蓄电池结构、工作原理

对汽车维修的学习,大家要以轻松的心态，聚精会神、精神饱满地投入。了解蓄电池的作用与分类。掌握铅蓄电池的构造与型号。了解蓄电池原理、容量及影响因素。了解铅蓄电池的常见故障及排除。掌握铅蓄电池正确维护与检测方法。第一节铅蓄电池的构造与型号学习目标蓄电池作用1）起动发动机时，向起动系和点火系供电。2）当发动机低速运转，向用电设备供电。3）当发动机中、高速运转，将发电机的剩余电能储存起来。4）当发电机过载时，协助发电机向用电设备供电。5）蓄电池还吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系统电压的稳定，保护电子元件。蓄电池作用蓄电池是一种化学电源，将化学能转变为电能,属于可逆直流电源.靠内部化学反应储存电能或向用电设备供电。汽车上使用蓄电池目的为了满足起动发动机需要，所以通常称为起动型蓄电池，目前燃油汽车上使用蓄电池根据电解液主要有两大类：铅酸蓄电池（以下简称铅蓄电池）和镍碱蓄电池。蓄电池分类类型优点缺点适用车辆铅酸蓄电池结构简单；价格便宜；内阻小；电压稳定；可以短时间供给起动机强大的起动电流比容量小；使用寿命相对较短一般车辆镍碱蓄电池容量大；使用寿命长；维护简单；能承受大电流放电而不易损坏活性物质导电性差；价格较高使用时间长、可靠性高的车辆电动车蓄电池比容量大；无污染；充、放电性能好；使用寿命长结构复杂；成本高电动汽车几种蓄电池比较用于汽车上的蓄电池,必须满足发动机需要,即在1~5s内的短时间内，提供汽车起动发动机足够大的电流。汽油机起动电流为200~600A，柴油机达1000A。汽油机电源12V，柴油机电源24V1、极板2、隔板3、电解液4、外壳5、铅连接条6、极柱铅蓄电池构造铅蓄电池一般由3个或6个单格电池串联而成，每个单格电池标称电压为2V,3格串联为6V。结构如图所示：铅蓄电池构造外壳衬套正极柱联条加液孔螺塞负极桩负极板隔板隔板隔板负极板封口料防护片正极板凸筋正极板电解液1．极板极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。极板分正极板和负极板，由栅架和活性物质组成。铅蓄电池构造栅架的作用固结活性物质。栅架一般由铅锑合金铸成，具有良好导电性、耐蚀性和一定机械强度。铅占94%，锑占6%。加入锑是为了改善力学强度和浇铸性能。为了增加耐腐蚀性，加入0.1%~0.2%的砷，提高硬度与机械强度，增强抗变形能力，延长蓄电池使用寿命。铅蓄电池构造正极板上活性物质是二氧化铅（PbO2），呈棕红色；负极板上活性物质海绵状纯铅（Pb），呈青灰色。将正、负极板各一片浸入电解液中，可获得2V左右的电动势。为了增大蓄电池的容量，常将多片正、负极板分别并联，组成正、负极板组，在每个单格电池中，正极板的片数要比负极板少一片，每片正极板都处于两片负极板之间，可以使正极板两侧放电均匀，避免因放电不均匀造成极板拱曲。3格电池，总极板数45，算出正负极板数？国产蓄电池正极板2.2mm，负极板1.8mm，国外大多采用薄型极板。2．隔板隔板插放在正、负极板之间，防止正、负极板互相接触造成短路。隔板耐酸、具有多孔性，以利于电解液的渗透。常用的隔板 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。铅蓄电池构造3．电解液电解液在蓄电池的化学反应中，起到离子间导电的作用，并参与蓄电池的化学反应。电解液由纯硫酸（H2SO4）与蒸馏水按一定比例配制而成，其密度一般为1.24～1.31g/cm3。电解液的纯度对蓄电池的电气性能和使用寿命有重要影响，一般工业用硫酸和普通水中，含有铁、铜等有害杂质，绝对不能加入到蓄电池中，否则自行放电，损坏极板。4．壳体壳体用于盛放电解液和极板组，应该耐酸、耐热、耐震。壳体多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成，为整体式结构，底部有凸起的肋条以搁置极板组。壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格，各单格之间用铅质联条串联起来。5．单体电池的串接方式蓄电池一般都由3个或6个单体电池串联而成，额定电压分别为6V或12V。单体电池的串接方式一般有传统外露式、穿壁式和跨越式三种方式，如图所示。型号JB2599-85《铅蓄电池产品型号编制方法》串联单格数－电池类型和特征－额定容量－特殊性能如：6—QA—60S序号12345产品特征干荷电湿荷电免维护少维护胶质电解液代号AHWSJ6个单格特征（常见电池产品特征代号）G：高起动率S：塑料壳D：低温起动额定容量为60A•h汉语拼音qidong（起动）的缩写，表示起动蓄电池，以区别于拖动蓄电池蓄电池规格型号蓄电池的作用是什么？