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1、铅酸蓄电池延生维护仪系统教学系列之铅酸蓄电池延生维护仪系统教学系列之蓄蓄 电电 池池 原原 理理学习目标学习目标qq了解蓄电池的分类与功用。了解蓄电池的分类与功用。qq掌握铅蓄电池的结构组成及选用。掌握铅蓄电池的结构组成及选用。qq了解蓄电池的容量概念及影响因素。了解蓄电池的容量概念及影响因素。qq了解铅蓄电池的常见故障。了解铅蓄电池的常见故障。qq掌握铅蓄电池的正确维护与检测方法。掌握铅蓄电池的正确维护与检测方法。 2.1 2.1 概述概述2.1.1 2.1.1 蓄电池的分类蓄电池的分类 蓄电池是一种化学电源，靠其内部的化学反应来储存电能或向用电设备供电。蓄电池是一种化学电源，靠其内部的化学
2、反应来储存电能或向用电设备供电。目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类：铅酸蓄电池（以下简称铅蓄电池目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类：铅酸蓄电池（以下简称铅蓄电池）和镍碱蓄电池。同时，由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲）和镍碱蓄电池。同时，由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲击，各国正在不断探索和研制电动汽车，其主要的动力源为新型高能蓄电池。击，各国正在不断探索和研制电动汽车，其主要的动力源为新型高能蓄电池。下表列出了各种蓄电池特点。下表列出了各种蓄电池特点。类类 型型优优 点点缺缺 点点适适 用用 车车 辆辆铅酸蓄电铅酸蓄电池池结构简单；价格便宜；内阻小；结构简单
3、；价格便宜；内阻小；电压稳定；可以短时间供给起动电压稳定；可以短时间供给起动机强大的起动电流机强大的起动电流比容量小；使用寿比容量小；使用寿命相对较短命相对较短一般车辆一般车辆镍碱蓄电镍碱蓄电池池容量大；使用寿命长；维护简单容量大；使用寿命长；维护简单；能承受大电流放电而不易损坏；能承受大电流放电而不易损坏活性物质导电性差活性物质导电性差；价格较高；价格较高使用时间长、可靠使用时间长、可靠性高的车辆性高的车辆电动车蓄电动车蓄电池电池比容量大；无污染；充、放电性比容量大；无污染；充、放电性能好；使用寿命长能好；使用寿命长结构复杂；成本高结构复杂；成本高电动汽车电动汽车2.1.1 2.1.1 蓄电
4、池的分类蓄电池的分类 铅蓄电池由于结构简单、价格便宜、内阻小、可以短时间供铅蓄电池由于结构简单、价格便宜、内阻小、可以短时间供给起动机强大的起动电流而被广泛采用。铅蓄电池又可以分为普通给起动机强大的起动电流而被广泛采用。铅蓄电池又可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。各种铅蓄电池的特点见下表。各种铅蓄电池的特点见下表。 类类 型型特特 点点普通铅蓄普通铅蓄电池电池新蓄电池的极板不带电，使用前需按规定加注电解液并进行初充电，初充电新蓄电池的极板不带电，使用前需按规定加注电解液并进行初充电，初充电的时间较长，
5、使用中需要定期维护。的时间较长，使用中需要定期维护。干荷电铅干荷电铅蓄电池蓄电池新蓄电池的极板处于干燥的已充电状态，电池内部无电解液。在规定的保存新蓄电池的极板处于干燥的已充电状态，电池内部无电解液。在规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置202030min30min即可使用，使用中即可使用，使用中需要定期维护。需要定期维护。湿荷电铅湿荷电铅蓄电池蓄电池新蓄电池的极板处于已充电状态，蓄电池内部带有少量电解液。在规定的保新蓄电池的极板处于已充电状态，蓄电池内部带有少量电解液。在规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置存期内，如需
6、使用，只需按规定加入电解液，静置202030min30min即可使用，使用即可使用，使用中需要定期维护。中需要定期维护。免维护蓄免维护蓄电池电池使用中不需维护，可用使用中不需维护，可用3 34 4年不需补加蒸馏水，极桩腐蚀极少，自放电少。年不需补加蒸馏水，极桩腐蚀极少，自放电少。2.1.1 2.1.1 蓄电池的功用蓄电池的功用 汽车上装有蓄电池和发电汽车上装有蓄电池和发电机两个直流电源，这两个机两个直流电源，这两个电源并联，全车的用电设电源并联，全车的用电设备均为并联。备均为并联。蓄电池的功用：蓄电池的功用： 1 1）起动发动机时，蓄电池向起动系和点火系供电。）起动发动机时，蓄电池向起动系和点
