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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
2、题，世界各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
3、采用，但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。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
4、，随着电信业的飞速发展， VRLA 电池在电信部门得到迅速推广使用。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
5、文章提出对策和看法， 其中 DrDaridFeder 提出利用测电导的方法对 VRLA 电池进行监测。 I c Bearinger 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
6、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、铅酸蓄电池的构造负极板正极板正负极板 ：是产生电能的主体部分。隔离板电槽电解液电解液：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。隔离板 ：起隔离作用， 防止正负极板短路。电槽 ：是容纳极板和电解液的容器。四、铅酸蓄电池的常
7、见术语说明术语定义解说1.公称电压 用于表示蓄电池电压的标准电压大部分汽车电池的公称电(V) 。压为 12V，充满电后的电压在 12.7V 左右。额定容量 在放电容许的范围内，以指定的国家标准以 C20、C10、C52.放电电流、放电时间、终止电压、等表示 20h 率、10h 率、5h电解液温度及电解液密度条件率等额定容量。下，蓄电池完全充足电后所能提供的电量。3.高率放电N100 电池的 20h 容量为特性用接近汽车起动电流放电时的特100Ah，5h 容量为 80Ah。性。衡量电池的起动性。无液贮存电荷的电池。蓄电池加4.干荷电蓄 入电解液后 20 分钟后即可使用。 分普通型和免维护型两大电
8、池类。起动用铅蓄电池是用于各型轿5.起动用铅 车、客货汽车、拖拉机起动照明蓄电池及小容量自动通讯交换机等用途的直流电源。6.免维护蓄 是在普通型蓄电池的基础上，从电池结构和制造工艺上作了一些改进特点是失水量少、自放电后，派生出来的一种新型铅蓄电少、起动性优良、寿命长。池。“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
9、。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、 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
10、）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1.电池充电不足而继续使用1.电压在 10V 以下。电或长期放置不使用。2.每格液比重在 1.10 以下。2.充电系统或其他电器件故3.极板表面生白。障。4.补充电后故障极比重低。3.车辆不使用时电器件负荷未关掉。2 过 充 1.车辆电压调节器设定值高。 1.电槽脱色变黑。电2.长时间充电。2.隔离板炭化。3.长时间、长距离行驶。3
