第一章 蓄电池.ppt

1、2020/8/9,1,第一章 蓄电池,蓄电池是一种可逆的直流电源，是化学能与电能互相变换的装置，变换的过程是可逆的。 种类： 1、根据能量变换性质分四类： 2、根据电解液所用物质不同，可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。 3、根据用途，铅酸蓄电池可分为：汽车用、电瓶车用、电讯用、航标用、固定用等,2020/8/9,2,第一章 蓄电池,1-1 蓄电池的构造及其规格型号（主要介绍铅酸蓄电池 1-2 蓄电池的工作原理 1-3 铅蓄电池的工作特性 1-4 蓄电池的故障及其排除方法 1-5 蓄电池的充电和充电设备 1-6 蓄电池的使用与维护 1-7 新型蓄电池简介 1-8 汽车用42V电气系统,变换性质,原电

2、池（又称一次电池），如锌二氧化锰电池等； 蓄电池（又称二次电池），化学能与电能互相变换的装置，它能把电能转变为化学能储蓄起来，使用时再把化学能转变为电能放出来，如铅二氧化铅，镉氢氧化镍电池等 储备电池，非常用的、能够长期储存的电池，如镁氯化银，锌二氧化铅电池等 连续电池或燃料电池，是一种连续不断地将活性物质通入电池中进行化学反应而输出电能的装置，如氢空气的氢氧燃料电池，肼空气电池等,电解液,酸性蓄电池的电解液是浓度为2737%的硫酸水溶液，极板的活性物质是铅和二氧化铅，所以，这种电池又叫铅酸蓄电池。 碱性蓄电池的电解液是浓度为20%的氢氧化钾（KOH）水溶液，用氢氧化镍（Ni（OH）3）做正极

3、板，用铁做负极板的叫铁镍蓄电池；用镉（cd）做负极板的叫镉镍蓄电池。 若采用银（Ag ）做正极板；用锌（Zn）做负极板的叫锌银蓄电池。,用途,汽车用铅酸蓄电池又分为：普通型、干式荷电型、湿式荷电型和免维护型。 干式荷电型蓄电池除具有普通型起动用铅酸蓄电池的全部功能外，其主要特点是极板能在干燥状态下储存电荷，新的蓄电池不必经过长时间的初充电就能投入使用。 湿式荷电型蓄电池内部有少量电解液，极板在电解液中才为荷电状态，大部分电解液被极板和隔板吸收并储存起来。 免维护蓄电池是在汽车合理使用过程中，不需要添加蒸馏水，不需要维护的一种新型蓄电池。（图）,2020/8/9,6,2020/8/9,7,1-1

4、铅酸蓄电池构造及其规格型号,一、蓄电池在汽车上的功用 二、铅蓄电池的构造 三、起动型铅蓄电池的规格型号,2020/8/9,8,一、蓄电池在汽车上的功用,1 、当发动机起动时，向起动系、和点火系供电。 2、当发动机怠速或低速转动时，和发动机停转时，此时，发动电机不发电或电压较低，向用电设备供电。 3、当用电设备同时接入较多，发电机满载或超载情况下，协助发电机、与发电机并联供电。 4、发电机电压高于蓄电池电压时，利用发电机剩余的电流对蓄电池进行充电 5、发动机熄火停车时，蓄电池向电子时钟、汽车电控单元、音响设备、防盗系统等供电 6、蓄电池还有稳定电网电压的作用,2020/8/9,9,二、铅蓄电池的

5、构造,蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液组成，单格电池靠连接条串联起来组成 1、正、负极板组 2、隔板 3、电解液 4、外壳 5、单格电池 6、单格电池的连接方式：串联方法一般有传统外露式铅连接条连接、内部穿壁式连接和跨越式连接三种方式 图11.2,2020/8/9,10,1、正负极板组,（1）正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），呈深棕色；负极板上的活性物质是海绵状纯铅(Pb)，呈青灰色。 （2）用来填充活性物质的栅架，是用铅锑合金浇铸成的。 （3）极板厚度：薄型极板对提高蓄电池的比容量（极板单位尺寸所提供的容量）和改善起动性能都是有利的。 （4）正、负极板组：为了增大蓄电池的容量，

