汽車電器-蓄電池1

1、汽車電器與電子設(shè)備 電源組成：發(fā)電機、電壓調(diào)節(jié)器、蓄電池、電流表等。電源組成：發(fā)電機、電壓調(diào)節(jié)器、蓄電池、電流表等。 電源特點：電源特點： (1)(1)兩套電源；兩套電源； (2)(2)并聯(lián)供電。并聯(lián)供電。 電源關(guān)系：電源關(guān)系： (1)(1)發(fā)動機正常工作發(fā)動機正常工作 時，發(fā)電機向用電時，發(fā)電機向用電 設(shè)備供電，并對蓄設(shè)備供電，并對蓄 電池充電；電池充電； (2)(2)起動發(fā)動機時，起動發(fā)動機時， 蓄電池向起動機和蓄電池向起動機和 點火系供電。點火系供電。 其他總成作用：其他總成作用： (1)(1)電流表：電流表： 用來指示蓄用來指示蓄 電池的充放電池的充放 電狀況。電狀況。 (2)(2)調(diào)

2、節(jié)器：調(diào)節(jié)器： 使發(fā)電機在使發(fā)電機在 轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)速變化時， 能保持其輸能保持其輸 出電壓恒定。出電壓恒定。 蓄電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，蓄電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置， 屬于可逆的直流電源。屬于可逆的直流電源。 應(yīng)用最廣泛的汽車蓄電池是鉛酸蓄電池。應(yīng)用最廣泛的汽車蓄電池是鉛酸蓄電池。 蓄電池最主要的作用是：起動發(fā)動機時向起動蓄電池最主要的作用是：起動發(fā)動機時向起動 機和點火裝置供電。機和點火裝置供電。 汽油機起動電流為汽油機起動電流為200200600600A A，有的柴油機起有的柴油機起 動電流達動電流達10001000A A。 一、蓄電池的性質(zhì)與類型一、蓄電池的性質(zhì)與類

3、型 1.1.性質(zhì)：蓄電池是一種儲存、釋放電能的裝置。性質(zhì)：蓄電池是一種儲存、釋放電能的裝置。 2.2.種類：種類： (1)(1)按電解液種類分：按電解液種類分： 1 1）鉛酸蓄電池：）鉛酸蓄電池： 特點：價格便宜，內(nèi)阻小。特點：價格便宜，內(nèi)阻小。 分類：濕荷電蓄電池、干荷電蓄電池、少維護蓄分類：濕荷電蓄電池、干荷電蓄電池、少維護蓄 電池、免維護蓄電池、膠體電解質(zhì)蓄電池。電池、免維護蓄電池、膠體電解質(zhì)蓄電池。 2 2）鎳堿蓄電池：）鎳堿蓄電池： 特點：容量大，使用壽命長，維護簡單，但價格特點：容量大，使用壽命長，維護簡單，但價格 昂貴。昂貴。 分類：鐵鎳蓄電池、鎳鎘蓄電池。分類：鐵鎳蓄電池、鎳鎘

4、蓄電池。 (2)(2)按電極材料分：鉛蓄電池、鐵鎳蓄電池、鎘鎳蓄按電極材料分：鉛蓄電池、鐵鎳蓄電池、鎘鎳蓄 電池；電池； (3)(3)按使用用途分：汽車用、電瓶車用、電訊用、航按使用用途分：汽車用、電瓶車用、電訊用、航 標(biāo)用蓄電池。標(biāo)用蓄電池。 二、蓄電池的用途二、蓄電池的用途 1.1.起動電流：起動發(fā)動機時，蓄電池在起動電流：起動發(fā)動機時，蓄電池在5 51515S S內(nèi)，要向內(nèi)，要向 起動機連續(xù)供給強大電流（汽油機起動機連續(xù)供給強大電流（汽油機200200600600A A，柴油機柴油機 80080010001000A A） 2.2.對蓄電池的要求是：容量大、內(nèi)阻小、有足夠的起動對蓄電池的要