蓄电池的组成有哪些？各有什么作用。复习思考题第2讲汽车电器备课讲义第二节蓄电池的工作原理及特性教学目的要求：掌握蓄电池工作原理主要教学内容：1、蓄电池工作原理2、蓄电池工作特性教学重点、难点：工作原理PbO2(正极板)+Pb(负极板)2H2SO4(电解液)2PbSO4(正、正极板)2H2O(电解液)+放电充电+蓄电池工作原理1．铅蓄电池的放电当铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中时，在正、负极板间就会产生约2.1V的静止电动势，此时若接入负载，在电动势的作用下，电流就会从蓄电池的正极经外电路流向蓄电池的负极，这一过程称为放电，蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程。放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb，都与电解液中的H2SO4反应生成硫酸铅（PbSO4），沉附在正、负极板上。电解液中H2SO4不断减少，密度下降。蓄电池工作原理理论上，放电过程可以进行到极板上的活性物质被耗尽为止，但由于生成的PbSO4沉附于极板表面，阻碍电解液向活性物质内层渗透，使得内层活性物质因缺少电解液而不能参加反应，因此在使用中被称为放完电蓄电池的活性物质利用率只有20％～30％。因此，采用薄型极板，增加极板的多孔性，可以提高活性物质的利用率，增大蓄电池的容量。（1）单格电池电压降到放电终止电压；（2）电解液密度降到最小许可值。放电终止电压与放电电流的大小有关。放电电流越大，允许的放电时间就越短，放电终止电压也越低。如下所示。蓄电池放电终了特征放电电流（A）0.05C200.1C200.25C20C203C20放电时间20h10h3h25min5min单格电池终止电压（V）1.751.701.651.551.50C20——蓄电池的额定容量2．铅蓄电池的充电充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连，当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时，在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，这一过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程。充电时，正、负极板上的PbSO4还原成PbO2和Pb，电解液中的H2SO4增多，密度上升。当充电接近终了时，PbSO4已基本还原成PbO2和Pb，这时，过剩的充电电流将电解水，使正极板附近产生O2从电解液中逸出，负极板附近产生H2从电解液中逸出,电解液液面高度降低。因此，铅蓄电池需要定期补充蒸馏水。蓄电池充足电的标志是：（1）电解液中有大量气泡冒出，呈沸腾状态；（2）电解液的密度和蓄电池的端电压上升到规定值，且在2～3h内保持不变。铅蓄电池的充电第三节蓄电池的容量及影响因素教学目的要求：掌握蓄电池容量主要教学内容：1、蓄电池容量2、影响蓄电池容量因素教学重点、难点：影响因素蓄电池容量蓄电池容量：在允许的放电范围内所输出的电量蓄电池容量C等于放电电流If与放电时间tf乘积C＝If·tf蓄电池的容量与放电电流、放电持续时间及电解液温度有关1．额定容量额定容量：指完全充电的蓄电池，在电解液温度为25±5摄氏度，密度为1.28±0.01g／ml时，以20h放电率的放电流连续放电到12V蓄电池端电压降到10.50±0.05V、6V蓄电池端电压降到5.25±0.02V时所输出的电量。用C20表示，单位是A·h。2．储备容量蓄电池的额定储备容量：指完全充足电的蓄电池，在电解液温度为25±2摄氏度时，以25A电流放电至12V蓄电池端电压达10.50V±0.05V、6V蓄电池端电压达5.25V±0.02V时，放电所持续的时间，用Cr,n表示，单位为min。影响蓄电池容量因素1．结构因素1极板表面积大2极板片数多参加反应活性物质越多，容量越大。3极板越薄，活性物质的多孔性越好，则电解液向极板内部的渗透越容易，活性物质利用率就越高，输出容量也就越大。2．使用因素（1）放电电流（2）电解液温度（见后图）（3）电解液密度放电电流放电电流越大，蓄电池容量就越小。当放电电流增大时，化学反应速度加快，PbSO4堵塞孔隙速度越快，导致极板内层大量活性物质不能参与反应，蓄电池的实际输出容量减小。电解液温度适当提高电解液的密度，可加快电解液的渗透速度，提高蓄电池的电动势和容量。但电解液密度过大，又将导致粘度增加，内阻增大，反而使蓄电池容量降低。电解液密度