第1次蓄電池基本知識

1、第一章 蓄電池 第一節(jié) 概 述 蓄電池的作用: 在發(fā)動機起動時，為起動系和其他電氣設備（包括發(fā)電機的激磁繞組）供電； 由于各種原因（如停車、發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低、發(fā)電機超載、發(fā)電機故障等）造成發(fā)電機不工作或輸出電壓低于蓄電池電壓時，為電氣設備供電； 吸收電路中產(chǎn)生的過電壓，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，保護電子元器件。 第一節(jié) 概 述 對蓄電池的基本要求 : 在發(fā)動機起動時，蓄電池必須能給起動機提供200600A的電流（有的柴油發(fā)動機最大起動電流超過1000A），并且要能持續(xù)一定的時間（一般要求510s以上）；在發(fā)電機發(fā)生故障不能發(fā)電時，蓄電池的容量應能維持車輛行駛一定的時間。所以，要求汽車用蓄電池有盡可能小的內(nèi)阻

2、和足夠的容量。 第一節(jié) 概 述 起動用鉛酸蓄電池特點: 起動用鉛酸蓄電池雖然比能較低，但其內(nèi)阻小、電壓穩(wěn)定、在短時間內(nèi)能提供較大的電流，并且結(jié)構(gòu)簡單、原料豐富，因而在汽車上得到廣泛應用。本章主要介紹起動用鉛蓄電池（以下簡稱蓄電池）的結(jié)構(gòu)、原理、特性、維護等內(nèi)容。 第二節(jié) 蓄電池的結(jié)構(gòu)一、蓄電池構(gòu)造由極板、隔板電解液和外殼等組成。L密度計；2排煙孔；3液氣隔板；4連接條；5活性物質(zhì)；6柵架；7隔板；8極樁；9模壓代號；l0殼體；11下滑面 第二節(jié) 蓄電池的結(jié)構(gòu) 極板分為正極板和負極板兩種。將涂上鉛膏后的生極板先經(jīng)熱風干燥，再放入稀硫酸中進行充電便得正極板和負極板。正極板上的活性物質(zhì)為二氧化鉛(P

3、bO2)，呈深棕色；負極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛 (Pb)，呈深灰色。第二節(jié) 蓄電池的結(jié)構(gòu) 為了增大容量，將多片正、負極板分別并聯(lián)，用匯流條焊接起來便分別組成正、負極板組。匯流條(橫板)上聯(lián)有極柱，各片間留有空隙。安裝時各片正、負極板相互嵌合，中間插入隔板后裝入蓄電池單格內(nèi)，便形成單格電池。 3 4 2 1 第二節(jié) 蓄電池的結(jié)構(gòu) 為了減小蓄電池的內(nèi)阻和尺寸，蓄電池的正負極板應盡可能靠近。為了防止相鄰正、負極板彼此接觸而短路，正、負極板之間要用隔板隔開。 電解液由純硫酸與蒸餾水按一定比例配制而成。電解液密度一般在1.11.3g/cm3之間，充足電后，電解液密度一般在1.261.30g/cm3之

4、間。在蓄電池充放電過程中，電解液不但起導電作用，而且參與化學反應。第二節(jié) 蓄電池的構(gòu)造 蓄電池的外殼用來盛放極板組和電解液。多采用聚丙乙烯塑料外殼。外殼內(nèi)有隔壁，將其分成3個或6個相同大小的單格，相互之間不溝通，各單格底部都有凸肋，以放置極板組。凸肋間的空腔可積存極板脫落下來的活性物質(zhì)，以防極板間短路。 各單格電池串聯(lián)后，兩端的正負極柱穿出電池蓋，分別形成蓄電池的正負極樁。正極樁較粗，標有“+”號或涂紅色；負極樁較細，標有“-”號或涂蘭色、綠色等。 蓄電池的型號: 在鉛蓄電池產(chǎn)品型號編制方法中規(guī)定，鉛蓄電池的型號由四部分組成，內(nèi)容及排列格式如下: 6-QAW-l00：由6個單體電池組成，額定電

5、壓l2V，額定容量為100Ah的起動用干荷電免維護鉛蓄電池。 額定容量鉛蓄電池的類型鉛蓄電池的特征串聯(lián)的單體電池數(shù)第三節(jié) 蓄電池的工作原理和特性 一、鉛蓄電池的工作原理 電化學反應方程式為： PbO2 + 2H2SO4 +Pb PbSO4+ 2H2O+ PbSO4 （正極板）（正極板） （電解液）（電解液） （負極板）（負極板） （正極板）（正極板） （電解液）（電解液） （負極板）（負極板）放電充電 蓄電池放電過程具有以下特征： 正、負極板上的活性物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镻bSO4。 隨著放電的進行，電解液中的H2SO4減少，水增多，電解液密度下降。 隨著PbSO4的增多，蓄電池內(nèi)阻增大。同時，由于P

