蓄电池的认知与维护

1、蓄电池的认知与维护教学目标教学目标v掌握蓄电池的基本构造及作用掌握蓄电池的基本构造及作用v了解影响蓄电池容量的因素了解影响蓄电池容量的因素v掌握蓄电池的正确使用与维护方法掌握蓄电池的正确使用与维护方法v掌握蓄电池常见故障的排除方法掌握蓄电池常见故障的排除方法v掌握发电机、电动机的构造与工作原理掌握发电机、电动机的构造与工作原理v掌握交流发电机、电动机的检修方法掌握交流发电机、电动机的检修方法v掌握电压调节器的工作原理及检查方法掌握电压调节器的工作原理及检查方法蓄电池蓄电池v1 1、掌握蓄电池的基本构造与工作原理、掌握蓄电池的基本构造与工作原理v2 2、掌握蓄电池的型号与工作特性、掌握蓄电池的型

2、号与工作特性v3 3、了解影响蓄电池容量的因素、了解影响蓄电池容量的因素v4 4、掌握蓄电池的正确使用与维护方法、掌握蓄电池的正确使用与维护方法v5 5、掌握蓄电池常见故障的排除方法、掌握蓄电池常见故障的排除方法概概 述述v电源特点：电源特点：(1)(1)两套电源；两套电源；(2)(2)并联供电。并联供电。用来指示蓄用来指示蓄电池的充放电池的充放电状况电状况使发电机在转速变使发电机在转速变化时，能保证其输化时，能保证其输出电压恒定。出电压恒定。一、蓄电池的分类与功用一、蓄电池的分类与功用v蓄电池是一种将化学能转变为电能的装蓄电池是一种将化学能转变为电能的装置，属于可逆的直流电源。置，属于可逆的

3、直流电源。v应用最广泛的汽车蓄电池是铅酸蓄电池。应用最广泛的汽车蓄电池是铅酸蓄电池。v蓄电池最主要的作用是：起动发动机时蓄电池最主要的作用是：起动发动机时向起动机和点火装置供电。向起动机和点火装置供电。v蓄电池的性质：蓄电池是一种储存、释蓄电池的性质：蓄电池是一种储存、释放电能的装置。放电能的装置。1.1.蓄电池的分类蓄电池的分类 目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类：铅酸蓄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。由于人们对电池（以下简称铅蓄电池）和镍碱蓄电池。由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲击，各国正在燃油汽车排放要求的提高和能源危

4、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。蓄电池。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 辆辆铅酸蓄铅酸蓄电池电池结构简单；价格便宜；内阻小；结构简单；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容量小；使用寿命容量小；使用寿命相对较短相对较短一般车辆一般车辆镍碱蓄镍碱蓄电池电池容量大；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

5、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电动车蓄电池蓄电池容量大；无污染；充、放电性能容量大；无污染；充、放电性能好；使用寿命长好；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1.1.蓄电池的分类蓄电池的分类 铅蓄电池又可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、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。各种铅蓄电池的特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。点见下表。 类类 型型特特 点点普通铅普通铅蓄电池蓄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

6、充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，使用中需要定期维护。电，初充电的时间较长，使用中需要定期维护。干荷电干荷电铅蓄电铅蓄电池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，静置规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置20203030minmin即可使用，使用中需要定期维护。即可使用，使用中需要定期维护。湿荷电湿荷电铅蓄电铅蓄电池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。新蓄电池的极板处于已充电状态，蓄电池内部带

7、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，静置在规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置20203030minmin即可使用，使用中需要定期维护。即可使用，使用中需要定期维护。免维护免维护蓄电池蓄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，年不需补加蒸馏水，极桩腐蚀极少，自放电少。自放电少。2.2.蓄电池的功用蓄电池的功用（1 1）蓄电池的要求：）蓄电池的要求： 1 1）启动发动机时，蓄电池在）启动发动机时，蓄电池在5 510s10s的短的短时间内，提供给汽车起动机足够大的电流；时间内，提供给汽车起动机足够大的电流；

8、 2 2）容量大，内阻小，有足够的启动能力。）容量大，内阻小，有足够的启动能力。汽油机起动电流为汽油机起动电流为200 200 600600A A，有的柴油机起动电流高达有的柴油机起动电流高达10001000A A。2.2.蓄电池的功用蓄电池的功用功用：功用：v 在发动机启动时，向起动机和点火装置供电。在发动机启动时，向起动机和点火装置供电。v 当发电机低速运转时，向用电设备和发电机磁场绕当发电机低速运转时，向用电设备和发电机磁场绕组供电；组供电；v 当发电机中、高速运转时，将发电机剩余电能转变当发电机中、高速运转时，将发电机剩余电能转变为化学能储存；为化学能储存；v 当发电机超载时，协助发电

9、机向用电设备供电；当发电机超载时，协助发电机向用电设备供电；v 蓄电池相当于一个大电容器，能够吸收发电机的瞬蓄电池相当于一个大电容器，能够吸收发电机的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定；定；v当汽车熄火时，由蓄电池向时钟、发动机及车身当汽车熄火时，由蓄电池向时钟、发动机及车身ECUECU存储器、电子音响系统及防盗报警系统等供电。存储器、电子音响系统及防盗报警系统等供电。蓄电池最主蓄电池最主要作用要作用二、蓄电池的构造与型号二、蓄电池的构造与型号电解液电解液1. 1. 蓄电池的构造蓄电池的构造1 1) ) 极板极板v极板一般由栅架和活

