算，故：
单格有效内腔体积 =（16.4+1.3）× 6.0 × 3.3 = 350.5 ( cm3)
2.板栅总体积计算：
板栅总体积 = 正极板栅体积 × 正极板片数 + 负极板栅体积 × 负极板片数
            = 3.978 × 5 + 2.617 × 6 = 35.5 (cm3/单格)
3.铅膏（铅粉）实体积计算：
铅粉实体积 = 极板铅膏量 × 铅膏密度 × 铅膏中铅粉含量 × （铅粉中纯铅含量 ÷ 铅密度 + 氧化铅含量 ÷ PbO密度 ）
正极干物质实体积 = 14.41×5×4×0.854（0.25/11.3+0.75/10.5）= 23(cm3/单格)
负极干物质实体积 = 10.12×6×4×0.854（0.25/11.3+0.75/10.5）= 19.4(cm3/单格)
4.单元格电池内腔孔体积
=单元格内腔有效体积 – 正极板实体积 – 负极板实体积 –隔离板实体积
= 350.5 – 35.5 – 23 – 19.4 - 11.10 = 261.5 (cm3/单格)
那么电池内腔体积（261.5cm3）＞电解液的需用量，所以电池单元格内可容纳所需电解液。
八、电池其它零部件的设计与计算
1.汇流排的设计与计算：
1) 汇流排长度计算
正极汇流排长度=正极板栅厚度×片数+负极板栅厚度×(负极片数-2)+隔离板厚度×(片数-2)
          =2.0×5+1.4×(6-2)+1.4×(10-2)=26.8(mm)
负极汇流排长度=正极板栅厚度×片数+负极板栅厚度×负极片数+隔离板厚度×片数
          =2.0×5+1.4×6+1.4×10=32.4(mm)
2) 汇流排宽度与厚度的计算：
汇流排宽度与厚度(或截面积)可根据极板的极耳截面积数据来计算，而极耳截面积则根据承受电流密度的大小来确定，通常汇流排的截面积应接近于极耳总截面积，或视电池具体情况而定。
本设计电池单元格串联为桥式联接，极柱偏向一端，故汇流排取偏梯形，窄边长度为76mm，宽边长度为20mm，厚度为4mm.
2.极柱的设计与计算：
(1) 本设计电池单元格串联为桥式联接,故极柱设计为半圆柱体，其截面积可选取梯形，汇流排的截面积，即20×4=80(mm2 )。
(2)截面积的半圆直径计算：
由圆的面积公式：S=1/2(1/4πD 2 )=80，推出：D=(2×80)/(1/4×π)≒14.3(mm)
即，半圆形截面直径为14.3mm.
3.验证总线，极柱是否有被熔断的可能？
(1)    熔断电流与截面积的关系式如下：
K = (I2 / I1 ) / ( S2/S1) 或 S2 = I2S1 / I1K
式子中：
S2---欲求某一固定长度的导电体通过电流I2时的截面积（即熔断电流面积）
S1---实验曲线的导体截面积（如图3-4中曲线的实验用导体截面积：42mm2）。
I1----按设计确定的某一固定长度时，从实验曲线上找到对应的熔断

4、电池外壳材料选择及尺寸的选择从略。