6、bSO4附著于極板表面，使電解液與PbO2和Pb接觸面越來越少，蓄電池的供電能力逐漸下降。 1.放電過程 蓄電池將化學能轉(zhuǎn)換成電能的過程稱為蓄電池的放電過程。當蓄電池接上負載時，在電動勢的作用下，電流便從正極經(jīng)過負載流向負極。當放電回路斷開時，放電過程即被終止，正負極與電解液之間達到新的電離平衡狀態(tài)；只有當正負極板上的活性物質(zhì)全部轉(zhuǎn)變?yōu)镻bSO4時，蓄電池才因為正負極板的電位差等于零而失去供電能力，放電過程徹底停止。 2.充電過程 蓄電池將外接電源的電能轉(zhuǎn)換成化學能儲存起來的過程稱為蓄電池的充電過程。充電時，蓄電池接直流電源，電源的正負極分別接蓄電池的正負極（即二者是并聯(lián)而不是串聯(lián)）。當電源電

7、壓高于蓄電池的電動勢時，在電源電壓的作用下，電流從蓄電池的正極流入、負極流出，當電源斷開時，充電過程即被終止，正負極與電解液之間達到新的電離平衡狀態(tài)；只有當正負極板上的PbSO4全部轉(zhuǎn)變?yōu)镻bO2和Pb時，充電過程才完全結(jié)束。 蓄電池充電過程具有以下特征： 正、負極板上的活性物質(zhì)逐漸由PbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)镻bO2和Pb。 隨著充電的進行，電解液中的水減少、H2SO4增多，電解液密度上升。 隨著充電的進行，PbSO4的減少及PbO2和Pb的增多，蓄電池內(nèi)阻減??；同時，蓄電池的供電能力逐漸恢復。 第四節(jié) 蓄電池的容量及影響因素 一、蓄電池容量的概念 蓄電池的容量是標志蓄電池對外放電能力的重要參數(shù)，也是

8、選用蓄電池的重要依據(jù)。 蓄電池的標稱容量可分為額定容量和儲備容量兩種。 額定容量用20 h率容量表示，它是指充足電的新蓄電池在電解液溫度255C條件下，以的20 h率放電電流（即0.05C20安培）連續(xù)放電至各單格電池的平均電壓降到1.75V時輸出電量的最小允許值。它是檢驗新蓄電池是否合格的重要指標，新蓄電池的輸出電量如果小于額定容量，即為不合格。 儲備容量Cm ，它是指充足電的新蓄電池在電解液溫度為252C條件下，以25A電流連續(xù)放電至12V蓄電池端電壓降至10.500.05V，6V蓄電池端電壓降至5.250.02V，放電所持續(xù)的時間，單位為min。它表征當汽車充電系失效時，蓄電池尚能持續(xù)提

9、供25A電流的能力。 二、影響容量的因素 影響蓄電池容量的因素有制造因素和使用因素兩個方面。 制造因素主要包括：極板厚度、表面積以及其他影響蓄電池內(nèi)阻的結(jié)構(gòu)因素。 使用因素主要包括：電解液密度、溫度和放電電流。 第五節(jié) 蓄電池的使用與維護 為了保證蓄電池的使用性能、延長蓄電池的使用壽命，必須正確使用蓄電池，并及時對蓄電池進行檢查和維護。 一、蓄電池的正確使用和維護 應盡量避免： (1)長時間過充電或充電電流過大； (2)過度放電； (3)電解液液面過低或過高； (4)電解液密度過高； (5)電解液內(nèi)混入雜質(zhì)。 在蓄電池的日常使用和維護中努力做到： (1)及時充電。放完電的蓄電池應在24h內(nèi)送到

10、充電室充電；蓄電池每兩月至少應補充充電一次。 (2) 不連續(xù)使用起動機，每次起動的時間不得超過5s，如果一次未能起動發(fā)動機，應休息15s以上再作第二次起動，連續(xù)三次起動不成功，應查明原因，排除故障后再起動發(fā)動機。 (3)應經(jīng)常清除蓄電池表面的灰塵污物，保持蓄電池表面清潔、干燥。 (4)經(jīng)常檢查電解液液面高度，必要時用蒸餾水或電解液進行調(diào)整使其保持在規(guī)定范圍內(nèi)。 1. 電解液液面高度的檢查 對于塑料殼體的蓄電池，可以直接通過外殼上的液面線檢查，電解液液面應保持在高、低水平線之間。對于橡膠殼體的蓄電池，可以用孔徑為35mm的透明玻璃管測量電解液高出隔板的高度來檢查。 二、蓄電池技術(shù)狀況的檢查 為了

11、保證蓄電池合理使用和正確維護，及時檢查電解液液面高度、確定蓄電池的充放電程度非常重要。 對于橡膠殼體的蓄電池，可以用孔徑為35mm的透明玻璃管測量電解液高出隔板的高度來檢查。 當電解液液面偏低時，應補充蒸餾水。除非確知液面降低是由電解液濺出或泄露所致，否則不允許補充硫酸溶液。 2. 蓄電池放電程度的檢查 蓄電池的放電程度可根據(jù)電解液密度判斷和用高率放電計或蓄電池測試器檢查。 （1）根據(jù)電解液密度判斷 電解液密度可用吸式密度計或電解液密度檢測儀檢測。 根據(jù)實際經(jīng)驗，電解液密度每下降0.04g/cm3約相當于蓄電池放電25%，所以從測得的電解液密度就可以粗略估算出蓄電池的放電程度。 測量電解液密度