10、性物质组极板一般由栅架和活性物质组成，分正极板和负极板两种。成，分正极板和负极板两种。v (1) (1) 正极板上的活性物质是正极板上的活性物质是细小结晶形二氧化铅，呈棕红细小结晶形二氧化铅，呈棕红色；色；v(2) (2) 负极板上的活性物质是多负极板上的活性物质是多孔性海绵状纯铅，呈青灰色。孔性海绵状纯铅，呈青灰色。 单格结构单格结构1) 1) 极板极板v（3 3）栅架）栅架v活性物质填充在活性物质填充在铅锑合金制成的栅铅锑合金制成的栅架上，加锑提高栅架上，加锑提高栅架的机械强度并改架的机械强度并改善浇铸性能，但抗善浇铸性能，但抗蚀性差，引起蓄电蚀性差，引起蓄电池自放电。砷耐蚀、池自放电。砷

11、耐蚀、抗变形。抗变形。1) 1) 极板极板v（4 4）极板厚度极板厚度v国产负极板为国产负极板为1.1.6 6 1.81.8mmmm，有的也薄至，有的也薄至1.1.2 2 1. 1.4mm4mm；正极；正极板为板为2.22.2 2.4mm2.4mm，有的也薄至有的也薄至1.1.6 6 1.81.8mmmm 。v薄形极板的作用：薄形极板的作用：改善汽车启动性能，改善汽车启动性能，提高蓄电池的能量提高蓄电池的能量传输效率。传输效率。v（5 5）极板组极板组v为了增大蓄电池的容为了增大蓄电池的容量，一般将多片正板量，一般将多片正板和多片负极板分别并和多片负极板分别并联，组成正极板组和联，组成正极板组

12、和负极板组。负极板组。v为了减轻正极板反应为了减轻正极板反应时的变形量，放电均时的变形量，放电均匀，在每个单个电池匀，在每个单个电池中，负极板的数量总中，负极板的数量总是比正极板多一片。是比正极板多一片。1) 1) 极板极板2) 2) 隔板隔板v(1) (1) 作用：为了避免作用：为了避免相互接触而短路，正相互接触而短路，正负极板之间要用绝缘负极板之间要用绝缘的隔板隔开。的隔板隔开。v(2) (2) 要求：隔板材料要求：隔板材料应具有多孔性、渗透，应具有多孔性、渗透，且化学性能应稳定，且化学性能应稳定，即具有良好的耐酸性即具有良好的耐酸性和抗氧化性。和抗氧化性。2) 2) 隔板隔板v(3) (

13、3) 材料：木质、微材料：木质、微孔橡胶、微孔塑料、孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸张、玻璃玻璃纤维纸张、玻璃丝棉等。丝棉等。v(4) (4) 结构与安装：一结构与安装：一面平滑，一面带槽。面平滑，一面带槽。安装时，槽面应朝正安装时，槽面应朝正极板，且与外壳底部极板，且与外壳底部垂直。垂直。3) 3) 电解液电解液v组成：铅酸蓄电池的电解液，是由相对密度组成：铅酸蓄电池的电解液，是由相对密度1.841.84g gcmcm3 3的纯硫酸和蒸馏水配制而成。的纯硫酸和蒸馏水配制而成。v密度：一般在密度：一般在1.241.241.311.31g gcmcm3 3的范围之内。密的范围之内。密度大，可减少结冰

14、的危险并提高蓄电池的容量，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。量，缩短使用寿命。v在气温高的地区和季节，应采用较低密度的电解在气温高的地区和季节，应采用较低密度的电解液，在气温低的地区和季节，应采用较高密度的液，在气温低的地区和季节，应采用较高密度的电解液。电解液。v影响因素：电解液的密度、温度、纯度是影响蓄影响因素：电解液的密度、温度、纯度是影响蓄电池的性能、寿命的重要因素。电池的性能、寿命的重要因素。3) 3) 电解液电解液v(4)(4)电解液的配制：电解液的配制： 1 1）材料）材

15、料浓硫酸（密度浓硫酸（密度1.841.84）+ +蒸馏水。蒸馏水。 2 2）容器）容器陶瓷或玻璃容器。陶瓷或玻璃容器。 3 3）方法）方法将适量蒸馏水倒入容器内将适量蒸馏水倒入容器内, ,再慢慢再慢慢加入硫酸加入硫酸, ,并用耐酸棒不停地慢慢搅拌。并用耐酸棒不停地慢慢搅拌。 4 4）比例）比例硫酸与蒸馏水体积比：硫酸与蒸馏水体积比：1:4.331:4.33 重量比：重量比：1:2.361:2.365 5）目标）目标配成密度配成密度1.241.31.241.31g/cm1g/cm3 3 （电解液（电解液温度为温度为2525）。）。3) 3) 电解液电解液 (5) (5)安全防护：安全防护： 电解

16、液腐蚀性极强，如果皮肤接触了酸液，电解液腐蚀性极强，如果皮肤接触了酸液，要立即用苏打水冲洗，酸液溅到眼睛里要立即要立即用苏打水冲洗，酸液溅到眼睛里要立即用凉水或医用冲眼器冲洗，然后请医生处置。用凉水或医用冲眼器冲洗，然后请医生处置。4) 4) 外壳外壳v(1)(1)装配：蓄电池外壳装配：蓄电池外壳为一整体式结构的容为一整体式结构的容器，极板、隔板和电器，极板、隔板和电解液均装入外壳内。解液均装入外壳内。v(2)(2)要求：外壳应耐酸、要求：外壳应耐酸、耐热、耐寒、抗震动，耐热、耐寒、抗震动，并具有足够的机械强并具有足够的机械强度。度。4) 4) 外壳外壳v(3) (3) 结构：蓄电池电结构：蓄

