第1讲 蓄电池

1、第第1讲讲 蓄电池蓄电池 1.1 概述概述 1.1.1蓄电池的分类蓄电池的分类 根据电池电解液分：根据电池电解液分： 酸性蓄电池：电解液是化学纯净的硫酸溶液。 碱性蓄电池：电解液是化学纯净的苛性钠、钾溶液 根据性能分：根据性能分： 普通型 干式荷电型：极板组在干燥状态下； 湿荷电型：加注电解液后，极板才能保存充电过程中所得电量； 免维护型 ：无需进行维护。 1.1.2蓄电池的用途蓄电池的用途 （1）发动机起动时，向起动机、点火系统、仪表系统供电；）发动机起动时，向起动机、点火系统、仪表系统供电； （2 2）在发电机不发电或电压较低时，向用电设备供电，同时还）在发电机不发电或电压较低时，向用电设

2、备供电，同时还向发电机激磁线圈提供电流；向发电机激磁线圈提供电流；（3）当发电机超负荷时，协助发电机向用电设备供电；）当发电机超负荷时，协助发电机向用电设备供电；（4）电容器的作用；）电容器的作用；（5）在发电机转速和负荷变化时，保持电路电压的稳定。）在发电机转速和负荷变化时，保持电路电压的稳定。图1：汽车电源与全车用电设备的连接1.2 蓄电池的构造和型号蓄电池的构造和型号 图2：蓄电池的构造1正极扳；正极扳；2负极板；负极板；3肋条；肋条；4隔板；隔板；5护板；护板；6封料；封料；7负极桩；负极桩；8加液口盖；加液口盖；9连条；连条；10正极桩正极桩；11极桩衬套；极桩衬套；12-蓄电池容器

3、蓄电池容器2.隔板隔板 3.外壳和盖外壳和盖 4.联条联条 5.电解液（电水）电解液（电水） 1.2.1 结构结构 1.极板极板 1.2.1 结构结构 图3：极板 图4：栅架a) 切诺基蓄电池栅架 b) 桑塔纳蓄电池栅架图：放射形栅架结构 1极板极板 正极板：深棕色的正极板：深棕色的PbO2； 负极板：海绵状青灰色的负极板：海绵状青灰色的Pb。 1.2.2 蓄电池的型号蓄电池的型号 串联的单格蓄电池数蓄 电 池类型蓄电池特征（普通干荷电、湿荷电、免维护） 蓄 电 池容量1.3.1 电动势的建立电动势的建立 正极：2V 1.3 蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理（少量）PbO2+2H2OPb(OH

4、)4 Pb4OH负极：0. 1V静止电动势E02.1V。 1.3.2 放电过程（化放电过程（化电）电） 放电过程总的反应式为：放电过程总的反应式为：PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O 蓄电池在放电过程中具有以下特征：蓄电池在放电过程中具有以下特征：（1）正负极板上的活性物质（PbO2和Pb）都逐渐转变为PbSO4；（2）电解液浓度变小，密度降低； （3）蓄电池内阻增大。 图：蓄电池放电过程示意图 4 1.3.3 充电过程（电充电过程（电化）化） 充电过程总的反应式为：充电过程总的反应式为： 2PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO4 2H2SO42H2O2H2SO42H2O2充电

5、终了蓄电池的表现充电终了蓄电池的表现：（1）恢复正常电压（12V）；（2）产生大量气泡(H2和O2 ） 。 图：蓄电池充电过程示意图 4由蓄电池的充放电化学反应得出结论：由蓄电池的充放电化学反应得出结论：（1）在充放电过程中的化学方程式为：可通过测量电解液的密度来判断蓄电池的充放电程度。（2）在充放电过程中电解液比重发生变化，主要是由于正负极板处活性物质化学反应的结果。 OHPbSOSOHPbPbO244222221.4 1.4 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性 1.4.1 电动势、内阻和端电压电动势、内阻和端电压 1.电动势电动势 （1）静止电动势（）静止电动势（E0）：）：蓄电池不充电不放

6、电时蓄蓄电池不充电不放电时蓄电池的正负极开路电压电池的正负极开路电压 。 )15(84. 01515tEtCCjC15 （2）瞬时电动势（）瞬时电动势（E）：）：蓄电池充放蓄电池充放电过程中正负极板之间的电动势。电过程中正负极板之间的电动势。 放电时，放电时，EE0； 2.2.内阻内阻 rr极板极板r隔板隔板r电解液电解液r联结条联结条r极桩极桩 密度、温度系数； 15时的电解液密度。图：电解液内阻随电解液相对密度变化的关系曲线 3. 端电压端电压(U)：用电压表测得的正负极之间的电压：用电压表测得的正负极之间的电压 。 放电时，放电时，UEIfR0 充电时，充电时，UEIcR0其中：其中：I

