單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,第一章、蓄電池,上海師范大學(xué),第一章、蓄電池,主要內(nèi)容,概述,構(gòu)造與型號(hào),工作原理和特性,蓄電池的容量,蓄電池的充電,常見(jiàn)故障,維護(hù)與使用,免維護(hù)蓄電池,1-1、概述,蓄電池（俗稱“電瓶”）是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，是可逆的低壓直流電源一、蓄電池的分類,鉛酸,蓄電池,鎳堿蓄電池,普通蓄電池,免維護(hù)蓄電池,干荷電蓄電池,膠體蓄電池,鐵鎳蓄電池,鎘鎳蓄電池,二、蓄電池的,作用,（教材,P1）,在,發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng),時(shí)，向起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火系統(tǒng)等主要用電設(shè)備供電在,發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行或低速,運(yùn)行時(shí)，蓄電池向各種用電設(shè)備供電當(dāng),用電設(shè)備過(guò)多,、用電量超過(guò)發(fā)電機(jī)的供電能力時(shí)，蓄電池協(xié)助發(fā)電機(jī)向各種用電設(shè)備供電穩(wěn)定電壓的作用蓄電池相當(dāng)于一個(gè)大電容，可以吸收電路中瞬間的過(guò)電壓，以保護(hù)用電設(shè)備1-2、蓄電池的構(gòu)造與型號(hào),一、蓄電池的構(gòu)造,（教材,P4）,汽車常用的蓄電池為鉛酸蓄電池，12,V,的蓄電池由6個(gè)單格蓄電池串聯(lián)而成，每個(gè)單格蓄電池的標(biāo)稱電壓為2,V，,充滿電時(shí)為2.1,V鉛酸蓄電池由極板、隔板、電解液和殼體組成1、極板與極板組,蓄電池的極板分為正極板和負(fù)極板，它們都以鉛銻合金澆鑄成的柵架為骨架，在柵架上填充活性物質(zhì)制成極板。

極板結(jié)構(gòu),活性物質(zhì),正極板上的活性物質(zhì)是深棕色的二氧化鉛(,PbO,2,)，,負(fù)極板上的活性物質(zhì)是海綿狀、青灰色的純鉛(,Pb,)普通型,放射型,目前，蓄電池采用的柵架有二種，一種為普通型，另一種為放射型其中放射型柵架具有輸出電流大、內(nèi)阻小的特點(diǎn)，在新型蓄電池中采用極板組,單格蓄電池極板組,12,V,蓄電池極板組,為了增大蓄電池的容量，每個(gè)單格蓄電池都由多個(gè)正、負(fù)極板組成極板組每個(gè)正極板都處于兩片負(fù)極板之間，使正極板兩側(cè)充、放電均勻正、負(fù)極板之間裝有絕緣隔板，以防止極板之間短路隔板應(yīng)具有多孔性，以便電解液的自由滲透隔板采用耐酸性和抗堿性的木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料及浸樹(shù)脂紙質(zhì)材料制成近年來(lái)，還將微孔塑料隔板做成袋狀，緊包在正極板的外部，防止活性物質(zhì)的脫落2、隔板,電解液是由,化學(xué)純的硫酸,（,H,2,SO,4,）,和,蒸餾水,（,H,2,O）,按一定比例配制而成的硫酸水溶液（密度為1.241.31克/立方厘米）64%蒸餾水,H,2,O,+,36%硫酸,H,2,SO,4,=,電解液,密度：1.000,密度：1.835,密度：1.265,電解液密度對(duì)蓄電池的容量和壽命影響大密度大可以提高蓄電池的容量，減少結(jié)冰的危險(xiǎn)；但粘度增加，流動(dòng)性變差，使蓄電池的容量下降，而且腐蝕作用增強(qiáng)，降低極板和隔板的壽命。