17、电池电压一般有压一般有6 6V V和和1212V V两种两种规格，因此，外壳内规格，因此，外壳内由间壁分成由间壁分成3 3个或个或6 6个个互不相通的单格。结互不相通的单格。结构特点：构特点： 沉淀槽、加沉淀槽、加液孔、加液孔盖通气液孔、加液孔盖通气孔。孔。v(4)(4)常用材料常用材料 ：硬质：硬质橡胶、聚丙烯塑料等。橡胶、聚丙烯塑料等。5) 5) 加注孔盖加注孔盖v(1)(1)加液孔：每个单格电加液孔：每个单格电池都有一个加液孔，加注池都有一个加液孔，加注电解液或检测电解液密度；电解液或检测电解液密度；v(2)(2)加注孔盖：用橡胶或加注孔盖：用橡胶或塑料制成，孔盖上有通气塑料制成，孔盖上

18、有通气孔，下端有特制的隔板，孔，下端有特制的隔板，可防止汽车颠簸时，电解可防止汽车颠簸时，电解液从通气孔溅出，使用中液从通气孔溅出，使用中应保持畅通，存放中应保应保持畅通，存放中应保持密闭。持密闭。6) 6) 铅连接条铅连接条v作用：将单格电池串联起作用：将单格电池串联起来，以提高蓄电池总成的来，以提高蓄电池总成的端电压。端电压。v材料：铅材料：铅- -锑合金。锑合金。v种类：种类： 外露式外露式连接条外露在连接条外露在盖上。盖上。 跨桥式跨桥式连接条在盖下连接条在盖下跨过隔墙。跨过隔墙。 穿壁对焊式穿壁对焊式极板柄穿极板柄穿墙连接。墙连接。6) 6) 铅连接条铅连接条单格间穿单格间穿墙式联接

19、墙式联接方式。方式。6) 6) 铅连接条铅连接条2.2.蓄电池的型号蓄电池的型号第一部第一部分分 第二部分第二部分 第三部分第三部分 串联的串联的单格电单格电池数池数蓄电池的类型蓄电池的类型蓄电池的特征蓄电池的特征蓄电池蓄电池的额定的额定容量容量 蓄电池的特蓄电池的特殊性能殊性能 用 阿 拉用 阿 拉伯 数 字伯 数 字表示表示用大写的汉语用大写的汉语拼音字母表示拼音字母表示如：如：Q Q-起动用起动用铅蓄电池铅蓄电池N N-内燃机车用内燃机车用蓄电池蓄电池M-M-摩托车用蓄摩托车用蓄电池电池 用大写的汉语拼音字母用大写的汉语拼音字母表示表示如：如：A A-干荷电铅蓄电干荷电铅蓄电池池H H-

20、湿荷电铅蓄电池湿荷电铅蓄电池W W-免维护铅蓄电池免维护铅蓄电池B B-薄型极板薄型极板无字母无字母-普通铅蓄电池普通铅蓄电池 20h率放率放电率的电率的额定容额定容量，单量，单位为位为Ah，单位略单位略去不写。去不写。 用 大 写 的 汉用 大 写 的 汉语 拼 音 字 母语 拼 音 字 母表示表示如：如：Q-高起高起动率动率D-低温性能低温性能好好S-塑料槽蓄塑料槽蓄电池电池 1) 1) 案例案例v车型：解放车型：解放CA1091CA1091汽车用蓄电池汽车用蓄电池v6-6-QA-100QA-100v额定电压额定电压1212伏；额定容量伏；额定容量100100AhAhv起动型干荷蓄电池起动

21、型干荷蓄电池n车型：车型：CA1170P2K2CA1170P2K2柴油车柴油车n6-6-QAW-100SQAW-100Sn额定电压额定电压1212伏；额定容量伏；额定容量100Ah100Ahn干荷式免维护蓄电池，采用了塑料整体式外壳。干荷式免维护蓄电池，采用了塑料整体式外壳。3.3.免维护铅蓄电池的特点免维护铅蓄电池的特点v(1) (1) 构造特点构造特点v内装温度补偿型液体密度计，内装温度补偿型液体密度计，便于监视储电量和液面高度。便于监视储电量和液面高度。v当密度计指示器表面呈绿色当密度计指示器表面呈绿色时，表明存电充足；绿色面时，表明存电充足；绿色面积很小或为黑色时，需补充积很小或为黑色

22、时，需补充充电；呈黄色时，表明液面充电；呈黄色时，表明液面过低，蓄电池已不能继续使过低，蓄电池已不能继续使用，应查外壳有无裂纹。用，应查外壳有无裂纹。v(2) (2) 免维护蓄电池的优点免维护蓄电池的优点v在规定的条件下，使用过程中不需补加蒸馏水在规定的条件下，使用过程中不需补加蒸馏水( (时间可达三四年，行驶里程可达：市区时间可达三四年，行驶里程可达：市区8 8万公万公里，长途里，长途40484048万公里万公里) )。v自放电少，仅为普通蓄电池的自放电少，仅为普通蓄电池的1/61/81/61/8。故两。故两年内可湿式储藏。年内可湿式储藏。v内阻小，具有较高的放电电压和较好的常温和内阻小，具

23、有较高的放电电压和较好的常温和低温起动性能。低温起动性能。v耐过充电性能好，相同条件下其过充电流小，耐过充电性能好，相同条件下其过充电流小，充满后可接近零，即基本上不电解水。充满后可接近零，即基本上不电解水。v极柱无腐蚀或腐蚀极轻。极柱无腐蚀或腐蚀极轻。v耐热、耐振性能好，寿命长耐热、耐振性能好，寿命长( (其使用寿命一般其使用寿命一般为四年，是普通蓄电池的两倍多为四年，是普通蓄电池的两倍多) )。3.3.免维护铅蓄电池的特点免维护铅蓄电池的特点v双极硫酸盐化理论双极硫酸盐化理论v蓄电池放电时参与化学反应的物质，正极板蓄电池放电时参与化学反应的物质，正极板上是上是PbOPbO2 2，负极板上是

