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1、武汉理工大学 华夏学院 第二章 蓄电池武汉理工大学 华夏学院 第2章 蓄电池一、概述 1、蓄电池的分类 何谓蓄电池？ 汽车上（电动汽车除外）使用的是哪种蓄电池？汽车用铅蓄电池分几种？（4种）武汉理工大学 华夏学院 1.何谓蓄电池？ 蓄电池是一种化学电源，即能将电能 转化为化学能储存，也能通过其内部的 化学反应向用电设备供电。 是一个可逆的低压直流电源。武汉理工大学 华夏学院 蓄电池的分类铅酸蓄电池镍碱蓄电池普通干荷湿荷免维护汽车用蓄电池电动车 蓄电池武汉理工大学 华夏学院 第一节 概述（1）起动时； （2）发电机不发电时； （3）过载时； （4）充电； （5）保持系统电压稳定，保护电子元件 。
2、2、 蓄电池的功用武汉理工大学 华夏学院 第二节 蓄电池的结构与型号武汉理工大学 华夏学院 一、蓄电池的结构极板、隔板、电解液、外壳第二节 蓄电池的结构与型号武汉理工大学 华夏学院 极板由栅架和活性物质组成。正极板：二氧化铅（PbO2 ）, 深棕 色负极板：海绵状纯铅（Pb）,青灰色注意： 负极板比正极板多一块。武汉理工大学 华夏学院 极板组极板：由栅 架和活性物 质组成。极板有正极板 和负极板之分武汉理工大学 华夏学院 隔板：在正、负极板间起绝缘作用，可使电池结 构紧凑。A-隔板有许多微孔，让电解液畅通无阻 。B-隔板一面平整，一面有沟槽。沟槽面 对着正极板。使充放电时，电解液能通过 沟槽及
3、时供给正极板，当正极板上的活性 物质PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底 部。 武汉理工大学 华夏学院 注：沟槽应垂直放置，并朝向正极板。隔板武汉理工大学 华夏学院 材料：硬橡胶、塑料两种。外壳上有链条和加液孔。壳体：武汉理工大学 华夏学院 联条：串联各单格电池 ， 材料为铅。 加液孔盖： （ 注意孔盖上小孔的作用） 蓄电池的每一个单格都有一个加液孔，为 加注电解液和检测电解液密度所用，孔盖 上有通气孔，该小孔应经常保持畅通，一 便随时排除蓄电池化学反应放出的氢气和 氧气，防止外壳涨列和发生事故。附件：武汉理工大学 华夏学院 电解液：用纯硫酸和蒸馏水按一 定的比例配 制成配制成的电解液比重一
4、般在1.24 1.30g/ cm3之间。对电解液浓度的选择北方南方略 有不同。 武汉理工大学 华夏学院 二 、免维护蓄电池(MF)1.优点：不需维护、自放电少、寿命长耐 过充性能好。2.结构特点：武汉理工大学 华夏学院 第三节 蓄电池的工作原理1.电动势的建立 正极板： PbO2 Pb4+2.0V 负极板：Pb-2ePb2+ -0.1V 两极板之间的电动势为2.1V武汉理工大学 华夏学院 1.电动势的建立一个极板组的电动势也是2.1V；要得到12V电压需串连6个单格。第三节 蓄电池的工作原理武汉理工大学 华夏学院 2.放电时化学反应为：正极板：Pb4+2ePb2+ Pb2+SO42-PbSO4
5、 附在正极板上第三节 蓄电池的工作原理负极板：Pb-2ePb2+Pb2+SO42-PbSO4 附在负极板上二、蓄电池的放电过程武汉理工大学 华夏学院 2.放电时化学反应总方程式为： PbO2 Pb 2H2SO4 2Pb SO4 2H2O电解液中：H+OH-H2OSO4 减少 电解液硫酸浓度降低第三节 蓄电池的工作原理武汉理工大学 华夏学院 工作原理放电过程蓄电池放电终了特征 ：（1）单格电池电压降 到终止电压；（2）电解液密度下降 到最小许可值。三、蓄电池的充电过程武汉理工大学 华夏学院 工作原理充电过程蓄电池充电终了特征 ：（1）电解液中有大 量气泡冒出，呈沸 腾状态；（2）电解液密度和 端
