单击此处编辑母版标题样式,第一章、蓄电池,上海师范大学,第一章、蓄电池,主要内容,概述,构造与型号,工作原理和特性,蓄电池的容量,蓄电池的充电,常见故障,维护与使用,免维护蓄电池,1-1、概述,蓄电池（俗称“电瓶”）是一种将化学能转换成电能的装置，是可逆的低压直流电源。,一、蓄电池的分类,铅酸蓄电池,镍碱蓄电池,普通蓄电池,免维护蓄电池,干荷电蓄电池,胶体蓄电池,铁镍蓄电池,镉镍蓄电池,二、蓄电池的作用,（教材P1）,在,发动机起动,时，向起动机、点火系统等主要用电设备供电。,在,发动机不运行或低速,运行时，蓄电池向各种用电设备供电。,当,用电设备过多,、用电量超过发电机的供电能力时，蓄电池协助发电机向各种用电设备供电。,稳定电压的作用。蓄电池相当于一个大电容，可以吸收电路中瞬间的过电压，以保护用电设备。,1-2、蓄电池的构造与型号,一、蓄电池的构造,（教材P4）,汽车常用的蓄电池为铅酸蓄电池，12V的蓄电池由6个单格蓄电池串联而成，每个单格蓄电池的标称电压为2V，充满电时为2.1V。,铅酸蓄电池由极板、隔板、电解液和壳体组成。,1、极板与极板组,蓄电池的极板分为正极板和负极板，它们都以铅锑合金浇铸成的栅架为骨架，在栅架上填充活性物质制成极板。,极板结构,活性物质,正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(PbO,2,)，,负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。,普通型,放射型,目前，蓄电池采用的栅架有二种，一种为普通型，另一种为放射型。其中放射型栅架具有输出电流大、内阻小的特点，在新型蓄电池中采用。,极板组,单格蓄电池极板组,12V蓄电池极板组,为了增大蓄电池的容量，每个单格蓄电池都由多个正、负极板组成极板组。每个正极板都处于两片负极板之间，使正极板两侧充、放电均匀。,正、负极板之间装有绝缘隔板，以防止极板之间短路。,隔板应具有多孔性，以便电解液的自由渗透。隔板采用耐酸性和抗碱性的木质、微孔橡胶、微孔塑料及浸树脂纸质材料制成。,近年来，还将微孔塑料隔板做成袋状，紧包在正极板的外部，防止活性物质的脱落。,2、隔板,电解液是由,化学纯的硫酸,（H,2,SO,4,）和,蒸馏水,（H,2,O）按一定比例配制而成的硫酸水溶液（密度为1.241.31克/立方厘米）。,64%蒸馏水,H,2,O,+,36%硫酸,H,2,SO,4,=,电解液,密度：1.000,密度：1.835,密度：1.265,电解液密度对蓄电池的容量和寿命影响大。密度大可以提高蓄电池的容量，减少结冰的危险；但粘度增加，流动性变差，使蓄电池的容量下降，而且腐蚀作用增强，降低极板和隔板的寿命。,3、电解液,壳体采用耐,酸,酸、耐热和,耐,耐震的硬橡,胶,胶或聚丙稀,塑,塑料制成整,体,体式结构，,壳,壳体内分成,个互不相,通,通的单格，,每,每个单格内,装,装有极板组,和,和电解液组,成,成一个单格,的,的蓄电池。,壳体的底部,有,有凸起的筋,，,，用来支撑,极,极板组，并,使,使极板上脱,落,落下来的活,性,性物质落入,凹,凹槽中，防,止,止极板短路,。,。,4、壳体,二、蓄电池,的,的规格型号,（教材P6,）,）,蓄电池的型,号,号按JB/T 2599-1993 铅酸,蓄,蓄电池产品,型,型号编制方,法,法的规定,，,，组成如下,：,：,额定容量,（,（安,时/A,h）,类型和特,征,征,Q起动,型,型,A干荷,电,电式,W免维,护,护式,单格蓄电,池,池个数,例如：,6-QA-105,6-QAW-100,1-3,、,、蓄电池,的,的工作原,理,理与特性,一、蓄电,池,池的工作,原,原理,（教材P6）,蓄电池是,一,一个化学,电,电源，其,充,充电与放,电,电过程是,一,一种可逆,的,的化学反,应,应。,1、电动势的建立,在正极板,处,处，PbO,2,与硫酸作,用,用而生成,带,带正电荷,的,的铅离子(Pb,4+,)沉浮在,正,正极板上,，,，使正极,板,板具有约2V的正,电,电位。