24、负极板上是PbPb，电解液是硫酸水溶电解液是硫酸水溶液。液。v蓄电池放电时，正极板上的蓄电池放电时，正极板上的PbOPbO2 2和负极板上和负极板上的的pbpb都变成都变成PbSOPbSO4 4水溶液，电解液中的水溶液，电解液中的H H2 2SOSO4 4减减少，相对密度下降。蓄电池充电时，则按相少，相对密度下降。蓄电池充电时，则按相反的方向变化。反的方向变化。三、蓄电池的工作原理三、蓄电池的工作原理1.1.蓄电池电动势的建立蓄电池电动势的建立 正、负极板浸入电解正、负极板浸入电解液后产生电动势。液后产生电动势。n负极板：铅溶于电解液负极板：铅溶于电解液中，失电子生成中，失电子生成PbPb2+

25、2+nPb-2ePbPb-2ePb2+2+n电子留在负极板上，与电子留在负极板上，与PbPb2+2+吸引，使负极板具有吸引，使负极板具有负电位，为负电位，为-0.1V-0.1V。1.1.蓄电池电动势的建立蓄电池电动势的建立n正极板：正极板：PbOPbO2 2溶于电解液溶于电解液nPbOPbO2 2+2H+2H2 2OPb(OH)OPb(OH)4 4 nPbPb(OH)(OH)4 4PbPb4+4+ + 4OH + 4OH- - nOHOH- -留在电解液中，留在电解液中，PbPb4+4+ 沉沉附在正极板表面附在正极板表面, ,使正极板有使正极板有+2.0+2.0V Vn在外电路未接通时，反应达

26、在外电路未接通时，反应达到动态平衡时，静止电动势到动态平衡时，静止电动势为：为： nE=2.0-(-0.1)=2.1VE=2.0-(-0.1)=2.1V2.2.蓄电池的放电过程蓄电池的放电过程n正极板：正极板：PbOPbO2 2溶于电解液溶于电解液nPbOPbO2 2+2H+2H2 2OPb(OH)OPb(OH)4 4 nPbPb(OH)(OH)4 4PbPb4+4+ + 4OH + 4OH- - nOHOH- -留在电解液中，留在电解液中，PbPb4+4+ 沉沉附在正极板表面附在正极板表面, ,使正极板有使正极板有+2.0+2.0V Vn在外电路未接通时，反应达在外电路未接通时，反应达到动态

27、平衡时，静止电动势到动态平衡时，静止电动势为：为： nE=2.0-(-0.1)=2.1VE=2.0-(-0.1)=2.1Vv（1 1）概念）概念v将蓄电池的化将蓄电池的化学能转换成电学能转换成电能的过程称为能的过程称为放电过程。放电过程。2.2.蓄电池的放电过程蓄电池的放电过程v（2 2）化学反应）化学反应v如果将蓄电池与如果将蓄电池与外电路的负荷接外电路的负荷接通，电子通，电子e e从负极从负极板经过外电路的板经过外电路的负荷流往正极板，负荷流往正极板，使正极板的电位使正极板的电位下降，从而破坏下降，从而破坏了原有的平衡状了原有的平衡状态，发生电化学态，发生电化学反应。反应。2. 2. 蓄电

28、池的放电过程蓄电池的放电过程v（3 3）结论）结论v 电极间接用电器时，负极板电子转移到正极板，电极间接用电器时，负极板电子转移到正极板，补充了正极板电子，使反应持续进行。补充了正极板电子，使反应持续进行。v 生成的生成的PbSOPbSO4 4分别附着在正负极板上。分别附着在正负极板上。v 正负极板上的活性物质逐步转变为正负极板上的活性物质逐步转变为PbSOPbSO4 4而不断而不断被消耗。被消耗。v 电解液中的电解液中的H H2 2SOSO4 4不断地被消耗而变成水，电解液不断地被消耗而变成水，电解液密度变小。因此，测量电解液密度可以检验蓄电池放密度变小。因此，测量电解液密度可以检验蓄电池放

29、电程度。电程度。 v 从理论上说，蓄电池这种放电过程将会使极板上从理论上说，蓄电池这种放电过程将会使极板上所有物质全部转变为硫酸铅，但实际转化的只有所有物质全部转变为硫酸铅，但实际转化的只有20-20-30%30%。因此，采用薄型、多孔性极板可提高容量。因此，采用薄型、多孔性极板可提高容量。2.2.蓄电池的放电过程蓄电池的放电过程v(1)(1)概念：将电能转概念：将电能转换成蓄电池化学能的换成蓄电池化学能的过程称为充电过程。过程称为充电过程。v它是放电反应的逆过它是放电反应的逆过程。充电时蓄电池的程。充电时蓄电池的正负两极接通直流电正负两极接通直流电源。源。3.3.蓄电池的充电过程蓄电池的充电

30、过程v(2)(2)化学反应化学反应v当电源电压高于蓄电池当电源电压高于蓄电池的电动势的电动势E E时，电流由蓄时，电流由蓄电池的正极流入，从蓄电池的正极流入，从蓄电池的负极流出，也就电池的负极流出，也就是电子由正极板经外电是电子由正极板经外电路流往负极板。路流往负极板。v这时正负极板发生的化这时正负极板发生的化学反应正好与放电过程学反应正好与放电过程相反。相反。 3.3.蓄电池的充电过程蓄电池的充电过程v(3)(3)结论结论v在外界电场作用下，电解液中的在外界电场作用下，电解液中的H H2 2O O与负极与负极PbSOPbSO4 4均均被电离，被电离，PbPb2+2+被负极吸引并从负极上得到充

