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1、汽车电池知识培训资料2012年3月15日一、铅酸蓄电池的发展历史和现状 蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。 到20世纪初，铅酸蓄电池历经了许多重大的改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：充电末期水会分解为氢，氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，限制了电池的应用。近二十年来，为了解决以上的两个问题，世界各
2、国竞相开发密封铅酸蓄电池，希望实现电池的密封，获得干净的绿色能源。 1912年ThomasEdison发表专利，提出在单体电池的上部空间使用铂丝，在有电流通过时，铂被加热，成为氢、氧化合的催化剂，使析出的H2与O2重新化合，返回电解液中。但该专利未能付诸实现：铂催化剂很快失效；气体不是按氢2氧1的化学计量数析出，电池内部仍有气体发生；存在爆炸的危险。 60年代，美国Gates公司发明铅钙合金，引起了密封铅酸蓄电池开发热，世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发。 1969年，美国登月计划实施，密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源，最后镉镍电池被采用，但密封铅酸蓄电池技术从此得到发
3、展。 1969-1970年，美国EC公司制造了大约350,000只小型密封铅酸蓄电池，该电池采用玻璃纤维棉隔板，贫液式系统，这是最早的商业用阀控式铅酸蓄电池，但当时尚未认识到其氧再化合原理。 1975年，GatesRutter公司在经过许多年努力并付出高昂代价的情况下，获得了一项D型密封铅酸干电池的发明专利，成为今天VRLA的电池原型。 1979年，GNB公司在购买Gates公司的专利后，又发明了MFX正板栅专利合金，开始大规模宣传并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。 1984年，VRLA电池在美国和欧洲得到小范围应用。 1987年，随着电信业的飞速发展，VRLA电池在电信部门得到迅速推广
4、使用。 1991年，英国电信部门对正在使用的VRLA电池进行了检查和测试，发现VRLA电池并不象厂商宣传的那样，电池出现了热失控、燃烧和早期容量失效等现象，这引起了电池工业界的广泛讨论，并对VRLA电池的发展前途、容量监测技术、热失控和可靠性表示了疑问，此时，VRLA电池市场占有率还不到富液式电池的50，原来提到的“密封免推护铅酸电池”名称正式被“VRLA电池”取代，原因是VRLA电池是一种还需要管理的电池，采用“免维护”容易引起误解。 1992年，针对1991年提出的问题，电池专家和生产厂家的技术员纷纷发表文章提出对策和看法，其中DrDaridFeder提出利用测电导的方法对VRLA电池进行
5、监测。IcBearinger从技术方面评述VRLA电池的先进性。这些文章对VRLA电池的发展和推广应用起了很大的促进作用。 1992年，世界上VRLA电池用量在欧洲和美洲都大幅度增加，在亚洲国家电信部门提倡全部采用VRLA电池；1996年VRLA电池基本取代传统的富液式电池，VRLA电池已经得到了广大用户的认可。二、铅酸蓄电池的基本原理铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时将化学能转化为电能供给外系统。其充电和放电过程是通过电化学反应完成的，电化学反应式如下： 从上面反应式可看出，充电过程中存在水分解反应，当正极充电到70时，开始析出氧气，负极充电到90
6、时开始析出氢气，由于氢氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合得用，电池就会失水干涸；对于早期的传统式铅酸蓄电池（干荷式），由于氢氧气的析出及从电池内部逸出，不能进行气体的再复合，是需经常加酸加水维护的重要原因。三、铅酸蓄电池的构造v 正负极板：是产生电能的主体部分。v 电解液：通常选用比重为1.280（20）的稀硫酸，起导电作用并参与电化学反应。v 隔离板：起隔离作用，防止正负极板短路。v 电槽：是容纳极板和电解液的容器。正极板电槽电解液负极板隔离板四、铅酸蓄电池的常见术语说明术语定义解说1.公称电压2.额定容量3.高率放电特性4.干荷电蓄电池5.起动用铅蓄电池6.免维护蓄电池用于表示蓄电
7、池电压的标准电压(V)。在放电容许的范围内，以指定的放电电流、放电时间、终止电压、电解液温度及电解液密度条件下，蓄电池完全充足电后所能提供的电量。用接近汽车起动电流放电时的特性。无液贮存电荷的电池。蓄电池加入电解液后20分钟后即可使用。起动用铅蓄电池是用于各型轿车、客货汽车、拖拉机起动照明及小容量自动通讯交换机等用途的直流电源。是在普通型蓄电池的基础上，从结构和制造工艺上作了一些改进后，派生出来的一种新型铅蓄电池。大部分汽车电池的公称电压为12V，充满电后的电压在12.7V左右。国家标准以C20、C10、C5等表示20h率、10h率、5h率等额定容量。N100电池的20h容量为100Ah，5h