5、求是：容量大、內(nèi)阻小、有足夠的起動 能力。能力。 3.3.用途：用途： 1) 1)在起動發(fā)動機時，向起動系、點火系、燃油噴射系在起動發(fā)動機時，向起動系、點火系、燃油噴射系 統(tǒng)和其他電器設(shè)備供電統(tǒng)和其他電器設(shè)備供電( (如給發(fā)電機提供勵磁電流如給發(fā)電機提供勵磁電流) )； 2) 2)當(dāng)發(fā)電機電壓低于蓄電池電壓時，向用電設(shè)備和發(fā)當(dāng)發(fā)電機電壓低于蓄電池電壓時，向用電設(shè)備和發(fā) 電機磁場繞組供電；電機磁場繞組供電； 3) 3)當(dāng)取下汽車鑰匙時，由蓄電池向時鐘、發(fā)動當(dāng)取下汽車鑰匙時，由蓄電池向時鐘、發(fā)動 機及車身機及車身ECUECU存儲器、電子音響系統(tǒng)及防盜報警系存儲器、電子音響系統(tǒng)及防盜報警系 統(tǒng)等供電

6、；統(tǒng)等供電； 4 4）發(fā)電機過載時，協(xié)助發(fā)電機向用電設(shè)備供電；）發(fā)電機過載時，協(xié)助發(fā)電機向用電設(shè)備供電； 5)5)在發(fā)電機正常工作時，將發(fā)電機剩余電能儲存在發(fā)電機正常工作時，將發(fā)電機剩余電能儲存 起來起來充電；充電； 6)6)蓄電池相當(dāng)于一個大電容器，能吸收電路中出蓄電池相當(dāng)于一個大電容器，能吸收電路中出 現(xiàn)的瞬時過電壓，保護電子元件，保持汽車電器系現(xiàn)的瞬時過電壓，保護電子元件，保持汽車電器系 統(tǒng)電壓穩(wěn)定統(tǒng)電壓穩(wěn)定穩(wěn)壓。穩(wěn)壓。 第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的構(gòu)造、型號與工作原理蓄電池的構(gòu)造、型號與工作原理 一、蓄電池的構(gòu)造一、蓄電池的構(gòu)造 組成：正極板、負組成：正極板、負 極板、隔板、電解液、極板、隔

7、板、電解液、 電池外殼、聯(lián)條、接電池外殼、聯(lián)條、接 線柱。線柱。 電動勢：一組極板電動勢：一組極板 產(chǎn)生產(chǎn)生2.12.1V V電動勢電動勢。 1.1.極板極板 是蓄電池的基本部件，由它是蓄電池的基本部件，由它 接受充入的電能和向外釋放電能。接受充入的電能和向外釋放電能。 極板一般由柵架和活性物質(zhì)組成，極板一般由柵架和活性物質(zhì)組成， 分正極板和負極板兩種。分正極板和負極板兩種。 （1 1）正極板上的活性物質(zhì)是細）正極板上的活性物質(zhì)是細 小結(jié)晶形二氧化鉛，呈棕紅色；小結(jié)晶形二氧化鉛，呈棕紅色； （2 2）負極板上的活性物質(zhì)是多）負極板上的活性物質(zhì)是多 孔性海綿狀純鉛，呈青灰色?？仔院＞d狀純鉛，呈青

8、灰色。 （3 3）柵架：）柵架： 鉛銻合金制鉛銻合金制 成，上附活性物成，上附活性物 質(zhì)。柵架通常含質(zhì)。柵架通常含 銻銻5%-7%5%-7%，加銻，加銻 提高強度和澆鑄提高強度和澆鑄 性能，但抗蝕性性能，但抗蝕性 下降?，F(xiàn)為銻下降?，F(xiàn)為銻 2%-3%2%-3%、砷、砷0.1%-0.1%- 0.2%0.2%，耐蝕、抗，耐蝕、抗 變形。變形。 （4 4）極板厚度）極板厚度 國產(chǎn)負極板為國產(chǎn)負極板為1.81.8mmmm；正極板為正極板為2.22.2mmmm。 國外產(chǎn)品正負極板均為國外產(chǎn)品正負極板均為1.1-1.51.1-1.5mmmm（薄型極板）薄型極板） （5 5）正極板組：）正極板組： 數(shù)片正極