7、火系供电。 2 2）当发动机低速运转，）当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池的充电电压时，由蓄电池向用电设备供电。发电机电压低于蓄电池的充电电压时，由蓄电池向用电设备供电。 3 3）当发动）当发动机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池的充电电压时，蓄电池将发电机的剩机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池的充电电压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。余电能储存起来。 4 4）当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。）当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。5 5）蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系统电压的稳定，）蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系统
8、电压的稳定，保护电子元件。保护电子元件。 2.2 2.2 铅蓄电池铅蓄电池2.2.1 2.2.1 铅蓄电池的结构铅蓄电池的结构 铅蓄电池一般由铅蓄电池一般由3 3个或个或6 6个个单格电池串联而成，结构单格电池串联而成，结构如图所示：如图所示： 1 1负极柱负极柱 2 2加液孔盖加液孔盖 3 3正极柱正极柱 4 4穿壁连接穿壁连接 5 5汇流条汇流条 6 6外壳外壳 7 7负极板负极板 8 8隔板隔板 9 9正极板正极板 2.2.1 2.2.1 铅蓄电池的结构铅蓄电池的结构 1 1极板极板 极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性
9、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。极板分为正极板和物质与电解液进行的。极板分为正极板和负极板，均由栅架和活性物质组成。负极板，均由栅架和活性物质组成。 栅架的作用是固结活性物质。栅架一般栅架的作用是固结活性物质。栅架一般由铅锑合金铸成，具有良好的导电性、耐由铅锑合金铸成，具有良好的导电性、耐蚀性和一定的机械强度。栅架的结构右上蚀性和一定的机械强度。栅架的结构右上图所示。为了降低蓄电池的内阻，改善蓄图所示。为了降低蓄电池的内阻，改善蓄电池的起动性能，有些铅蓄电池采用了放电池的起动性能，有些铅蓄电池采用了放射形栅架，右下图为桑塔纳轿车蓄电池放射形栅架，右下图为桑塔纳轿车蓄电池
10、放射形栅架的结构。射形栅架的结构。 2.2.1 2.2.1 铅蓄电池的结构铅蓄电池的结构 正极板上的活性物质是二氧化铅正极板上的活性物质是二氧化铅（PbOPbO2 2），呈深棕色；负极板上的），呈深棕色；负极板上的活性物质是海绵状的纯铅（活性物质是海绵状的纯铅（PbPb），），呈青灰色。将活性物质调成糊状填呈青灰色。将活性物质调成糊状填充在栅架的空隙里并进行干燥即形充在栅架的空隙里并进行干燥即形成极板。如右上图所示。成极板。如右上图所示。 将正、负极板各一片浸入电解将正、负极板各一片浸入电解液中，可获得液中，可获得2V2V左右的电动势。为左右的电动势。为了增大蓄电池的容量，常将多片正了增大蓄电
11、池的容量，常将多片正、负极板分别并联，组成正、负极、负极板分别并联，组成正、负极板组，如右下图所示。在每个单格板组，如右下图所示。在每个单格电池中，正极板的片数要比负极板电池中，正极板的片数要比负极板少一片，这样每片正极板都处于两少一片，这样每片正极板都处于两片负极板之间，可以使正极板两侧片负极板之间，可以使正极板两侧放电均匀，避免因放电不均匀造成放电均匀，避免因放电不均匀造成极板拱曲。极板拱曲。1极板组总成 2负极板3隔板4正极板5极板联条 2.2.1 2.2.1 铅蓄电池的结构铅蓄电池的结构 2 2隔板隔板 隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板互相接隔板插放在正、负极板之间，以防止正