31、电电源被负极吸引并从负极上得到充电电源送来的电子，还原成送来的电子，还原成PbPb附着在负极板上，形成海附着在负极板上，形成海绵状绵状PbPb，O O2-2-被吸引在正极板周围，正极板上被吸引在正极板周围，正极板上PbSOPbSO4 4电离出来的电离出来的PbPb2+2+在极板周围电场作用下失去两个电在极板周围电场作用下失去两个电子变成子变成PbPb4+4+ ，与，与O O2-2-结合成结合成PbOPbO2 2附着在正极板表面。附着在正极板表面。SOSO4 42-2-与与H H2 2O O离解出的离解出的H H+ +结合成结合成H H2 2SOSO4 4，留在电解液中。留在电解液中。这样，正极

32、板上这样，正极板上PbSOPbSO4 4被逐步转变成被逐步转变成PbOPbO2 2，负极板负极板上的上的PbSOPbSO4 4被逐步转变成海绵状被逐步转变成海绵状PbPb，生成的生成的H H2 2SOSO4 4使使电解液密度增大，蓄电池恢复到放电前的状态电解液密度增大，蓄电池恢复到放电前的状态。3.3.蓄电池的充电过程蓄电池的充电过程v充电过程中，电解液的相对密度将升到最大值，充电过程中，电解液的相对密度将升到最大值，并会引起水的分解：并会引起水的分解： v H H2 2SOSO4 42H2H+ +SO+SO4 42-2-v负极上的反应：负极上的反应： 2 2H H+ +2eH+2eH2 2v

33、正极上的反应：正极上的反应： 2 2SOSO4 42-2-+2H+2H2 2O -O -4e2H4e2H2 2SOSO4 4+O+O2 2v蓄电池总的反应：蓄电池总的反应： H H2 2SOSO4 4+2H+2H2 2OHOH2 2SOSO4 4+2H+2H2 2+O+O2 2v可见：反应的实际是分解水：可见：反应的实际是分解水：v 2 2H H2 2O2HO2H2 2+O+O2 24.4.水的分解反应水的分解反应v(1) (1) 蓄电池在放电时，电解液中的硫酸将逐渐减少，蓄电池在放电时，电解液中的硫酸将逐渐减少，而水将逐渐增多，电解液相对密度下降。而水将逐渐增多，电解液相对密度下降。v(2)

34、(2)蓄电池在充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，蓄电池在充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，而水将逐渐减少，电解液相对密度增加。而水将逐渐减少，电解液相对密度增加。 v(3)(3)在充放电时，电解液浓度发生变化，主要是由在充放电时，电解液浓度发生变化，主要是由于正极板的活性物质化学反应的结果，因此要求正于正极板的活性物质化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动性要好。在装配蓄电池时，应极板处的电解液流动性要好。在装配蓄电池时，应将隔板有沟槽的一面对着正极板，以便电解液流通。将隔板有沟槽的一面对着正极板，以便电解液流通。v(4)(4)充电后期，会因电解水产生气体，应注意排气充电后期，会因电解水

35、产生气体，应注意排气畅通，以防爆炸。畅通，以防爆炸。 5.5.蓄电池充放电过程结论蓄电池充放电过程结论v蓄电池的静止电动势蓄电池的静止电动势v蓄电池的内阻蓄电池的内阻v蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性 v蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性 四、蓄电池的工作特性四、蓄电池的工作特性v(1)(1)概念概念E E0 0：蓄电池处于静止状态时，正负极板蓄电池处于静止状态时，正负极板之间的电位差称为静止电动势。之间的电位差称为静止电动势。v(2) (2) 影响因素：电解液的温度和密度。影响因素：电解液的温度和密度。v(3) (3) 公式：公式：E E0 0=0.84+=0.84+2525（V V） 式中：

36、式中：E E0 0静止电动势静止电动势( (V)V) 0.84 0.84温度换算系数温度换算系数 2525- 25- 25时的电解液密度时的电解液密度( (g/cmg/cm3 3) )v汽车用蓄电池的电解液密度一般在汽车用蓄电池的电解液密度一般在1.1.050050- -1.301.30g/cmg/cm3 3之间。之间。1.1.蓄电池的静止电动势蓄电池的静止电动势(1)(1)组成：电解液电阻、极板电阻、隔板电阻、联条与组成：电解液电阻、极板电阻、隔板电阻、联条与极桩电阻等。极桩电阻等。(2)(2)影响因素：影响因素： 1) 1)放电程度：极板在完全充电状态下阻值很小，放电放电程度：极板在完全充

37、电状态下阻值很小，放电程度越高，程度越高，PbSOPbSO4 4越多，极板电阻越大。越多，极板电阻越大。 2) 2) 隔板材料：多孔性、渗透性好的材料阻值小。隔板材料：多孔性、渗透性好的材料阻值小。 3) 3)电解液的温度：电解液的温度：2.2.蓄电池的内阻蓄电池的内阻T T黏度黏度渗透能力渗透能力电阻电阻2.2.蓄电池的内阻蓄电池的内阻4)4)电解液的密度：电解液电解液的密度：电解液密度一般为密度一般为1.21.208g/cm08g/cm3 3时，时，电阻最小，过低电阻最小，过低(H(H+ +和和SOSO4 42-2-少少) )或过高或过高( (粘度大粘度大) )内阻均增加。内阻均增加。5)

38、5)连条电阻：传统的外露连条电阻：传统的外露式比内部穿壁式、跨桥式式比内部穿壁式、跨桥式连条电阻大连条电阻大。(3)(3)结论：铅酸蓄电池内阻结论：铅酸蓄电池内阻一般很小，故可提供大输一般很小，故可提供大输出电流，适于作起动电源。出电流，适于作起动电源。3.3.蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性v(1)(1)公式公式0RIEUffn(2)(2)方法方法 将完全充足电的将完全充足电的蓄电池以蓄电池以2020h h放电率的放电率的电流进行放电，在放电电流进行放电，在放电过程中不断地调节外接过程中不断地调节外接的电位器，使放电电流的电位器，使放电电流保持稳定不变，每隔一保持稳定不变，每隔一定的时间，测