6、电压上升到规定 值，且23小时保 持不变。武汉理工大学 华夏学院 蓄电池的型号6 Q 1056Q A1056Q B1056Q W105 G6Q A105S6Q H105D单格数特征额定容量武汉理工大学 华夏学院 蓄电池的选用蓄电池的选择必须符合如下两点要求：1.电压等级必须一致2.蓄电池的容量必须足够。武汉理工大学 华夏学院 蓄电池在规定条件下放出的电量称为容量，单位 为安.小时（A.h）C=Iftf蓄电池容量的表示额定容量起动容量储备容量第四节 蓄电池的容量及其影响因素一、 蓄电池的容量武汉理工大学 华夏学院 1、额定容量蓄电池的额定容量用20h率容量表示：即将充 足电的蓄电池在电 解液温度
7、为25条件下，以20h 率放电电流连续放电，直至单池平均电压降到 1.75V时,输出的电量称为蓄电池的额定容量。2、储备容量储备容量表示了汽车充电系统失效时蓄电池向 汽车提供25A恒流的能力。蓄电池在电 解液温度为25条件下，以25A恒 流放电电流连续放电，直至单池平均电压降到 1.75V时的放电时间称为蓄电池的储备容量。 武汉理工大学 华夏学院 电解液在30时，以3倍额定 容量的电流持续放电至终止电压 （12V蓄电池为8V，6V蓄电池为 4V）所放出的电量称为常温起动 容量（持续时间应在5min以上。电解液在18时，以3倍额 定容量的电流持续放电至终止电 压（12V蓄电池为6V，6V蓄电池
8、为3V）所放出的电量称为低温起 动容量（持续时间应在2.5min以 上）。常温起 动容量低温起 动容量3.起动容量武汉理工大学 华夏学院 二、影响容量的因素 1.构造因素：极板的面积、片数、厚度 2.使用因素：1）放电电流2）电解液温度3）电解液密度 武汉理工大学 华夏学院 放电电流和容量的关系举例武汉理工大学 华夏学院 电解液温度武汉理工大学 华夏学院 电解液密度 武汉理工大学 华夏学院 第五节 蓄电池工作特性 电动势 静止电动势 内阻 放电特性 充电特性电动势E（正负极板电位差）E 0= 0.84 +25 。C25 。C =t+0.00075（t25）静止电动势E 0 ：指其内部工作物质的
9、运动处于暂时的平静状态时的电动势。 一、 静止电动势静止电动势是指蓄电池在静止状态(不充电也不放 电)，正负极板之间的电位差(即开路电压)。它的 大小与电解液的相对密度和温度有关。二、内阻蓄电池的内电阻由极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、连条电阻组成。放电程度越高，极板电阻越大；温度低，粘 度大，电解液电阻增大，相对密度过高或过低，电解液电阻 增大。电解液电阻与密度关系适当采用低比重 1.208g/cm3、高 温度的电解液，可 降低蓄电池的内阻 。武汉理工大学 华夏学院 内阻极板电阻：电阻很小，且与活性物质变化而变 化。 电解液电阻：与其温度和密度有关。 隔板：其材料的通透性影响电解液的电阻。
10、连接条：铅质，电阻很小。武汉理工大学 华夏学院 放电特性 ： 概念：蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池 的端电压Uf和电解液密度25随时间f而变化的规律。 蓄电池在恒流放电过程中，端电压的变化规律:开始放电阶段 相对稳定阶段 迅速下降阶段 蓄电池放电终了的特征是：.单个电压降到放电终止电压(单池终止电压和放电电流 有关)；.电解液密度降到最小终止值。但应注意：放电终止电压和放电电流有关。武汉理工大学 华夏学院 充电特性 ：概念：蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中， 蓄电池的端电压Uf和电解液密度25随时间f而 变化的规律。 蓄电池充电终了的特征是：.端电压和电解液密度上升到最大（2