,在负极板,处,处，铅电,离,离为铅离,子,子（Pb,2+,）和电子(2,e)，2,个,个电子留,在,在负极板,上,上，使负,极,极板具有,约,约-0.1V的,负,负电位。,+2V,-0,.,1V,2.1V,正、负极,板,板上生成,硫,硫酸铅（PbSO,4,），电解,液,液中水份,增,增加。,随着放电,的,的进行，,电,电解液密,度,度减小。,接上负载,后,后的化学,反,反应,2、蓄电,池,池的放电,在外电源,的,的作用下,，,，迫使,个,个电子从,正,正极板返,回,回负极板,，,，形成从,正,正极板流,向,向负极板,的,的充电电,流,流。,极板上的,硫,硫酸铅还,原,原成氧化,铅,铅和铅，,电,电解液中,的,的水份还,原,原成硫酸,。,。,随着充电,的,的进行，,电,电解液中,硫,硫酸的成,份,份增加，,电,电解液密,度,度增大。,3、充电,过,过程,二、蓄电,池,池的工作,特,特性,（教材P8）,1、内阻,蓄电池的,内,内阻由极,板,板电阻、,电,电解液电,阻,阻、隔板,电,电阻及联,条,条电阻等,四,四部分组,成,成。,极板电阻,一,一般很小,，,，但随着,放,放电的进,行,行，正负,极,极板上的PbSO,4,增多，极,板,板电阻增,大,大。,电解液电,阻,阻与密度,和,和温度有,关,关，密度,过,过高或过,低,低，电阻,增,增大；温,度,度低，粘,度,度大，电,阻,阻大。,隔板电阻,和,和联条电,阻,阻与材料,、,、联条形,式,式有关，,对,对一个制,造,造好的蓄,电,电池来说,是,是一个定,值,值。,2、放电,特,特性,放电特性,是,是将充足,电,电的蓄电,池,池，在以20h放,电,电率的电,流,流连续放,电,电过程中,，,，端电压U、电动,势,势E和电,解,解液密度,随放电,时,时间的变,化,化规律。,密度随,着,着放电的,进,进行而直,线,线下降，,因,因此，在,使,使用中可,以,以根据电,解,解液的密,度,度来判,断,断蓄电池,的,的放电程,度,度。,静止电动,势,势E,j,与电解液,的,的密度变,化,化相似，,单,单格蓄电,池,池的放电,终,终止电压1.75V（10.5V）。,3、充电,特,特性,充电特性,是,是指在恒,电,电流充电,过,过程中，,蓄,蓄电池的,端,端电压U,、,、电动势E和电解,液,液密度,随,随时间变,化,化的规律,。,。,随着充电,的,的进行，,电,电动势逐,渐,渐升高，,电,电解液密,度,度增大，,充,充满电后,，,，单格蓄,电,电池的电,压,压为2.1V（12V.6,）,）。,我们可以,根,根据蓄电,池,池的开路,端,端电压的,大,大小，来,判,判断其充,电,电情况：,1-4,、,、蓄电池,的,的容量及,影,影响因素,一、蓄电,池,池的容量C,（教材P10）,蓄电池的,容,容量是指,在,在放电允,许,许范围内,，,，蓄电池,输,输出的电,量,量：,C,f,t,f,（安时/Ah）,1、额定,容,容量,C,20,充足电的,蓄,蓄电池，,在,在电解液,温,温度为30,o,C时，以20h放,电,电率的电,流,流连续放,电,电到规定,的,的终止电,压,压时，蓄,电,电池所输,出,出的电量C,20,。,2、起动,容,容量,起动容量,表,表征蓄电,池,池在接起,动,动机时的,供,供电能力,，,，并根据,使,使用条件,分,分为常温,起,起动容量,和,和低温起,动,动容量。,常温起动,容,容量,在电,解,解液温度,为,为30,o,C时，以5分钟放,电,电率的电,流,流，连续,放,放电到9V（12V蓄电池,）,）时，蓄,电,电池所输,出,出的容量,。,。,低温起动,容,容量,在电,解,解液温度,为,为-18,o,C时，以5分钟放,电,电率的电,流,流，连续,放,放电到6V（12V蓄电池,）,）时，蓄,电,电池所输,出,出的容量,。,。,二、影响,蓄,蓄电池容,量,量的因素,（教材P11）,蓄电池的,容,容量越大,，,，所存贮,的,的电能越,多,多。