8、容量为80Ah。衡量电池的起动性。分普通型和免维护型两大类。特点是失水量少、自放电少、起动性优良、寿命长。“免维护”主要指的是免加水。五、汽车电池的构造六、铅酸蓄电池使用材料1.纯铅/电解铅用于制造铅粉。对其中铁、铜等杂质含量有要求。2.合金铅用于铸造板栅，分为铅钙合金（用于免维护电池）和铅锑合金（用于干荷电池）。对合金组分及铁、铜等杂质含量有要求。 钙：增加硬度，减少析氢。 锡：改善合金的耐腐蚀性，增加流动性。 铝：防止钙的烧损。Sb对板栅腐蚀膜中PbO2的生长有显著的抑制作用。3.硫酸用于合膏、淋酸、化成及加入电池作为电解液。参与反应，对杂质含量有要求。4.隔板材料为PE、PP、玻璃纤维、
9、PVC等、。用于电池中，起到隔离正负极板和吸收储存电解液的作用。对其强度、孔率、孔径、吸酸性能、耐酸腐蚀性能和杂质含量等有要求。5.电池壳、盖、小盖（面片）PP、硬橡胶等材质。作为容器承装极板、隔板、电解液等。对强度、耐酸腐蚀性能、耐高低温等有要求。6.其它（1）端子 导电，连接电池的内外部导体。 对导电性能、耐腐蚀性能等有要求。（2）电眼（状态指示器） 指示电池内部酸液量及容量。 对绿球红球密度、耐酸腐蚀性能等有要求。（3）液口栓/水帽 排气、密封作用。 对外观 、耐腐蚀性能等有要求。 （4）添加剂 短纤维等。 用于铅膏、电池中，改善电池寿命、容量等性能。 对组分及杂质含量等有要求。七、汽车
10、电池的基本作用电池在汽车上所担负之任务，因车型和电器件的配备而有所差异，但基本任务为：任务特性负荷要求电压电流起动下降（少）大（瞬间）能耐反复使用（大电流高电压）照明变动（少）小（持续）电压稳定点火稳定高电压适当容量八、电池在车辆上的实际功用车辆使用情形功用引擎起动时电池向马达和点火系统供电引擎在低速（如怠速）运转时电池和发电机同时向用电设备供电引擎中、高速运转时电池将多余的电能储存起来发电机过载时电池和发电机同时向用电设备供电另外：电池相当于一个大容量的电容，可吸收发电系统的瞬时高压，起到保护电器设备的作用。九、汽车电池的主要型号名称十、蓄电池常见故障序号种类故障原因现象及判定方法1过放电1
11、.电池充电不足而继续使用或长期放置不使用。2.充电系统或其他电器件故障。3.车辆不使用时电器件负荷未关掉。1.电压在10V以下。2.每格液比重在1.10以下。3.极板表面生白。4.补充电后故障极比重低。2过充电1.车辆电压调节器设定值高。2.长时间充电。3.长时间、长距离行驶。3.补充电时，充电电流过高。1.电槽脱色变黑。2.隔离板炭化。3.正极板腐蚀、断裂、浮起。4.液口栓变形、变色。5.电槽表面有潮湿的酸雾。6.电解液面时常降低或混浊。7.极板铅粉易脱落。3充电不足1.车辆电压调节器设定值低。2.车辆负荷量大于充电量。3.夜间行驶距离过长、次数多。4.起动次数多而行驶距离短。5.发电机皮带
12、松弛或电路故障。6.电池端子腐蚀或接线接触不良。1.电压在12V以下。2.液比重在1.22以下。3.极板隔离板颜色较浅。4.起动无力、灯光暗、警笛声弱。5.测试仪测试指示在黄色或绿色区。4短路1.电池组装时焊铅流入。2.极板弯曲变形。3.隔离板破损或短缺。4.极板活物质脱落。1.电压在10V左右。2. 6格中有一格比重偏低，且极板颜色较浅。3.用测试器测试时电压降到8V以下且故障格有沸腾现象。4.补充电后，故障格比重低，气体发生较慢或不发生。5.自行放电量大。5断路1.极柱或端子在组装时焊接不良。2.端子外部短路。3.过大电流放电。4.端子部位钻孔或自行改装。1.电压异常不稳定。2.各格比重平
13、均。3.端子部位熔损。4.电池放电时电压在0V以下，且故障极冒烟。5.补充电时电流无法输入或冒烟液温升高。6隔槽贯穿1.电池制造隔间穿孔。2.格间隔板熔接不良。3.搬运粗暴作业或受外力撞击。1.电压低。2.相互贯穿的格电解液比重相同，且极板隔离板颜色浅。3.相互贯穿的格电解液相互流通。4.以测试器测试贯穿的格会产生沸腾且混浊。7逆装1.组装时插入时极板群放反。2.封盖错误，盖和槽极性相反。1.电压低(1格逆装约8.4V,2格逆装约4.2V,3格逆装0V,4格逆装约4.2V,封盖相反-12.6V)。2.逆装格的极板颜色相反。8逆充电充电时正负极连接错误1.电压呈负值。2.液比重低，在1.20以下
14、。3.正负极板颜色相反。9电池爆裂1.电池制造焊接不良或短路。2.液口栓堵塞。3.端子腐蚀或接触不良。4.充电时火花介入。5.外部端子短路。6.线路不良故障。1.确认电池有否焊接不良或短路。2.液口栓排气孔堵塞。3.端子部位熔损。4.电槽破裂的形状由下往上(由里向外)裂。5.确认线路或端子有否接触不良。10注液不当1.初注液比重过高或过低2.液面降低补液错误（注入硫酸水或其他不纯物）3.电解液溢出比重过高时：1.补充电后液比重在1.30以上。2.隔离板炭化。比重过低时：1.补充电后液比重在1.20以下2.隔离板色泽较淡3.电容量低或极板生白注入不纯物时：1.电解液混浊或色泽异常11漏液1.电槽射出口处未修平2.电槽与槽盖熔接不良3.端子与槽盖密合不良4.使用疏忽碰击造成1.射出口破裂漏液（底部）。2.电池倾倒60电解液漏出