7、f放电电流；放电电流；Ic充电电流；充电电流；R0蓄电池内阻；蓄电池内阻；E瞬时电动势瞬时电动势 1.4.2蓄电池的充放电特性蓄电池的充放电特性 思考题：思考题：（1）蓄电池充放电终了有什么特征？）蓄电池充放电终了有什么特征？（2）对于一个标称电压为）对于一个标称电压为12V的蓄电池，正常放电的蓄电池，正常放电终了的电压为多少？终了的电压为多少？1.5 蓄电池的容量蓄电池的容量 1.5.1蓄电池的容量蓄电池的容量 1.1.理论容量：理论容量：假设活性物质全部参加放电反应时所能放出假设活性物质全部参加放电反应时所能放出的电量。的电量。 2.2.实际容量：实际容量：在一定的放电条件下，蓄电池实际放

8、出的电在一定的放电条件下，蓄电池实际放出的电量。量。CIftf（A.h） 3.3.额定容量：额定容量：将充足电的蓄电池在电解液温度为将充足电的蓄电池在电解液温度为255条条件下，以件下，以20h率的放电电流连续放电至单格平均电压降到率的放电电流连续放电至单格平均电压降到1.75V时输出的电量。时输出的电量。 4.4.储备容量储备容量 ：在电解液温度为在电解液温度为255条件下，以条件下，以25A恒流恒流放电至单格平均电压降到放电至单格平均电压降到1.75V时的放电时间时的放电时间 。 1.5.2 影响蓄电池容量的因素影响蓄电池容量的因素 1.1.蓄电池结构对容量的影响蓄电池结构对容量的影响 2

9、.使用因素对蓄电池容量的影响使用因素对蓄电池容量的影响 图：蓄电池容量与放电电流的关系图：蓄电池容量与放电电流的关系图：蓄电池容量与温度的关图：蓄电池容量与温度的关系系图：蓄电池容量与电解液密度的关系图：蓄电池容量与电解液密度的关系（1）放电电流：放电电流越大，容量）放电电流：放电电流越大，容量越小；越小； （2）电解液温度：温度降低，容量电解液温度：温度降低，容量降低降低 ；（3）电解液密度。）电解液密度。1.6 蓄电池常见故障及其排除方法蓄电池常见故障及其排除方法 1.1.极板硫化极板硫化: :极板上生成白色粗晶粒PbSO4的现象 1）外部现象）外部现象（1）起动起动机无力；）起动起动机无

10、力；（2）充电时蓄电池过早出现沸腾现象，电解液密度上）充电时蓄电池过早出现沸腾现象，电解液密度上升慢，极板外有一层白色霜状物。升慢，极板外有一层白色霜状物。2）产生原因）产生原因（1）在充电不足的情况下长期使用和保存；）在充电不足的情况下长期使用和保存；（2）电解液液面过低；）电解液液面过低；（3）电解液密度过大。）电解液密度过大。3 3）排除）排除 （1 1）小电流长时间充电法（轻度硫化）小电流长时间充电法（轻度硫化） （2 2）去硫化充电（）去硫化充电（硫化较严重硫化较严重 ） 2.自行放电自行放电:蓄电池在不使用（无负载）的情况下，蓄电池在不使用（无负载）的情况下，自行失去电量的现象。自

11、行失去电量的现象。 1）产生原因）产生原因 使用因素：使用因素：(1)电解液杂质过多，电解液密度偏高；电解液杂质过多，电解液密度偏高； （2）电池表面不清洁。）电池表面不清洁。 构造因素：构造因素： 2 2）预防及排除）预防及排除 3.活性物质脱落：正极板上的活性物质活性物质脱落：正极板上的活性物质PbO2脱落脱落 1）现象：蓄电池输出容量下降，充电时电解液浑浊，呈）现象：蓄电池输出容量下降，充电时电解液浑浊，呈棕色液体棕色液体 2 2）原因：）原因： （1）充电电流过大；）充电电流过大； （2）充电终了电流过大；）充电终了电流过大； （3）长时间大电流放电；）长时间大电流放电； （4）汽车行