6、将多片正、负极板分别并联，用横板焊接，组成正、负极板组，横板上联有极桩（如图）。,2020/8/9,11,2、隔板,（1）要求： 应具有多孔性，以便电解液渗透，且化学性能要稳定，即具有良好的耐酸性和抗氧化性。 （2）材料： 有木质、微孔塑料、玻璃纤维和纸板等。 （3）形状：隔板上带有沟槽的一面应朝向正极板。,2020/8/9,12,3、电解液,蓄电池的电解液，是由纯硫酸（相对密度为1.84g/cm3）和蒸馏水按一定比例配制而成的，电解液的密度一般为1.241.28g/cm3。 配制电解液时，必须使用耐酸、耐热的器皿，并且要注意只能将硫酸徐徐加入水中，并不断搅拌，不能将水往硫酸中加。,2020/

7、8/9,13,4、外壳,（1）材料：硬橡胶外壳，耐热、酸、震性能较好，厚度为10mm。 （2）结构：外壳为整体式结构，壳内分成3个或6个互不相通的单格。底部有突起的筋条。图11.1 （3）盖子：盖子与外壳之间的缝隙用封口剂密封 。 电池盖上对应于每个单格电池的顶部都有一个加液孔。,2020/8/9,14,5、单格电池,单格电池由正负极板组和极板间的隔板组成 每个单格电池电压2.1V 电压的高低主要取决于极板活性物质及电解液的性质，而与极板数无关 放电电流大小取决于极板数和其面积，增加每单格内的极板数或每块极板的面积，将增加电流量,2020/8/9,15,2020/8/9,16,2020/8/9

8、,17,2020/8/9,18,三、起动型铅蓄电池的规格型号,按我国机械工业部JB2599-1985起动用铅蓄电池标准规定，其型号编制和含义由4个部分组成： 1.串联单格电池数-2.蓄电池类型-3.蓄电池特征-4.额定容量 型号举例： 3-Q-90：表示由3只单格电池组成，额定电压6伏，额定容量90A.h，起动用铅蓄电池。 6-QA-105G：表示由6只单格电池组成，额定电压12伏，额定容量为105A.h，起动用干式荷电极板，高起动率铅蓄电池。 6-QAW-100：表示由6个单格电池组成，额定电压为12V，额定容量为100Ah的起动用干荷电免维护蓄电池。,2020/8/9,19,1-2 蓄电池

9、的工作原理,蓄电池是由正极板（PbO2）和负极板（纯铅Pb）浸渍在H2SO4水溶液中组成的。 一、电动势的建立 二、铅蓄电池的放电 三、铅蓄电池的充电 Pb PbO2 2H2SO4 = 2 PbSO4 2H2O 负极板 正极板 电解液 正负极板 电解液 四、结论,放电,充电,2020/8/9,20,一、电动势的建立,负极板：Pb Pb+ 0.1V 正极板：PbO22H2O-Pb(OH)4 Pb(OH)4-Pb4+ 4(OH) +2.0V 蓄电池的静止电动势为： E0= 2.0（-0.1）= 2.1V,2020/8/9,21,二、铅蓄电池的放电,负极：Pb+ SO4- PbSO4 正极：Pb4+

10、 + 2e -Pb+ Pb+ + SO4-PbSO4 电解液：2H2SO4-4H+ +2SO4 4H + 4OH-2H2O,2020/8/9,22,三、铅蓄电池的充电,负极：PbSO4 -Pb+ SO4 Pb+2e - Pb SO4 2H+ - H2SO4 正极：PbSO4 -Pb+ SO4 Pb+2e - Pb 4+ Pb4+ 4OH - Pb(OH)4 Pb(OH)4 - PbO2+2H2O 电解液：4H2O-4H+4OH-,2020/8/9,23,四、结论,1、蓄电池在充放电过程中，其内部的活性物质是处于化合和分解的矛盾运动中。过程是可逆的： PbO2Pb 2 H2SO4 = 2Pb S