39、量端电压定的时间，测量端电压和电解液密度，得到如和电解液密度，得到如图所示的放电特性曲线。图所示的放电特性曲线。 3.3.蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性v单格电池电压变化规单格电池电压变化规律律1)1)开始放电阶段：端电开始放电阶段：端电压由压由2.142.14V V迅速下降迅速下降至至2.12.1V V。 原因：极板孔隙内原因：极板孔隙内硫酸迅速消耗，电解硫酸迅速消耗，电解液密度迅速下降，浓液密度迅速下降，浓差极化增大，端电压差极化增大，端电压迅速下降。迅速下降。3.3.蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性2 2) )相对稳定阶段：端电相对稳定阶段：端电压缓慢下降至压缓慢下降至1.851.85

40、V V。 原因：极板孔隙外向原因：极板孔隙外向孔隙内扩散的硫酸与孔隙内扩散的硫酸与孔隙内消耗的硫酸达孔隙内消耗的硫酸达到动态平衡，孔内外到动态平衡，孔内外电解液密度一起缓慢电解液密度一起缓慢下降，所以端电压缓下降，所以端电压缓慢下降。慢下降。3.3.蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性3) 3) 迅速下降阶段：端电迅速下降阶段：端电压由压由1.851.85V V迅速下降至迅速下降至1.751.75V V，电解液密度达电解液密度达最小值。最小值。 原因：放电接近终原因：放电接近终了时，电化学极化、了时，电化学极化、浓差极化、欧姆极化浓差极化、欧姆极化显著增大，端电压迅显著增大，端电压迅速下降。速下降

41、。过度过度放电放电4 4）蓄电池放电终了的特征）蓄电池放电终了的特征放电终止电压：以放电终止电压：以20h20h放电率，单个电池电放电率，单个电池电压降至压降至1.75V,1.75V, 放电所允许的终止电压与放放电所允许的终止电压与放电电流大小有关，放电电流越大，则放电时电电流大小有关，放电电流越大，则放电时间越短，允许的放电终止电压越低。间越短，允许的放电终止电压越低。电解液密度：下降至最小的许可值，约为电解液密度：下降至最小的许可值，约为1.11g/cm1.11g/cm3 3。放电电流放电电流/A0.05C200.1C200.25C201C203C20连续放电时间连续放电时间20h10h3

42、h30min5min单格电池终止电压单格电池终止电压/V1.751.701.651.551.503.3.蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性v注意注意：充电电源必：充电电源必须采用直流电源，须采用直流电源，以一定的电流强度以一定的电流强度向一只完全放电的向一只完全放电的蓄电地进行充电。蓄电地进行充电。4.4.蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性n(1)(1)公式公式0RIEUccv(2)(2)单格电池电压变单格电池电压变化规律化规律1 1) )充电开始阶段充电开始阶段: :端电端电压迅速上升到压迅速上升到2.12.1V V。 原因：原因：开始充电时，开始充电时，孔隙内迅速生成硫酸，孔隙内迅速生成硫酸，

43、浓差极化增大，端电浓差极化增大，端电压迅速上升。压迅速上升。4.4.蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性v2) 2) 稳定上升阶段：稳定上升阶段： 端电压缓慢上升至端电压缓慢上升至2.42.4V V左右，并开始产左右，并开始产生气泡生气泡。v原因原因：孔隙内生成的：孔隙内生成的硫酸向孔隙外扩散，硫酸向孔隙外扩散，当硫酸生成的速度与当硫酸生成的速度与扩散速度达到平衡时，扩散速度达到平衡时，端电压随整个容器内端电压随整个容器内电解液密度变化而缓电解液密度变化而缓慢上升。慢上升。4.4.蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性v3)3)充电末期：电压迅充电末期：电压迅速上升到速上升到2.72.7V V左右，左右

44、，且稳定不变，电解液且稳定不变，电解液呈沸腾状态。呈沸腾状态。v原因：原因：活性物质还原活性物质还原反应结束后的充电称反应结束后的充电称为过充电。过充电电为过充电。过充电电流主要用于电解水，流主要用于电解水，应避免长时间过充电。应避免长时间过充电。切断电源后，单格电切断电源后，单格电压迅速降至压迅速降至2.112.11V V。4.4.蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性(3)(3)蓄电池充足电终了特蓄电池充足电终了特征征v端电压上升到最大值端电压上升到最大值2.72.7V V，并在并在2 2h-3hh-3h内不内不再变化。再变化。v电解液相对密度上升电解液相对密度上升到最大值到最大值1.271.2

45、7g/cmg/cm并在并在2 2h-3hh-3h内不再变化。内不再变化。v蓄电池内产生大量气蓄电池内产生大量气泡，停充泡，停充1 1h h后再接通充后再接通充电电源时，蓄电池电解电电源时，蓄电池电解液会立刻沸腾。液会立刻沸腾。4.4.蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性五、影响蓄电池容量的因素五、影响蓄电池容量的因素n1.1.蓄电池的容量蓄电池的容量n1 1) ) 概念：一只完全充足电的蓄电池，在允许概念：一只完全充足电的蓄电池，在允许的放电范围内所输出的电量。的放电范围内所输出的电量。n2 2) ) 公式与单位：公式与单位：C=Iftf ，单位为安时（，单位为安时（AhAh）。）。n3 3) )