9、板（一般為數(shù)片正極板（一般為4-134-13 片）焊接在同一橫板上構(gòu)成。片）焊接在同一橫板上構(gòu)成。 橫板上鑄有接線柱，接線柱上橫板上鑄有接線柱，接線柱上 鑄有鑄有“+ +”號，有紅色標(biāo)志。號，有紅色標(biāo)志。 （6）極板組：）極板組： 1）組成：由正負極板組各一組組成，正負極板相間布）組成：由正負極板組各一組組成，正負極板相間布 置。為了減輕正極板反應(yīng)時的變形量，通常負極板比正置。為了減輕正極板反應(yīng)時的變形量，通常負極板比正 極板多一片，即每片正極板兩側(cè)均有一片負極板。極板多一片，即每片正極板兩側(cè)均有一片負極板。 2）目的：增加蓄電池的容量）目的：增加蓄電池的容量 2.2.隔板隔板 （1 1）作用

10、：為了避免相互接觸而短路，正負極板之間）作用：為了避免相互接觸而短路，正負極板之間 要用絕緣的隔板隔開。要用絕緣的隔板隔開。 （2 2）要求：隔板材料應(yīng)具有多孔性結(jié)構(gòu)，以便電解液）要求：隔板材料應(yīng)具有多孔性結(jié)構(gòu)，以便電解液 自由滲透，而且化學(xué)性能應(yīng)穩(wěn)定，并具有良好的耐酸性自由滲透，而且化學(xué)性能應(yīng)穩(wěn)定，并具有良好的耐酸性 和抗氧化性。和抗氧化性。 （3 3）材料：木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維紙張、玻璃絲棉）材料：木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維紙張、玻璃絲棉 等。等。 （4 4）結(jié)構(gòu)與安裝：一面平滑，一面帶槽。安裝時，槽面應(yīng)朝正極板，）結(jié)構(gòu)與安裝：一面平滑，一面帶槽。安裝時，槽面應(yīng)朝正極

11、板， 槽上下方向。槽上下方向。 （5 5）免維護電池用袋式隔板裝正極板。）免維護電池用袋式隔板裝正極板。 3.3.電解液電解液 （1 1）組成：鉛酸蓄電池的電解液，是由相對密度）組成：鉛酸蓄電池的電解液，是由相對密度1.841.84g gcmcm3 3的純硫酸的純硫酸 和蒸餾水配制而成。和蒸餾水配制而成。 （2 2）密度：一般在）密度：一般在1.241.241.311.31g gcmcm3 3的范圍之內(nèi)。氣溫低用高密度的范圍之內(nèi)。氣溫低用高密度 （防凍），否則用低密度。（防凍），否則用低密度。 （3 3）影響：電解液的密度、溫度、純度影響蓄電池的性能、壽命和）影響：電解液的密度、溫度、純度影響

12、蓄電池的性能、壽命和 還原系數(shù)。一般工業(yè)用硫酸和普通水中，因含鐵、銅等有害雜質(zhì)，還原系數(shù)。一般工業(yè)用硫酸和普通水中，因含鐵、銅等有害雜質(zhì)， 絕對不能加入到蓄電池中去，否則易自行放電，且易損壞極板。故絕對不能加入到蓄電池中去，否則易自行放電，且易損壞極板。故 蓄電池電解液要用規(guī)定的蓄電池專用硫酸和蒸餾水配制。電解液密蓄電池電解液要用規(guī)定的蓄電池專用硫酸和蒸餾水配制。電解液密 度還與充放電狀態(tài)直接相關(guān)。度還與充放電狀態(tài)直接相關(guān)。 （4 4）電解液的配制：）電解液的配制： 1 1）材料）材料濃硫酸（密度濃硫酸（密度1.841.84）+ +蒸餾水。蒸餾水。 2 2）容器）容器陶瓷或玻璃容器。陶瓷或玻璃

13、容器。 3 3）方法）方法將適量蒸餾水倒入容器內(nèi)將適量蒸餾水倒入容器內(nèi), ,再慢慢加入硫酸再慢慢加入硫酸, ,并用耐酸并用耐酸 棒不停地慢慢攪拌。棒不停地慢慢攪拌。 4 4）比例）比例硫酸與蒸餾水體積比：硫酸與蒸餾水體積比：1:4.331:4.33 重量比：重量比：1:2.361:2.36 5 5）目標(biāo)）目標(biāo)配成密度配成密度1.241.301.241.30g/cmg/cm3 3 （電解液溫度為（電解液溫度為2525）。）。 （5）安全防護：）安全防護： 電解液腐蝕性極強，如果皮膚接觸了酸液，要立即用蘇打水電解液腐蝕性極強，如果皮膚接觸了酸液，要立即用蘇打水 沖洗，酸液濺到眼睛里要立即用涼水或醫(yī)