11、O4 +2H2O 2、蓄电池在放电时，电解液中的硫酸将逐渐减少，而水增多，电解液的密度下降；充电时相反，硫酸逐渐增加，电解液的密度增加。 3、在充放电时，电解液浓度所发生的变化，主要是由于正极板处的活性物质化学反应的结果。 4、蓄电池放电终了时，实际上极板上只有2030的活性物质转化为硫酸铅，极板上有7080的活性物质没有起作用。,放电,充电,2020/8/9,24,1-3 铅蓄电池的工作特性,一、静止电动势 (Ej) 二、内电阻：包括极板、隔板、电解液和联条的内阻 三、铅蓄电池的放电特性 四、充电特性 五、铅蓄电池的容量及其影响因素,2020/8/9,25,一、静止电动势 (Ej),静止电动

12、势Ej是指蓄电池在静止状态下，单格电池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。 Ej=0.85+25 式中：25温度为25时的相对密度 1、换算公式如下： 25t + （t 25） 式中：t实际测量得到的相对密度 t实际测得的温度 相对密度温度系数，铅蓄电池的0.00075，即每温升1， 电解液密度下降0.00075g/cm3 2、用修正值换算： 电解液相对密度一般在1.121.30g/cm3之间波动，蓄电池的静止电动势也相应在1.972.15V之间,修正值换算,2020/8/9,27,二、内电阻,1、电解液电阻 电解液电阻受电解液温度和相对密度大小的影响，同

13、时还与电解液纯度有关。 （1）电解液温度的影响比较明显 （2）相对密度的影响 2、极板电阻 3、隔板电阻 4、联条和极柱的电阻,2020/8/9,28,三、铅蓄电池的放电特性,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U和电解液相对密度随时间而变化的规律（U=f（t），=f（t）。 1、放电特性曲线 （1）由于放电过程中，电流是恒定的，单位时间内所消耗的硫酸量相同 （2）蓄电池的端电压U总是小于其电动势E， 即：U=EIfRo 放电过程有三个阶段 （图13.2） 2、蓄电池放电终了： 3、容许的放电终止电压,2020/8/9,29,蓄电池放电终了,（1）放电过程中，若停止放电，蓄电池

14、的端电压将稍有回升，电动势可逐渐上升到1.95V，这个称为蓄电池“休息”。 （2）当端电压降至一定值时，即20h放电率降至1.75V时，若再继续放电即为过度放电。 （3）放电终了特征：通常由两个参数来判断： 电解液密度降低到最小到最小许可值约1.11g/cm3； 单格电池的端电压降至放电终止电压，以20h放电率放电，单格电压降至1.75V；10h放电率放电，单格电压降至1.7V。,2020/8/9,30,放电电流与终止电压的关系,2020/8/9,31,四、充电特性,充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压U和电解液相对密度随着时间而变化的规律（U=f（t）；=f（t）。 1、充电特性曲线

15、 （1）电解液的变化：从1.111.27g/cm3 （2）电压的变化：U=E+ICR0 从充电特性曲线可以看出：图13.3 2、蓄电池充电终了的特征,端电压，在充电开始后便迅速上升 极板孔隙内析出的硫酸量与向孔外扩散的硫酸量达到平衡时，蓄电池的电压就不再迅速上升，而是随着整个容器内电解液相对密度的上升而相应增高。 端电压达到2.32.4V时，极板几乎恢复为PbO2和纯Pb。继续充电，电解液中的水开始分解，产生氢气和氧气，形成“沸腾”状态。 极板之间就产生了附加电位差，约为0.33V（称为氢的过电位），因而使端电压急剧升高到2.7V 。,2020/8/9,33,充电终了的特征,蓄电池内产生大量气