46、 作用：表示其对外供电能力，衡量蓄电池作用：表示其对外供电能力，衡量蓄电池性能的优劣及选用蓄电池的重要指标。性能的优劣及选用蓄电池的重要指标。n 4 4) ) 分类：额定容量、起动容量、额定储备容分类：额定容量、起动容量、额定储备容量等。量等。va) a) 额定容量额定容量 C C2020v国标国标GB5008.1-91GB5008.1-91起动用铅蓄电池技术条件起动用铅蓄电池技术条件规定：规定：将完全充足电的新蓄电池在电解液温度将完全充足电的新蓄电池在电解液温度为为252555条件下，以条件下，以2020h h放电率的放电电流连放电率的放电电流连续放至单格终止电压续放至单格终止电压1.751

47、.75V V时，蓄电池输出的时，蓄电池输出的电量称为额定容量。电量称为额定容量。v影响因素：其大小受放电温度、放电电流、放影响因素：其大小受放电温度、放电电流、放电终止电压影响。电终止电压影响。五、影响蓄电池容量的因素五、影响蓄电池容量的因素v实例：实际测量蓄电池容量时，其规定条件下实例：实际测量蓄电池容量时，其规定条件下的放电时间等于或超过的放电时间等于或超过2020小时为合格。小时为合格。v例：例：6-6-Q-105Q-105型蓄电池，型蓄电池，v在电解液平均温度为在电解液平均温度为2525时，以时，以5.255.25A A电流连续电流连续放电放电2020h h后，端电压为后，端电压为10

48、.5010.50V V（即单体电压降到即单体电压降到1.751.75V V），），则其则其2020h h率额定容量为：率额定容量为：v C C2020=5.25A=5.25A20h=105Ah20h=105Ah。vb) b) 额定储备容量额定储备容量C Cm mminmin 充足电的蓄电池在电解液为充足电的蓄电池在电解液为2525条件下，条件下，以以25A25A电流放电到单格终止电压电流放电到单格终止电压1.75V1.75V时所维持时所维持的时间。的时间。五、影响蓄电池容量的因素五、影响蓄电池容量的因素c) c) 起动容量起动容量v1)1)意义：表示蓄电池在发动机使用电力起动时意义：表示蓄电池

49、在发动机使用电力起动时的供电能力，用倍率和持续时间表示。的供电能力，用倍率和持续时间表示。v2)2)分类：分类：vA A、常温起动容量：电解液初始温度为常温起动容量：电解液初始温度为2525时，时，以以5 5minmin放电率的电流放电率的电流 (3 (3倍容量的电流倍容量的电流) )，连续连续放电至单格电压降到放电至单格电压降到1.51.5V V时所输出的电量。时所输出的电量。vB B、低温起动容量：电解液初始温度为低温起动容量：电解液初始温度为-18-18时，时，以以5min5min放电率的电流，放电放电率的电流，放电2.52.5minmin至单格电压至单格电压降至降至1 1V V时所输出

50、的电量。时所输出的电量。五、影响蓄电池容量的因素五、影响蓄电池容量的因素v例：例：3-3-Q-90Q-90型蓄电池，求常温起动电容量。型蓄电池，求常温起动电容量。v在电流初始温度为在电流初始温度为2525时，以时，以3 3 C C2020 =3=390A=270A90A=270A的电流连续放电的电流连续放电v至单格电压降至至单格电压降至1.51.5V V时，历时时，历时5 5minmin，则其起则其起动容量为：动容量为：v 270 2705/60=22.5Ah5/60=22.5Ah五、影响蓄电池容量的因素五、影响蓄电池容量的因素v(1)(1)构造因素对容量的影响构造因素对容量的影响v极板厚度越

51、薄，活性物质的利用率就越高，相极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，相同蓄电池尺寸下极板片数多，容量就越大。同蓄电池尺寸下极板片数多，容量就越大。v极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量就越大。容量就越大。v同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大。越大。五、影响蓄电池容量的因素五、影响蓄电池容量的因素(2)(2)使用因素对容量的影响使用因素对容量的影响 v1) 1) 放电电流对容量的影响放电电流对容量的影响I If fPbS0PbS04 4 活性物利用率活性物利用率 C CI If fH H2 2S0S

52、04 4电解液密度电解液密度C C放电电流越大，端电压下降放电电流越大，端电压下降越快，放电时间越短，故蓄越快，放电时间越短，故蓄电池容量越小。电池容量越小。五、影响蓄电池容量的因素五、影响蓄电池容量的因素n2)2)电解液的温度电解液的温度 T T黏度黏度内压降内压降渗透困难渗透困难活性物利用率活性物利用率C CR R0 0端电压端电压C Cn适当提高蓄电池的温度，适当提高蓄电池的温度，将有利于提高蓄电池的容将有利于提高蓄电池的容量及起动性能。量及起动性能。n电解液温度每下降电解液温度每下降1 1时时，缓慢放电蓄电池容量约减缓慢放电蓄电池容量约减少少l l，迅速放电蓄电池容迅速放电蓄电池容量约

53、减少量约减少2 2。n冬季在寒冷地区应特别注冬季在寒冷地区应特别注意蓄电池的保温。意蓄电池的保温。五、影响蓄电池容量的因素五、影响蓄电池容量的因素n3)3)电解液的密度电解液的密度 渗透能力渗透能力C C端电压端电压 C Cn实践证明：电解液密度偏实践证明：电解液密度偏低有利于提高放电电流和低有利于提高放电电流和容量。即使是冬季使用的容量。即使是冬季使用的电解液，在不使其结冰的电解液，在不使其结冰的前提下，也应尽可能采用前提下，也应尽可能采用稍低密度的电解液。稍低密度的电解液。n一般电解液密度为一般电解液密度为1.24-1.24-1.31g/cm31.31g/cm3R R0 0过高过高黏度黏度