14、用沖眼器沖洗，然后請沖洗，酸液濺到眼睛里要立即用涼水或醫(yī)用沖眼器沖洗，然后請 醫(yī)生處置。醫(yī)生處置。 4.4.外殼外殼 （1 1）裝配：蓄電池外殼為一整體式結(jié)構(gòu)的容器，極板、隔板和）裝配：蓄電池外殼為一整體式結(jié)構(gòu)的容器，極板、隔板和 電解液均裝入外殼內(nèi)。電解液均裝入外殼內(nèi)。 （2 2）要求：外殼應(yīng)耐酸、耐熱、耐寒、抗震動，并具有足夠的）要求：外殼應(yīng)耐酸、耐熱、耐寒、抗震動，并具有足夠的 機械強度。機械強度。 （3 3）結(jié)構(gòu)：蓄電池電壓一般有）結(jié)構(gòu)：蓄電池電壓一般有6 6V V和和1212V V兩種規(guī)格，因此，外殼內(nèi)兩種規(guī)格，因此，外殼內(nèi) 由間壁分成由間壁分成3 3個或個或6 6個互不相通的單格。

15、結(jié)構(gòu)特點：個互不相通的單格。結(jié)構(gòu)特點： 沉淀槽、加沉淀槽、加 液孔、加液孔蓋通氣孔。液孔、加液孔蓋通氣孔。 （4 4）常用材料）常用材料 ：硬質(zhì)橡膠、聚丙烯塑料等。：硬質(zhì)橡膠、聚丙烯塑料等。 （5）加液孔、加液孔蓋：）加液孔、加液孔蓋： 每個單格電池都有一個加液孔，旋下加液孔蓋，可以加注電解液每個單格電池都有一個加液孔，旋下加液孔蓋，可以加注電解液 或檢測電解液密度；旋入孔蓋可防止電解液濺出，孔蓋上有通氣或檢測電解液密度；旋入孔蓋可防止電解液濺出，孔蓋上有通氣 孔，使用中應(yīng)保持暢通，存放中應(yīng)保持密閉?？?，使用中應(yīng)保持暢通，存放中應(yīng)保持密閉。 （6）蓄電池蓋：）蓄電池蓋： 1 1）材料）材料有硬

16、質(zhì)橡膠和聚丙烯耐酸塑料兩種。有硬質(zhì)橡膠和聚丙烯耐酸塑料兩種。 2 2）密封）密封硬質(zhì)橡膠蓋和硬質(zhì)橡膠殼間縫隙用瀝青封口劑硬質(zhì)橡膠蓋和硬質(zhì)橡膠殼間縫隙用瀝青封口劑 填封；塑料蓋與塑料殼間用熱接合工藝粘合。填封；塑料蓋與塑料殼間用熱接合工藝粘合。 5. .連接條連接條 （1 1）作用：將單格電池串聯(lián)起來，以提高蓄電池總成的端）作用：將單格電池串聯(lián)起來，以提高蓄電池總成的端 電壓。電壓。 （2 2）材料：鉛）材料：鉛- -銻合金。銻合金。 （3 3）種類：）種類： 1 1）外露式）外露式連接條外露在蓋上。連接條外露在蓋上。 2 2）跨接式）跨接式連接條在蓋下跨過隔墻。連接條在蓋下跨過隔墻。 3 3）

17、對焊式）對焊式極板柄穿墻連接。極板柄穿墻連接。 單格 間穿墻 式聯(lián)接 方式。 6 6、極柱、極柱 分類：分類： A.A.中間極柱和首尾極柱兩類。中間極柱和首尾極柱兩類。 B.B.正接線柱和負接線柱。正接線柱用正接線柱和負接線柱。正接線柱用“+ +”符號標(biāo)示，其上涂符號標(biāo)示，其上涂 紅色；負接線柱上用紅色；負接線柱上用“- -”符號標(biāo)示，一般不涂顏色。符號標(biāo)示，一般不涂顏色。 材料：鉛材料：鉛- -銻合金澆鑄。銻合金澆鑄。 形狀形狀 二、蓄電池的規(guī)格型號二、蓄電池的規(guī)格型號 按照機械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)按照機械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)JB2599JB25998585的規(guī)定，鉛蓄的規(guī)定，鉛蓄 電地產(chǎn)品型號分為三段。電地產(chǎn)