16、泡，即所谓“沸腾”。 端电压和电解液相对密度均上升到最大值：U=2.7V；=1.27g/cm3，且在23h内不再增加。,2020/8/9,34,五、铅蓄电池的容量及其影响因素,1、铅蓄电池的容量： （1）定义：Q=Ift （2）20h放电率额定容量：电解液25，以20h放电率放电 （3）储备容量：电解液25，以25A放电电流放电 （4）起动容量：起动容量受温度影响很大，故又将起动容量分为常温和低温两种。 2、影响容量的因素 （1）极板的构造：每对极板面积的容量为7.5Ah （2）放电电流 见图13.4 、图13.5 （3）电解液温度 见图13.6 （4）电解液密度 见图13.7,2020/8/

17、9,35,起动容量,常温起动容量： 即电解液平均温度为25，以5min 放电率的电流（约等于3Qe（A）放电（5分钟），至单格电池端电压降至1.5V时所输出的电量。 低温起动容量： 即电解液温度为18时，以3Qe电流放电2.5min，单格电压降至1V所输出的电量。,2020/8/9,36,1-4 蓄电池的故障及其排除方法,一、外部故障 二、内部故障 1、极板硫化 2、活性物质脱落 3、自行放电 4、极板短路 5、极板拱曲,2020/8/9,37,一、外部故障,外壳裂纹(是一种最严重的破坏性故障 ) 封口胶破裂和极桩松动 联条极桩腐蚀烧损,2020/8/9,38,1、极板硫化,（1）现象： a.

18、放电时，蓄电池容量明显下降，用高率放电计检查时，单格电压急剧降低； b.充电时，单格电压上升快，电解液温度迅速升高，但电解液密度却增加很慢，甚至无明显变化。 （2）极板硫化主要原因： a.蓄电池长期充电不足，或放电后未及时充电 b.电池内液面太低，使极板上部与空气接触而强烈氧化 c.电解液的相对密度过高 （3）避免措施、方法,长期充电不足或放电后长时间未充电，极板上生成一层白色粗晶粒的硫酸铅，在正常充电时，很难转化为PbO2和海绵状Pb，导致容量下降，称为“硫酸铅硬化”简称“硫化”。,2020/8/9,39,2、活性物质脱落,（1）现象：充电时，有褐色物质自底部上升，蓄电池的容量不足。 （2）

19、原因： 如果正极板上在充电过程中，形成的PbO2不够致密，则易脱落。主要取决于放电时，PbSO4形成的疏密程度。 负极板上活性物质的脱落主要是由于大电流过充电。 汽车行驶颠簸、振动，也会加速活性物质脱落。 （3）措施,2020/8/9,40,3、自行放电,原因： （1）极板材料不纯 （2）本身缺陷 （3）电解液不纯 （4）蓄电池盖上洒有电解液，没有及时擦掉 （5）电池长期放置不用 避免措施,2020/8/9,41,1-5蓄电池的充电和充电设备,一、充电种类 二、充电方法 三、充电设备：常用的有： 电动机发电机组 各种整流电源（整流器） 四、充电注意事项：,2020/8/9,42,一、充电种类,

20、1、初充电 （1）目的： （2）初充电程序： （3）注意： 2、补充充电 3、预防硫化过充电 4、锻炼循环充电： 5、去硫化充电：,2020/8/9,43,（2）初充电程序,按蓄电池制造厂规定，加注一定密度的电解液： 分两个阶段充电： 第一阶段：电流大约为Qe，当单格电压上升到2.32.4V时，进行第二阶段。 第二阶段：电流为第一阶段的一半左右继续充电。 调整电解液的密度到规定值：高的，加蒸馏水；低的，加密度为1.40的稀硫酸。,2020/8/9,44,2、补充充电,（1）当发现有下列容量不足现象时，应随时进行充电： （2）方法： 分为两个阶段： 第一个阶段，以Qe/10电流值充到电压为2.3