12、時注意：必須同時測量電解液溫度，以便將測得的電解液密度按式1-3進行修正，得到對應25時的電解液密度；在大電流放電或加注蒸餾水后，不能立即測量電解液密度，應等電解液充分混合均勻后再測，一般在半小時以后即可。 （2)用高率放電計檢查 高率放電計是模擬接入起動機負荷，通過測量單格電池在大電流(接近起動機起動電流)放電時的端電壓，判斷蓄電池的技術(shù)狀況和起動能力。 （3)用蓄電池測試器檢查 蓄電池測試器有可調(diào)電流式、不可調(diào)電流式兩種。 三、蓄電池的充電 為了使蓄電池保持一定容量和延長蓄電池的使用壽命，新蓄電池和修復后的蓄電池在使用前必須進行初充電，使用中的蓄電池必須進行補充充電，并在必要時進行去硫化充

13、電。 1.初充電 對新蓄電池或更換極板后的蓄電池進行的首次充電，稱為初充電。初充電過程分兩個階段進行。第一階段的充電電流約為額定容量的1/15，充電至單格電池端電壓達2.4V，而且電解液中放出氣泡，再進行第二階段的充電。第二階段的充電電流為第一階段的1/2，充電至電解液劇烈放出氣泡(沸騰)，電壓和電解液密度在3h內(nèi)穩(wěn)定不變?yōu)橹埂?補充充電分兩個階段進行。 第一階段電流值一般為蓄電池額定容量的1/10，充電至單格電池端電壓達2.4V，而且電解液中放出氣泡，再進行第二階段的充電。第二階段的充電電流為第一階段的1/2，充電至端電壓和電解液密度在3h內(nèi)穩(wěn)定不變?yōu)橹埂?2.補充充電 蓄電池在使用過程中，

14、常有充電不足的現(xiàn)象，應根據(jù)需要進行補充充電。一般每月至少一次。如發(fā)現(xiàn)有下列情況之一者，應及時進行補充充電。 (1)電解液密度降到1.l50 g/cm3以下時； (2)冬季放電超過額定容量的25%，夏季超過50%時； (3)單格電池電壓降到1.7V以下時； (4)起動無力或燈光暗淡等表明電力不足時； (5)充電后若不用，每兩個月需進行一次補充充電。第六節(jié) 蓄電池的常見故障 蓄電池的常見故障可以分為外部故障和內(nèi)部故障。 外部故障有極樁腐蝕、極樁松動、封膠干裂等，可以直接通過外觀檢查發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)具體情況進行維修或更換。 內(nèi)部故障包括極板硫化、自放電、活性物質(zhì)脫落等，需要根據(jù)使用和維護過程中的現(xiàn)象進行

15、仔細分析，確定原因，視情處理。 一、 極板硫化的現(xiàn)象原因和預防維修方法。 二、自放電的現(xiàn)象原因和預防維修方法。 三、活性物質(zhì)脫落的現(xiàn)象原因和預防維修方法。第七節(jié) 干荷電鉛蓄電池 干荷電鉛蓄電池與普通鉛蓄電池相比，其結(jié)構(gòu)基本相同，不同點主要在于負極板的制造工藝要求較高。在負極板的鉛膏中加大了松香、油酸、硬脂酸等防氧化劑，并在化成過程中有一次深放電循環(huán)或進行反復地充、放電，便活性物質(zhì)達到深化。 干荷電鉛蓄電池有如下優(yōu)點: （1）儲存時間長，極板組在干燥狀態(tài)下能夠較長期（一般為2年）地保存制造過程中所得到的電荷，使其有效儲存時間比一般蓄電池長一年左右。 （2）使用方便，在規(guī)定的保存期(兩年)內(nèi)如需使

16、用，只要灌入規(guī)定密度的電解液，擱置l5min、調(diào)整液面高度至規(guī)定標準后，不需進行初充電即可使用。第八節(jié) 免維護鉛蓄電池 與普通鉛蓄電池相比，有以下特點: (1)極板柵架采用鉛鈣合金或低銻合金(含銻2%3%)，減少了析氣量，耗水量。同時自行放電也大大減少，使用壽命延長。 (2)隔板采用袋式聚氯乙烯隔板，將正極板包住，可保護正極板活性物質(zhì)不致脫落，并防止極板短路。 (3)有的通氣孔采用新型安全通氣裝置，可保持蓄電池內(nèi)的酸氣，避免與外部火花直接接觸，以防爆炸。通氣塞中還裝有催化劑鈀，幫助排出的氫氧離子結(jié)合生成水再回到蓄電池中去，減少了水的消耗。這種新型通氣裝置還可使蓄電池頂部和接線柱保持清潔，減少了接頭的腐蝕。 (4)單格電池間采用穿壁式連接，減小了內(nèi)阻，提高了起動性能。 (5)外殼為聚丙烯塑料