12、驶中的颠簸振动。汽车行驶中的颠簸振动。 4. 极板栅架腐蚀极板栅架腐蚀:极板呈腐烂状态，活性物质以块状堆积在两隔板之间，蓄电池容量降低。 1）原因：）原因： （1）氧化所致（主要原因）。 （2）电解液密度增大，温度升高、充电时间过长。 （3）电解液不纯。 5. 极板短路极板短路 特征特征：充电电压很低或为零，密度上升很慢或不上升，充电中气泡很少或无气泡。 主要原因：主要原因： （1）隔板破损使正、负极板直接接触。 （2）活性物质大量脱落，沉积后将正、负极板连通。 （3）极板组弯曲。 （4）导电物体落入池内。 1.7 蓄电池的充电蓄电池的充电 蓄电池与充电设备的连接：正接正，负接负。：正接正，负

13、接负。充电方法：充电方法：（1）定流充电：充电过程中充电电流基本恒定，用于初充电、）定流充电：充电过程中充电电流基本恒定，用于初充电、补充充电、去硫化充电。补充充电、去硫化充电。 接线：被充蓄电池都接成串联，额定电压可以不同（串联充接线：被充蓄电池都接成串联，额定电压可以不同（串联充电）。电）。 优点：适应性强，可任意选择和调整充电电流的大小，优点：适应性强，可任意选择和调整充电电流的大小， 缺点：充电时间长，需经常调节充电电流；缺点：充电时间长，需经常调节充电电流；图：恒流充电的接线方法图 充电特性曲线曲线（2）定压充电：充电过程中，电源电压始终）定压充电：充电过程中，电源电压始终保持不变，

14、用于补充充电。保持不变，用于补充充电。 接线：被充蓄电池都接成并联，且蓄电池接线：被充蓄电池都接成并联，且蓄电池电压完全相同（并联充电）。电压完全相同（并联充电）。（3）脉冲快速充电：快速充电的主要方式。）脉冲快速充电：快速充电的主要方式。图：恒压充电的接线方法图 充电特性曲线曲线 使用中不需加水使用中不需加水 自放电少（即放置损失少）自放电少（即放置损失少） 耐过充电性能好耐过充电性能好 使用寿命长使用寿命长 1.8 免维护蓄电池免维护蓄电池蓄电池的正确使用：蓄电池的正确使用： （1）正确使用起动机；）正确使用起动机；（2）蓄电池在汽车上必须固定牢靠，安装或搬运蓄电池时应轻）蓄电池在汽车上必

15、须固定牢靠，安装或搬运蓄电池时应轻搬轻放。搬轻放。 （3）新蓄电池首次使用之前，需要合理选择电解液相对密度）新蓄电池首次使用之前，需要合理选择电解液相对密度。 蓄电池的维护：蓄电池的维护： （ 1）检查蓄电池外壳表面有无电解液渗漏。）检查蓄电池外壳表面有无电解液渗漏。 （2）检查蓄电池在车上安装是否牢靠，导线接头与极柱的连）检查蓄电池在车上安装是否牢靠，导线接头与极柱的连接是否牢靠。接是否牢靠。 （3） 保持蓄电池的清洁。保持蓄电池的清洁。 （4） 检查通气孔是否畅通。检查通气孔是否畅通。 （5） 定期检查并调整电解液的密度及液面高度。定期检查并调整电解液的密度及液面高度。例题：怎样正确使用与

16、维护蓄电池例题：怎样正确使用与维护蓄电池蓄电池的拆装蓄电池的拆装1）拆装、移动蓄电池时，应轻搬轻放，严禁在地上拖拽。2）蓄电池型号和车型应相符，电解液密度和高度应符合规定。3）安装时，蓄电池固定在托架上，塞好防振垫。4）极桩涂上凡士林或润滑油，防腐防锈。极桩卡子与极桩要接触良好。5）蓄电池搭铁极性必须与发电机一致。6）接线时先接正极后接负极，拆线时相反，以防金属工具搭铁，造成蓄电池短路。 思考题思考题1.蓄电池为（蓄电池为（ ）直流电源，它在汽车上与发电机（）直流电源，它在汽车上与发电机（ ），向用电设备供电。），向用电设备供电。（a）可逆；（）可逆；（b）不可逆；（）不可逆；（c）并联；（）并联；（d）串联。）串联。2. 将蓄电池的正、负极板各一片浸入电解液中，可获得的电压为：将蓄电池的正、负极板各一片浸入电解液中，可获得的电压为：（a）2V；（；（b）4V；（；（c）6V；（；（d）12V；（；（e）24V3. 电解液是由（电解液是由（ ）和（）和（ ）按一定比例配制而成的。）按一定比例配制而成的。（a）工业用硫酸、蒸馏水；（）工业用硫酸、蒸馏水；（b）工业用硫酸、非蒸馏水；（）工业用硫酸、非蒸馏水；（c）专用硫酸、）专用硫酸、非蒸馏水；（非蒸馏水；（d）专用硫酸、蒸馏水；（）专用硫酸、蒸