21、2.4V时，转入第二阶段，将电流减半，一直充到2.52.7V，并在23小时内保持不变，电解液密度不再增加，电池内有大量气泡产生为止。,2020/8/9,45,5、去硫化充电：,方法：首先倒出原有的电解液，并用蒸馏水反复冲洗几次，然后注入蒸馏水至规定的高度（高出极板15mm）； 将电流调节至初充电的第二阶段电流值进行充电。当密度上升至1.15以上时，倒出电解液，换加蒸馏水再进行充电，如此反复几次，直到相对密度不变为止。（或充6h，中间停2h，反复进行，直至相对密度不变为止）。 以20h放电率进行放电，当单格电压下降到1.7V时，再以补充充电的电流值进行充电，再放电，再充电。直到容量达到额定值的8

22、0以上，即可投入使用。,2020/8/9,46,二、充电方法,1、定电流充电法： 2、定电压充电法 3、脉冲快速充电,2020/8/9,47,1、定电流充电法,由于端电压：UcEIcRo，故充电电流： Ic （1）方法：一般分两个阶段 （2）定电流充电应用： 被充电的蓄电池不论是6V或12V，均可串联在一起。 充电电流按规范选择。可取容量的718。 定电流充电具有较大的适应性，可以任意选择和调整充电电流。适用初充电、补充充电、去硫化充电 （3）缺点：充电时间长，并且需要经常调节充电电流。,2020/8/9,48,2、定电压充电法,（1）充电电流： Ic（UcE）/ Ro （2）优缺点： （3）

23、充电电压的选择： 一般每单格电池约需2.5V，则： 6V的蓄电池充电，充电电源的电压应为7.5V； 12V的蓄电池充电，充电电源的电压应为15V。,2020/8/9,49,（2）优缺点：,开始阶段，充电电流很大，在开始充电的45h内，蓄电池就可获得本身容量的9095，可大大缩小充电时间。 充电电流Ic在充电终了降为0，可不必由人照管。 由于定电压充电，充电时间短，又不需人照管，且经济性高，所以适合于蓄电池的补充充电。在汽车保养厂中被广泛采用。 但定电压充电时，不能调整充电电流的大小，所以不能用于蓄电池的初充电，和去硫化充电。 多个电池一起充电时，应并联，要求所有充电的蓄电池电压必须相同才行，若

24、电压不对，可先串联后再并上充电。,3、脉冲快速充电,（1）快速充电理论基础 蓄电池最佳接受状态 极化现象：充电后期极板电位升高 产生极化的原因： a.欧姆极化：蓄电池各导电部分均有一定的电阻 b.浓差极化：极板的孔隙中生成硫酸 c.电化学极化：水开始分解 （2）脉冲快速充电：脉冲电流的波形如图1-5.3所示,2020/8/9,51,四、充电注意事项：,1、严格遵守各种充电方法的充电规范。在充电过程中，要注意测量单格电池的电压和密度，判断其充电程度和技术状况；还要测量各单格电池的温升，以免温度过高。 2、初充电工作应连续进行，不可长时间间断。初充电配制电解液时应严格按操作规则进行。 3、室内充电

25、时，应打开电池孔盖，使H2逸出，且充电室应通风。充电室不应有明火，H2易燃烧。 4、充电设备最好不应和电池放在同一房间。充电时，应先接好电池线，再开电源。停止充电时，应先切断交流电源，再拔除夹子。导线的连接应可靠，严防火花发生。,蓄电池最佳接受状态,蓄电池最佳接受状态，即最佳充电电流：充电电流 i =I0et 式中：I0当t0时，电池可能接受的充电电流最大值 衰变率常数，即充电接受比 一般认为I0/Q 。即充电接受比等于电池初始接受电流值与所需充进的电量Q之比。 充电初期可以用大电流进行充电,2020/8/9,52,2020/8/9,54,1-6 蓄电池的使用与保养,一、铅蓄电池的使用 二、铅