蓄电,池,池容量的,大,大小，与,放,放电电流,、,、电解液,的,的密度及,极,极板结构,等,等有关。,放电电,流,流增大，,蓄,蓄电池的,端,端电压和,容,容量下降,；,；,温度越,低,低，蓄电,池,池的容量,下,下降，额,定,定容量是,在,在30,o,C时测得,；,；,电解液,密,密度增大,，,，可以减,少,少内阻，,提,提高容量,，,，但不能,过,过大；,增大极,板,板面积和,片,片数，可,以,以增大容,量,量。采用,簿,簿型极板,、,、增加极,板,板的片数,，,，可以在,不,不增大蓄,电,电池体积,的,的情况下,，,，提高蓄,电,电池的容,量,量。,1-5,、,、蓄电池,的,的充电,一、充电,方,方法,（教材P12）,新蓄电池,、,、使用中,的,的蓄电池,及,及修复后,的,的蓄电池,等,等，由于,技,技术状况,不,不同，采,用,用的充电,步,步骤和规,范,范也不同,。,。,常用的充,电,电方法有,定流充电,、,、定压充,电,电,和,脉冲快速,充,充电,等三种。,1、定流,充,充电,在充电过,程,程中，充,电,电电流保,持,持为恒定,值,值的充电,方,方法称为,“,“定流充,电,电”。,可以将不,同,同电压值,、,、容量相,近,近的蓄电,池,池串联起,来,来充电。,如,如果容量,不,不同，应,按,按容量小,的,的蓄电池,来,来决定充,电,电电流。,定流充电,的,的方法：定流充电,时,时，随着,蓄,蓄电池电,动,动势的提,高,高，要保,持,持充电电,流,流恒定，,必,必须提高,充,充电电压,；,；当单格,电,电压上升,到,到2.4V时，应,将,将电流减,半,半后再充,电,电，直到,单,单格电压,上,上升到2.7V，,端,端电压和,电,电解液密,度,度在2-3小时内,保,保持不变,为,为止。,定流充电,的,的特点：定流充电,有,有较大的,适,适应性，,可,可以根据,需,需要选择,充,充电电流,，,，但充电,时,时间长，,而,而且需要,经,经常调节,充,充电电流,。,。一般,适用于新,蓄,蓄电池和,故,故障修复,蓄,蓄电池的,初,初充电,。,2、定压,充,充电,在充电过,程,程中，始,终,终保持充,电,电电压不,变,变的充电,方,方法称为,“,“定压充,电,电”。,定压充电,时,时，可以,将,将相同电,压,压值的蓄,电,电池并联,起,起来一起,充,充电。,定压充电,电,电流,定压充电,在,在充电初,期,期，由于,蓄,蓄电池的,电,电动势较,低,低，因而,充,充电电流,大,大；随着,电,电动势的,升,升高，充,电,电电流逐,渐,渐减小，,在,在接近充,电,电终了时,，,，充电电,流,流已降低,到,到很小值,。,。,定压充电,的,的特点：充电过程,中,中电解液,无,无沸腾现,象,象，可以,减,减少水分,的,的损失；,在,在充电4,5小时,后,后，量容,可,可达90%95%，缩短,了,了充电的,时,时间。定,压,压充电方,法,法,适用于蓄,电,电池的补,充,充充电,，不适用,于,于新蓄电,池,池和故障,蓄,蓄电池的,初,初充电，,汽,汽车上发,电,电机对蓄,电,电池的充,电,电为定压,充,充电。,3、快速,充,充电,定流和定,压,压充电的,时,时间长，,消,消耗的电,能,能多，给,使,使用带来,不,不方便。,利,利用快速,充,充电，完,成,成一次初,充,充电，只,需,需5小时,左,左右；完,成,成一次补,充,充充电约1小时左,右,右。,快速充电,具,具有充电,时,时间短、,空,空气污染,小,小、节省,能,能量和去,硫,硫化效果,明,明显等特,点,点，已被,广,广泛应用,。,。,二、充电,种,种类,（教材P14）,新蓄电池,、,、使用中,的,的蓄电池,及,及修复后,的,的蓄电池,等,等，由于,技,技术状况,不,不同，采,用,用的充电,步,步骤和规,范,范也不同,。,。,充电种类,有,有：初充,电,电、补充,充,充电、去,硫,硫化充电,、,、锻炼循,环,环充电和,预,预防硫化,与,与均衡充,电,电等。其,中,中