3、電解液,殼體采用耐酸、耐熱和耐震的硬橡膠或聚丙稀塑料制成整體式結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)分成個(gè)互不相通的單格，每個(gè)單格內(nèi)裝有極板組和電解液組成一個(gè)單格的蓄電池殼體的底部有凸起的筋，用來(lái)支撐極板組，并使極板上脫落下來(lái)的活性物質(zhì)落入凹槽中，防止極板短路4、殼體,二、蓄電池的規(guī)格型號(hào),（教材,P6）,蓄電池的型號(hào)按,JB/T 2599-1993,鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號(hào)編制方法的規(guī)定，組成如下：,額定容量（安,時(shí)/,A,h）,類型和特征,Q,起動(dòng)型,A,干荷電式,W,免維護(hù)式,單格,蓄電池個(gè)數(shù),例如：,6-,QA-105,6-,QAW-100,1-3、蓄電池的工作原理與特性,一、蓄電池的工作原理,（教材,P6）,蓄電池是一個(gè)化學(xué)電源，其充電與放電過(guò)程是一種可逆的化學(xué)反應(yīng)1、,電動(dòng)勢(shì),的建立,在正極板處，,PbO,2,與硫酸作用而生成帶正電荷的鉛離子(,Pb,4+,),沉浮在正極板上，使正極板具有約2,V,的正電位在負(fù)極板處，鉛電離為鉛離子（,Pb,2+,）,和電子(2,e)，,2,個(gè)電子留在負(fù)極板上，使負(fù)極板具有約-0.1,V,的負(fù)電位2V,-0,.,1V,2.1,V,正、負(fù)極板上生成硫酸鉛（,PbSO,4,），,電解液中水份增加。

隨著放電的進(jìn)行，電解液密度減小接上負(fù)載后的化學(xué)反應(yīng),2、蓄電池的放電,在外電源的作用下，迫使個(gè)電子從正極板返回負(fù)極板，形成從正極板流向負(fù)極板的充電電流極板上的硫酸鉛還原成氧化鉛和鉛，電解液中的水份還原成硫酸隨著充電的進(jìn)行，電解液中硫酸的成份增加，電解液密度增大3、充電過(guò)程,二、蓄電池的工作特性,（教材,P8）,1、內(nèi)阻,蓄電池的內(nèi)阻由極板電阻、電解液電阻、隔板電阻及聯(lián)條電阻等四部分組成極板電阻一般很小，但隨著放電的進(jìn)行，正負(fù)極板上的,PbSO,4,增多，極板電阻增大電解液電阻與密度和溫度有關(guān)，密度過(guò)高或過(guò)低，電阻增大；溫度低，粘度大，電阻大隔板電阻和聯(lián)條電阻與材料、聯(lián)條形式有關(guān)，對(duì)一個(gè)制造好的蓄電池來(lái)說(shuō)是一個(gè)定值2、放電特性,放電特性是將充足電的蓄電池，在以20,h,放電率的電流連續(xù)放電過(guò)程中，端電壓,U、,電動(dòng)勢(shì),E,和電解液密度,隨放電時(shí)間的變化規(guī)律密度,隨著放電的進(jìn)行而直線下降，因此，在使用中可以根據(jù)電解液的密度,來(lái)判斷蓄電池的放電程度靜止電動(dòng)勢(shì),E,j,與電解液的密度變化相似，單格蓄電池的放電終止電壓1.75,V,（10.5V）,3、充電特性,充電特性是指在恒電流充電過(guò)程中，蓄電池的端電壓,U、,電動(dòng)勢(shì),E,和電解液密度,隨時(shí)間變化的規(guī)律。

隨著充電的進(jìn)行，電動(dòng)勢(shì)逐漸升高，電解液密度增大，充滿電后，單格蓄電池的電壓為2.1,V（12V.6）我們可以根據(jù)蓄電池的開(kāi)路端電壓的大小，來(lái)判斷其充電情況：,1-4、蓄電池的容量及影響因素,一、蓄電池的容量,C,（,教材,P10）,蓄電池的容量是指在放電允許范圍內(nèi)，蓄電池輸出的電量：,C,f,t,f,（,安時(shí)/,Ah）,1、,額定容量,C,20,充足電的蓄電池，在電解液溫度為30,o,C,時(shí)，以20,h,放電率的電流連續(xù)放電到規(guī)定的終止電壓時(shí)，蓄電池所輸出的電量,C,20,2、起動(dòng)容量,起動(dòng)容量表征蓄電池在接起動(dòng)機(jī)時(shí)的供電能力，并根據(jù)使用條件分為常溫起動(dòng)容量和低溫起動(dòng)容量常溫起動(dòng)容量,在電解液溫度為30,o,C,時(shí)，以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放電到9,V（12V,蓄電池）時(shí)，蓄電池所輸出的容量低溫起動(dòng)容量,在電解液溫度為-18,o,C,時(shí)，以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放電到6,V（12V,蓄電池）時(shí)，蓄電池所輸出的容量二、影響蓄電池容量的因素,（教材,P11）,蓄電池的容量越大，所存貯的電能越多蓄電池容量的大小，與放電電流、電解液的密度及極板結(jié)構(gòu)等有關(guān)放電電流增大，蓄電池的端電壓和容量下降；,溫度越低，蓄電池的容量下降，額定容量是在30,o,C,時(shí)測(cè)得；,電解液密度增大，可以減少內(nèi)阻，提高容量，但不能過(guò)大；,增大極板面積和片數(shù)，可以增大容量。