26、蓄电池的保养 三、蓄电池使用中，技术状况的检查 四、冬季使用铅蓄电池注意事项 五、铅蓄电池的贮存：有湿贮存和干贮存,2020/8/9,55,一、铅蓄电池的使用,安装更换方面：塞好防震垫、联条涂凡士林防腐、接线头紧固，接触良好 、搭铁极性应与放电机一致、先接线后接搭铁线，拆线时相反 正确使用方面：不长鸣电喇叭 、不要大电流充电或过电压充电 、避免过充电、欠充电,2020/8/9,56,二、铅蓄电池的保养,1、观察蓄电池外壳表面有无电解液漏出 2、检查蓄电池在车上安装是否牢靠，导线接头与电桩的连接是否紧固 3、经常清除蓄电池盖上的脏物 4、定期检查获调整电解液的比重及液面高度 5、经常检查蓄电池放

27、电程度,三、蓄电池技术状况的检查,1、电解液液面高度的检查 见图1-6.1 2、蓄电池放电程度检查： （1）用电压表测试 ：开路电压与充电状态关系，应先清除蓄电池的表面电荷 （2）用密度计测量电解液密度；见图1-6.2；电解液密度与放电程度关系 换算到标准温度：25t （t25） 在强电流放电和加注蒸馏水后，不应立即测量电解液密度。 免维护蓄电池使用充电状况指示器内装式密度计。图1-7.1 （3）用高率放电计测量放电电压 高率放电计由一个3V电压表和一个能通过数百安培电流的定值负载电阻组成 单格电池高率放电计见图1-6.3，放电程度 新式12V高率放电计：图1-6.4 （4）镉（Cd）棒测试

28、（5）漏电测试 3、电解液密度的选择和配制,2020/8/9,58,表1-8 开路电压与充电状态关系,2020/8/9,59,测定单格电压与放电程度关系,表1-9 蓄电池电解液密度与放电程度的关系 单位：g/cm3,（4）镉（Cd）棒测试,镉棒测试是以镉棒作为辅助电极来测试正负极板的状态，以判明蓄电池有无故障 隔棒测试时，正常蓄电池的正电极约为2.24V，负电极约为0.175V。这种方法主要用于密封型蓄电池，测试步骤如下： 用快速充电机对蓄电池进行充电，充电电流尽可能调整到接近10A。 将电压表调到（04）V量程。 将两根镉棒接到电压表两根引线上。 将正棒放到蓄电池正极柱上，负棒插进单格1，记

29、下电压读数，此数可能高于或低于其他单格读数。 将正棒插进单格1内，负棒插进单格2内，记下读数。 按以上程序依次对其他单格进行测试。 将正棒放进单格6，负棒放到负极柱上，如电压读数大于零，将此数加到单格1的读数上，以得到单格1的正确电压；如读数小于零，应掉换正负隔棒，重复这一步骤，然后从单格1的读数减去此数，得出单格1的正确电压。 如各单格测出的电压相差超过O.1V，该蓄电池应更换。,2020/8/9,62,四、冬季使用铅蓄电池注意事项,1、保持蓄电池处于充足电状态，以防电解液密度降低而结冰 2、尽可能采用偏低的密度 3、应进行预热 4、应适当提高充电电压,2020/8/9,63,1-7 汽车用

30、新型蓄电池简介,一、干荷电铅蓄电池 二、免维护蓄电池或MF蓄电池 三、胶体电解质蓄电池 四、智慧型双电池系统 五、碱性蓄电池 六、其它新型电池,2020/8/9,64,一、干荷电铅蓄电池,在极板完全呈干燥状态下，能较长期（一般为2年）保存在制造过程中所得到的电量的蓄电池，称为干式荷电铅蓄电池，简称为干荷电铅蓄电池。负极板的制造工艺与普通铅酸蓄电池不同。 （1）在负极板的铅膏中，加入抗氧化剂，象松香、油脂、硬脂肪酸等。 （2）在极板化成过程中，有一次深放电循环或进行反复地充电、放电过程，使极板的深层也形成海绵状铅。 （3）化成后的负极板，先用清水冲洗后，再放入防氧化剂溶液（硼酸水杨酸混合液）中进