11、.7V）， 且在2h小时内不上升。.电解液中剧烈冒汽泡，呈沸腾现象。(电解水)三、放电特性蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池的端电 压Uf和电解液相对密度等参数随时间而变化的规律。放 电 特 性Uf = E - IfRn1）放电初期，极板孔隙内的硫酸迅速消耗，Uf和E 从2.1V迅速下降到2V左右；2）继续放电，当孔隙内消耗掉的硫酸和渗入的硫酸 达到平衡时， Uf和E缓慢下降到1.85V； 3）放电接近终止时，活性物质大部分已转变为 PbSO4而积聚在孔隙内，Uf和E迅速下降到1.75V； 2.放完电的标志 1）Uf降到放电终止电压（与放电电流有关）； 2）电解液比重下降到最小许可值
12、，约为1.11；1.放电过程四、充电特性蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电 压Uc和电解液密度等参数随充电时间变化的规律。充电特性1、充电过程UC = E + ICRn1）充电初期，极板孔隙内表层迅速生成硫酸，使孔隙中电解液比重增大， UC和E迅速上升；2）继续充电，当孔隙内产生硫酸的速度和向外扩散的速度达到平衡时， UC和E随整个容器内电解液比重的上升而缓慢上升；3）UC达到2.32.4V时，极板上可能参加变化的活性物质，差不多全恢复为PbO2和Pb，继续通电，使得水电解，出现沸腾，UC上升到2.7V左右，此时应切断电源。2、充足电的标志 1）UC上升到最大值，且两小时内不再
13、增加；2）电解液比重上升到最大值，且两小时内不再增加；3）蓄电池激烈地放出大量气泡，电解液沸腾。武汉理工大学 华夏学院 小 结1.铅蓄电池由哪几部分组成？（极板、隔板、电 解液、外壳） 2.铅蓄电池内部分为几个单格？一格的静止电动 势约为多少？ 3.正、负极板上的活性物质各是什么？（正极板 Pbo2,负极板Pb） 4.铅蓄电池的每一个单格都有一个加液孔，孔盖 上通气孔，其作用？ 5 .蓄电池的选择必须符合哪些要求？ 6 .国产蓄电池的编号规则？武汉理工大学 华夏学院 7 .写出蓄电池充放电的化学反应综合方程式。 8 .蓄电池放电终了特征？放电时两极板上生成什么物质 ，电解液有何变化？ 9 .蓄
14、电池充电终了特征？充电时两极板上各生成什么物 质？电解液有何变化？ 10 .何谓蓄电池容量？单位？（蓄电池在规定条件下放 出的电量。单位为A.h） 11 .何谓额定容量？起动容量？ 12 .使用因素对容量有何影响？(放电电流大容量小，环 境温度低容量小）武汉理工大学 华夏学院 蓄电池的常见故障有：蓄电池的外 部故障有：外壳裂纹 极柱松动 封胶干裂 蓄电池的内部故 障有：极板硫化、活 性物质脱落、极 板栅架腐蚀、极 板短路、自放电 、极板拱曲。 第六节 蓄电池的常见故障武汉理工大学 华夏学院 1.极板硫化：原因及预防措施？ 2.活性物质脱落：原因及预防措施？ 3.极板栅架腐蚀：原因及预防措施？
15、4.极板短路：原因及预防措施？ 5.自行放电：原因及预防措施？ 6.极板拱曲：原因及预防措施？第六节 蓄电池的常见故障武汉理工大学 华夏学院 一、极板硫化1故障特征：极板上生成白色的粗晶粒硫酸铅的现象简称硫 化。轻度硫化后，蓄电池内阻增大，容量变小严重硫化后，充电放电都会异常，放电时，内 阻显著增大，电压迅速下降，不能持续供给电流 ；充电时，单格电池电压高，可达2.8V以上，密 度上升慢，温度上升快，过早出现沸腾现象。武汉理工大学 华夏学院 2 产生原因：1） 不及时充电或长期充电不足；2） 蓄电池液面过低；3） 长期过渡放电或小电流深度放电；4） 新电池初充电不彻底；5） 电解液密度过高，成分不纯； 3.防止硫化的措施：保持蓄电池经常处于足电状态；用完电及 时充电（24h内）；经常检查液面。一、极板硫化武汉理工大学 华夏学院 二、极板活性物质脱落1 故障特征:蓄电池输出容量下降，充电时电解液混浊 ，呈棕色2故障原因：1） 充电电流过大； 2） 过充时间过长； 3） 低温大电流放电。 另外，汽车颠簸也会造成活性物质脱落 排除方法轻度：更换电解液，严重报废武汉理工大学 华夏学院 三、自放电蓄电池在无负载的静态下电量自动消失的现象称为自放 电。蓄电池的自放电是不可避免的。1.故障性自放电特征:如果充足电的蓄电池在30天之内每昼夜容量降低超