采用簿型極板、增加極板的片數(shù)，可以在不增大蓄電池體積的情況下，提高蓄電池的容量1-5、蓄電池的充電,一、充電方法,（教材,P12）,新蓄電池、使用中的蓄電池及修復(fù)后的蓄電池等，由于技術(shù)狀況不同，采用的充電步驟和規(guī)范也不同常用的充電方法有,定流充電、定壓充電,和,脈沖快速充電,等三種1、定流充電,在充電過(guò)程中，充電電流保持為恒定值的充電方法稱為“定流充電”可以將不同電壓值、容量相近的蓄電池串聯(lián)起來(lái)充電如果容量不同，應(yīng)按容量小的蓄電池來(lái)決定充電電流定流充電的方法：,定流充電時(shí)，隨著蓄電池電動(dòng)勢(shì)的提高，要保持充電電流恒定，必須提高充電電壓；當(dāng)單格電壓上升到2.4,V,時(shí)，應(yīng)將電流減半后再充電，直到單格電壓上升到2.7,V，,端電壓和電解液密度在2-3小時(shí)內(nèi)保持不變?yōu)橹苟鞒潆姷奶攸c(diǎn)：,定流充電有較大的適應(yīng)性，可以根據(jù)需要選擇充電電流，但充電時(shí)間長(zhǎng)，而且需要經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流一般,適用于新蓄電池和故障修復(fù)蓄電池的初充電,2、定壓充電,在充電過(guò)程中，始終保持充電電壓不變的充電方法稱為“定壓充電”定壓充電時(shí)，可以將相同電壓值的蓄電池并聯(lián)起來(lái)一起充電定壓充電電流,定壓充電在充電初期，由于蓄電池的電動(dòng)勢(shì)較低，因而充電電流大；隨著電動(dòng)勢(shì)的升高，充電電流逐漸減小，在接近充電終了時(shí)，充電電流已降低到很小值。

定壓充電的特點(diǎn)：,充電過(guò)程中電解液無(wú)沸騰現(xiàn)象，可以減少水分的損失；在充電45小時(shí)后，量容可達(dá)90%95%，縮短了充電的時(shí)間定壓充電方法,適用于蓄電池的補(bǔ)充充電,，不適用于新蓄電池和故障蓄電池的初充電，汽車上發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池的充電為定壓充電3、快速充電,定流和定壓充電的時(shí)間長(zhǎng)，消耗的電能多，給使用帶來(lái)不方便利用快速充電，完成一次初充電，只需5小時(shí)左右；完成一次補(bǔ)充充電約1小時(shí)左右快速充電具有充電時(shí)間短、空氣污染小、節(jié)省能量和去硫化效果明顯等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用二、充電種類,（教材,P14）,新蓄電池、使用中的蓄電池及修復(fù)后的蓄電池等，由于技術(shù)狀況不同，采用的充電步驟和規(guī)范也不同充電種類有：初充電、補(bǔ)充充電、去硫化充電、鍛煉循環(huán)充電和預(yù)防硫化與均衡充電等其中常用的為初充電和補(bǔ)充充電兩種1、初充電,新蓄電池和修復(fù)后的蓄電池的首次充電，稱為初充電，初充電采用定流充電方法初充電的特點(diǎn)是充電電流小，充電時(shí)間較長(zhǎng)當(dāng)蓄電池的電量不足時(shí)，必須進(jìn)行補(bǔ)充充電2、補(bǔ)充充電,補(bǔ)充充電可以采用定壓充電或定流充電方法，如采用定流充電，其充電過(guò)程與初充電相似，分為兩個(gè)階段，充電電流按補(bǔ)充充電的電流規(guī)范進(jìn)行，充電時(shí)間在13-16小時(shí)。