31、行浸泡处理，让负极板表面生成一层保护膜，并在真空或惰性气体中干燥。,2020/8/9,65,二、免维护蓄电池,1、免维护蓄电池的结构特点： 2、免维护蓄电池的优点： （1）使用中，不需加蒸馏水。所谓无需维护，主要就是指在使用中不需补加蒸馏水。 （2）自放电少，寿命长。 （3）接线柱腐蚀较小。 （4）起动性能好。,1、免维护蓄电池的结构特点,（1）极板栅架采用铅钙锡合金或低锑合金（含锑量小于23）。 （2）将正极板装入袋式聚氯乙稀隔板中，保证正极板活性物质不致脱落。 （3）孔盖内部设置了一个氧化铝过滤器可以使H2 和O2顺利溢出，又可以阻止水蒸气和硫酸气体的通过，故减少了电解液的消耗。 在通气塞

32、中还装入催化剂钯，可帮助排出的氢、氧离子结合生成水，再回到电池中去，减少了水的消耗。 （4）单格电池间的连接采用穿壁式贯通联接，可减小内阻 （5）外壳为聚丙烯塑料热压而成，槽底没有筋条 （6）对于无加液孔的全密封型免维护蓄电池，顶部装有内装式密度计，如图。,2020/8/9,67,三、胶体电解质蓄电池,（1）电解质呈凝胶状，不会流动、无溅出，因此，维护、使用、保管和运输极为方便。 （2）使用中只需添加少量的蒸馏水而无需测量和调整相对密度，并且胶状电解质本身失水量也少。 （3）凝胶状的电解质会象保护套一样把极板紧紧裹起来，极板活性物质不易脱落，耐震动，因而，使用寿命可适当延长。 （4）由于放电产

33、生的硫酸铅很难溶解到硫酸胶状体中去，同时又阻止了溶于硫酸中的硫酸铅再次回到极板上形成再结晶，因而在一定程度上可防止极板的硫化。 （5）胶体电解质的电阻比硫酸溶液大，因而使蓄电池内阻有所增加，大电流放电时容量有所降低。 （6）胶体电解质与极板的接触不易均匀，使极板各部分形成电位差，自放电较大，且易造成极板腐蚀。,2020/8/9,68,四、智慧型双电池系统,1、双电池的必要 智慧型电池是第三代的铅酸蓄电池，它在一个电池箱内有两组电池，并且采用了微电子技术的EMC能量管理器进行控制，寿命更长，性能更可靠。 电池的负载有两种，一种是起动机，一种是其他的辅助用电，如照明、风扇、加热器、音响、电动窗的起

34、动机等。 在智慧型电池里分起动和辅助两个电池，这样就可以针对各自的特点而进行优化设计 2、起动电池的结构特点 3、辅助电池的结构特点 4、能量管理器EMC,2020/8/9,69,2、起动电池的结构特点,（1）薄极板上涂以低密度的活性物质，大电流放电时具有最大的极板面积，起动时，可以给起动机提供大的起动电流。 （2）正极板栅架采用低锑合金，负极板栅架采用铅钙锡合金，负极板上涂有专门的添加剂，可提高低温时提供大电流的能力。 （3）起动电池内阻低。 （4）起动可靠性高，即处于充足电的状态。 （5）因为起动电池是处于充足电的状态，所以降低了起动容量的要求，也降低了起动电池的重量和体积。 （6）起动电