12、、负极板互相接触造成短路。隔板应耐酸并具有多孔性，以利于电解液的渗透触造成短路。隔板应耐酸并具有多孔性，以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。其中，木。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。其中，木质隔板耐酸性较差，微孔橡胶隔板性能最好但成本较高，微孔质隔板耐酸性较差，微孔橡胶隔板性能最好但成本较高，微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。 3 3电解液电解液 电解液在蓄电池的化学反应中，起到离子间导电的作用，电解液在蓄电池的化学反应中，起到离子间导电的作用，并参与蓄电池的化学反应。电解液由纯硫酸（并参
13、与蓄电池的化学反应。电解液由纯硫酸（H H2 2SOSO4 4）与蒸馏）与蒸馏水按一定比例配制而成，其密度一般为水按一定比例配制而成，其密度一般为3 3。2.2.1 2.2.1 铅蓄电池的结构铅蓄电池的结构 电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量，但密度过大，则粘度增加，反而降低蓄电池的容量，提高蓄电池的容量，但密度过大，则粘度增加，反而降低蓄电池的容量，缩短使用寿命。电解液密度应随地区和气候条件而定，下表列出了不同地缩短使用寿命。电解液密度应随地区和气候条件而定，下表列出了不同地区和气温
14、下的电解液的密度。另外，电解液的纯度也是影响蓄电池性能和区和气温下的电解液的密度。另外，电解液的纯度也是影响蓄电池性能和使用寿命的重要因素之一。使用寿命的重要因素之一。 气气 候候 条条 件件 完全充足电的蓄电池完全充足电的蓄电池2525时电解液的密度（时电解液的密度（g/cmg/cm3 3） 冬季冬季夏季夏季冬季温度低于冬季温度低于4040地区地区1.301.301.261.26冬季温度高于冬季温度高于4040地区地区1.281.281.251.25冬季温度高于冬季温度高于3030地区地区1.271.271.241.24冬季温度高于冬季温度高于2020地区地区1.261.261.231.23
15、冬季温度高于冬季温度高于00地区地区1.241.241.231.232.2.1 2.2.1 铅蓄电池的结构铅蓄电池的结构4 4壳体壳体 壳体用于盛放电解液和极板组，壳体用于盛放电解液和极板组，应该耐酸、耐热、耐震。壳体多采用应该耐酸、耐热、耐震。壳体多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成，为整体式硬橡胶或聚丙烯塑料制成，为整体式结构，底部有凸起的肋条以搁置极板结构，底部有凸起的肋条以搁置极板组。壳内由间壁分成组。壳内由间壁分成3 3个或个或6 6个互不相个互不相通的单格，各单格之间用铅质联条串通的单格，各单格之间用铅质联条串联起来，如右图所示。壳体上部使用联起来，如右图所示。壳体上部使用相同材料的电池盖
16、密封，电池盖上设相同材料的电池盖密封，电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔，用有对应于每个单格电池的加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，以及测量电于添加电解液和蒸馏水，以及测量电解液密度、温度和液面高度。加液孔解液密度、温度和液面高度。加液孔盖上的通风孔可使蓄电池化学反应中盖上的通风孔可使蓄电池化学反应中产生的气体顺利排出。产生的气体顺利排出。2.2.2 2.2.2 免维护蓄电池的特点免维护蓄电池的特点 免维护蓄电池又称免维护蓄电池又称MFMF蓄电池，免维护是指在汽车合理使用期间，蓄电池，免维护是指在汽车合理使用期间，不需要对蓄电池进行加注蒸馏水、检测电解液液面高度、检测电解液密不需要对蓄电池进行加注蒸馏水、检测电解液液面高度、检测电解液密度等维护作业。免维护蓄电池特点：度等维护作业。免维护蓄电池特点： 1 1）栅架材料采用铅钙合金，既提高了栅架的机械强度，又减少了蓄）栅架材料采用铅钙合金，既提高了栅架的机械强度，又减少了蓄电池的耗水量和自放电。电池的耗水量和自放电。 2 2）采用了袋式微孔聚氯乙烯隔板，将正极板装在隔板袋内，既可避）采用了袋式微孔聚氯乙烯隔板，将正极板装在隔板袋内，既可