1-6、蓄電池的常見(jiàn)故障,一、極板硫化,（教材,P15）,蓄電池長(zhǎng)期處于充電、放電狀態(tài)，在極板上會(huì)生成一層白色的粗晶粒的硫酸鉛，在正常充電時(shí)，不能轉(zhuǎn)化為二氧化鉛和鉛，稱為“硫酸鉛硬化”，簡(jiǎn)稱“硫化”極板硫化的蓄電池的特征為：充電快，放電也快產(chǎn)生的原因：詳見(jiàn)教材,P15二、自行放電/自放電,充足電的蓄電池，放置不用而逐漸失去電量，稱為“自行放電”如果每晝夜自行放電損失的容量2%，為正常自行放電；如果每晝夜自行放電損失的容量2%，則為自行放電故障產(chǎn)生自行放電的原因,1、電解液中含有雜質(zhì)或極板材料中含有雜質(zhì)，不同雜質(zhì)之間形成電位差，引起局部放電2、蓄電池蓋上有電解液，使正、負(fù)極形成通路3、長(zhǎng)期不用，硫酸下沉，電解液上下部分濃度不等，形成電位差引起自行放電4、極板上活性物質(zhì)脫落而沉積在殼體的底部，造成極板之間短路三、極板活性物質(zhì)脫落,活性物質(zhì)從正極板上脫落下來(lái)，沉積在蓄電池的底部，在充電時(shí)可以看到褐色物質(zhì)從底部升起正極板上活性物質(zhì)脫落后，使蓄電池的容量下降，且充電時(shí)不易恢復(fù)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成極板短路或自行放電造成正極板上活性物質(zhì)脫落的原因,（1）充電時(shí)電流過(guò)大，溫度過(guò)高，經(jīng)常過(guò)充電等使活性物質(zhì)松浮而脫落。

2）放電電流過(guò)大、過(guò)放電等使極板拱曲，也會(huì)造成活性物質(zhì)脫落四、內(nèi)部短路,當(dāng)蓄電池隔極損壞或極板上脫落下來(lái)的大量活性物質(zhì)沉積在蓄電池底部時(shí)，都會(huì)造成蓄電池內(nèi)部極板之間的短路蓄電池內(nèi)部極板的短路，使蓄電池的端電壓明顯下降，充電時(shí)電解液溫度明顯升高，而端電壓和電解液密度上升緩慢，充電末期氣泡較少或產(chǎn)生氣泡太遲1-7、蓄電池的維護(hù)與使用,一、蓄電池的維護(hù),（教材,P16）,1,、,經(jīng)常擦拭蓄電池表面，保持清潔，以防極間短路2、檢查電極端子的連接情況，去掉氧化層，夾緊線夾3、檢查液面高度，以防極板硫化4、根據(jù)季節(jié)變化及時(shí)調(diào)節(jié)電解液密度5、加液蓋必須擰緊，以防電解液溢出；蓋子上的通氣孔必須暢通，防止充電時(shí)氣體排不出而造成殼體破裂6、在起動(dòng)時(shí)，每次起動(dòng)時(shí)間不超過(guò)5,S，,連續(xù)起動(dòng)時(shí)間間隔大于15,S二、蓄電池,技術(shù)狀況的檢查,1、外觀檢查,外殼有無(wú)裂縫、破損及泄漏；,安裝架是否夾緊，有無(wú)腐蝕；,正、負(fù)極端子是否氧化及腐蝕，電線夾是否腐蝕，連接導(dǎo)線有無(wú)破損等；,表面是否清潔，加液孔蓋的通氣孔是否暢通等2、電解液液面的高度檢查,電解液液面應(yīng)高出極板1015,mm，,正常使用時(shí)應(yīng)定期檢查液面高度，必要時(shí)補(bǔ)充蒸餾水。

3、放電程度的判斷,根據(jù)電解液密度的變化，判斷放電程度；,用高率放電計(jì)模擬接起動(dòng)機(jī)時(shí)的負(fù)載，測(cè)量單格蓄電池在大電流放電時(shí)的端電壓來(lái)判。