35、池在起动时，不必因为电压降落而对点火系统进行补偿。 （7）一组独立的充足的电压用于点火，减少了起动时间，从而也降低了这一阶段废气的排出，也降低了油耗和发动机磨损。 （8）起动电池不需要循环放电和深度放电，从而延长了寿命。,2020/8/9,70,3、辅助电池的结构特点,辅助电池专门设计的适合于循环放电和深度放电，即能够满足长时间、中小强度电流供电的要求，它具有以下特性和优点： （1）厚的极板，涂以高密度的活性物质，正极板栅架用低锑合金，负极板栅架用铅钙锡合金，提高在深度放电下的循环性能，使它在这种负载下有长的寿命。 （2）在深度放电之后，仍然有良好的放电特性。 （3）隔套上衬有玻璃丝垫，以获得

36、长的寿命。,2020/8/9,71,4、能量管理器EMC,双电池系统由能量管理器对两个电池的充、放电进行控制，它由传感器、控制线路、继电器等组成 （1）当汽车开动时，将起动电池和辅助电池及充电电路连接。 （2）当汽车停止而某辅助负载接通时，将起动电池和辅助电池分开，这样可以提高起动的可靠性和延长电池的寿命。 （3）如果辅助电池电压过低，振动传感器检测到汽车有人上车，管理器把起动电池与辅助电池连接。 （4）当起动时，把起动电池和辅助电池分开，提供充足的电压给点火系统，以提高起动性能。如果辅助负载大，该功能要求辅助电池具有充足的储备容量和足够的电压。 （5）在充电系统不良的情况下，将起动和辅助电池

37、的组合容量供给点火系统。 （6）智慧型电池系统的能量管理器用微处理器来确定电池的充电状态，并由此决定充电方式，避免了过度充电，同时可避免传统充电系统所固有的一系列问题。 智慧型蓄电池有许多方法可以确定电池的充电状态，通常有以下几种方法： （7）智慧型蓄电池具有低充电状态切断功能。 智慧型蓄电池是当充电状态跌到预定的状态值以下时切断负载，（好处）,2020/8/9,72,智慧型蓄电池确定电池的充电状态方法,根据温度和电压来近似确定充电状态。 根据端电压降时间的变化由微处理器进行计算来确定充电状态。 根据电流、电压、温度和时间由微处理器进行计算，同时对内阻、自动电和容量进行修正，从而确定充电状态。

38、,2020/8/9,73,好处是：,使放电深度处于安全水平。 提高了循环寿命和整个电池的使用寿命。 降低在接下去的充电时的电解液分层。 可提高充电效率。 可缩短充电时间。 在严寒地区可以防止电解液因过度放电而容易冻结。,2020/8/9,74,五、碱性蓄电池,1、镉镍蓄电池 2、铁镍蓄电池 3、银锌蓄电池,2020/8/9,75,1、镉镍蓄电池,（1）构造： 活性物质：正极-氢氧化镍；负极-镉；电解液-KOH或NaOH 溶液，密度为1.21.27。 隔板材料：橡胶或塑料。 外壳：用优质钢板压制，焊接、镀镍而成。或用耐寒ABS树脂注成。 （2）工作原理： 2Ni(OH)3+2KOH +Cr=2Ni(OH)2 +2KOH +Cr(OH)2 正极 电解液 负极 正极 电解液 负极,2020/8/9,76,2、铁镍蓄电池,正极的活性物质是氢氧化镍Ni（OH）3，负极是海绵状铁Fe，电解液也是化学纯净的氢氧化钾溶液。 充放电时的化学反应： 2Ni(OH)3 + KOH + Fe = 2Ni(OH)2 + KOH + Fe(OH)2 正极 电解液 负极 正极 电解液 负极,2020/8/9,77,3、银锌蓄电池,银锌蓄电池正极板上的活性物质为氧化银，负极板上为锌，用银丝导线制成的银导电骨架，起着传导电流和支撑活性物质的作用。电解液是KOH溶液，外壳用不绣钢或塑料制