54、 R R0 0内压降内压降五、影响蓄电池容量的因素五、影响蓄电池容量的因素六、蓄电池的充电六、蓄电池的充电v充电方法：充电方法：v定流充电定流充电v定压充电定压充电v快速充电快速充电v充电种类：充电种类：v初充电初充电v补充充电补充充电v去硫充电去硫充电1.1.蓄电池充电的方法蓄电池充电的方法v(1)(1)定流充电定流充电v1)1)定义：在充电过程中，充电电流恒定不变定义：在充电过程中，充电电流恒定不变（通过调整电压，保证电流不变）。（通过调整电压，保证电流不变）。v2)2)优点：充电电流可任意选择，有益于延长蓄优点：充电电流可任意选择，有益于延长蓄电池寿命。电池寿命。 v3)3)缺点：充电时

55、间长，且需要经常调整充电电缺点：充电时间长，且需要经常调整充电电流。流。v4)4)适用范围：初充电、去硫充电和补充充电。适用范围：初充电、去硫充电和补充充电。1.1.蓄电池充电的方法蓄电池充电的方法v5)5)电路特点：各蓄电池串联连接。电路特点：各蓄电池串联连接。v6)6)充电要求：各蓄电池单格容量应尽可能相同，容充电要求：各蓄电池单格容量应尽可能相同，容量不同时，应按最小的容量确定充电电流，小容量量不同时，应按最小的容量确定充电电流，小容量的蓄电池充足后拆下，再对其余蓄电池继续充电。的蓄电池充足后拆下，再对其余蓄电池继续充电。v7)7)充电方法充电方法( (两阶段充电法两阶段充电法) )v

56、1) 1)在第一阶段用较大电流充电，当单格电池在第一阶段用较大电流充电，当单格电池电压升到电压升到2.42.4V V，电解液开始产生气泡。电解液开始产生气泡。v 2) 2)将充电电流减小一将充电电流减小一v半进行第二阶段恒流充半进行第二阶段恒流充v电，直到蓄电池完全充电，直到蓄电池完全充v足电为止。足电为止。1.1.蓄电池充电的方法蓄电池充电的方法v(2)(2)定压充电定压充电v1)1)定义：定义： 在充电过程中，充电电压恒定不变。在充电过程中，充电电压恒定不变。v2)2)优点优点: :vA A、充电速度快。开始充电、充电速度快。开始充电4545h h内可获充内可获充90-95%90-95%的

57、电量。的电量。vB B、操作方便。充电电流会随着电动势的上升而、操作方便。充电电流会随着电动势的上升而逐渐减小到零，使充电自动停止，不必人工调整逐渐减小到零，使充电自动停止，不必人工调整和照管。和照管。1.1.蓄电池充电的方法蓄电池充电的方法v(2)(2)定压充电定压充电v3)3)缺点：缺点：vA A、充电电流无法调整，不能保证蓄电池彻底充、充电电流无法调整，不能保证蓄电池彻底充足电，不适于初充电和去硫化充电。足电，不适于初充电和去硫化充电。vB B、初期充电电流大，温升快，极板易弯曲，活、初期充电电流大，温升快，极板易弯曲，活性物质易脱落，影响寿命。性物质易脱落，影响寿命。v4) 4) 电路

58、特点：各蓄电池并联连接。电路特点：各蓄电池并联连接。v5)5)充电要求：各支路蓄电池电压相同，容量尽量充电要求：各支路蓄电池电压相同，容量尽量一致。一致。v6)6)适用：由于定压充电过程，充电时间短，充电适用：由于定压充电过程，充电时间短，充电过程中不需调整充电电压，因此适合于蓄电池的过程中不需调整充电电压，因此适合于蓄电池的补充充电。补充充电。1.1.蓄电池充电的方法蓄电池充电的方法注意：注意：1) 1) 采用定压充电时，要选择好充电电压。若充采用定压充电时，要选择好充电电压。若充电电压过高，则充电初期充电电流过大，且易发生过电电压过高，则充电初期充电电流过大，且易发生过度充电现象；若充电电

59、压过低，则蓄电池充电不足。度充电现象；若充电电压过低，则蓄电池充电不足。 2) 2) 在汽车上，发电机给蓄电池的充电是定压充在汽车上，发电机给蓄电池的充电是定压充电，这样发电机的调节电压要选择适当，过高过低对电，这样发电机的调节电压要选择适当，过高过低对蓄电池都不利。蓄电池都不利。1.1.蓄电池充电的方法蓄电池充电的方法v(3)(3)快速充电快速充电v1)1)种类：脉冲快速充电法和大电流递减充电法。种类：脉冲快速充电法和大电流递减充电法。v2)2)优点优点: : 充电时间短、空气污染小，省电节能。充电时间短、空气污染小，省电节能。v3) 3) 缺点：输出容量低，能量转换效率也较低，缺点：输出容

60、量低，能量转换效率也较低，充不足电，对蓄电池的寿命有影响。充不足电，对蓄电池的寿命有影响。v4) 4) 适用：蓄电池集中、充电频繁的场合或应急适用：蓄电池集中、充电频繁的场合或应急部门。部门。1.1.蓄电池充电的方法蓄电池充电的方法2.2.蓄电池充电的种类蓄电池充电的种类v(1) (1) 初充电初充电v1)1)概念：对新蓄电池或修复后的蓄电池进行的首次充概念：对新蓄电池或修复后的蓄电池进行的首次充电。电。v2)2)作用：恢复蓄电池在存放期间，极板上部分活性物作用：恢复蓄电池在存放期间，极板上部分活性物质缓慢放电和硫化而失去的电荷。质缓慢放电和硫化而失去的电荷。v3)3)特点：充电电流小，充电时