18、品型號分為三段。 -串聯(lián)的單格電池數(shù)。如串聯(lián)的單格電池數(shù)。如3 3，6 6，分別為，分別為3 3個單個單 格格(6(6V)V)和和6 6個單格個單格(12(12V)V)。 -蓄電池的類型和特征，由兩個漢字拼音字蓄電池的類型和特征，由兩個漢字拼音字 母組成。母組成。 第一個字母為：第一個字母為： Q Q起動用蓄電池；起動用蓄電池； M M摩托車用蓄電摩托車用蓄電 池；池； -蓄電池的額定容量蓄電池的額定容量 A A、額定容量額定容量我國規(guī)定用我國規(guī)定用2020h h放電率的容量表示。放電率的容量表示。 單位為單位為AhAh。 B B、特征性能特征性能 G G高起動率高起動率 SS塑料外殼塑料外殼

19、 DD低溫起動性能好低溫起動性能好 第二個字母為特征代號：第二個字母為特征代號： A A干荷電；干荷電； H H濕荷電；濕荷電； W W免維護；免維護； S S少維護；少維護； F F防酸式；防酸式； M M密閉式；密閉式； B B半密閉；半密閉； Y Y液密式；液密式； Q Q氣密式；氣密式； I I激活式；激活式； D D帶液式；帶液式； J J膠質(zhì)式；膠質(zhì)式； 無字母為干封式。無字母為干封式。 解放解放CA1091CA1091汽車用蓄電池汽車用蓄電池 6-6-QA-100QA-100 即是即是6 6個單格電池個單格電池 額定電壓額定電壓1212伏伏 額定容量額定容量100100AhAh

20、起動型干荷蓄電池起動型干荷蓄電池 東風(fēng)東風(fēng)EQ1090EQ1090汽車用蓄電池汽車用蓄電池 6-6-Q-105Q-105 6-6-QAW-100QAW-100 三、蓄電池的工作原理三、蓄電池的工作原理 雙極硫酸鹽化理論雙極硫酸鹽化理論 蓄電池放電時參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，正極板上是蓄電池放電時參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，正極板上是 PbOPbO2 2， ，負極板上是 負極板上是PbPb，電解液是硫酸水溶液。電解液是硫酸水溶液。 蓄電池放電時，正極板上的蓄電池放電時，正極板上的PbOPbO2 2和負極板上的和負極板上的pbpb都都 變成變成PbSOPbSO4 4水溶液，電解液中的水溶液，電解液中的H H2

21、2SOSO4 4減少，相對密度減少，相對密度 下降。蓄電池充電時，則按相反的方向變化。下降。蓄電池充電時，則按相反的方向變化。 蓄電池的化學(xué)反應(yīng)方程式為蓄電池的化學(xué)反應(yīng)方程式為: : 424 422 2P 2 PbSOOHbSO PbSOHPbO 充電 放電 正極電解液負極 正極電解液負極 1.1.電動勢的建立電動勢的建立 正、負極板浸入電正、負極板浸入電 解液后產(chǎn)生電動勢。解液后產(chǎn)生電動勢。 負極板：鉛溶于電負極板：鉛溶于電 解液中，失電子生成解液中，失電子生成 PbPb2+ 2+ Pb-2ePbPb-2ePb2+ 2+ 電子留在負極板上，電子留在負極板上， 使負極板具有負電位，使負極板具有

22、負電位， 為為-0.1-0.1V V。 正極板：正極板：PbOPbO2 2溶于電解液溶于電解液 PbOPbO2 2+2H+2H2 2OPb(OH)OPb(OH)4 4 Pb(OH)Pb(OH)4 4PbPb4+ 4+ + 4OH + 4OH- - OHOH- -留在電解液中，留在電解液中，PbPb4+ 4+ 沉附在正極板表面 沉附在正極板表面, ,使正極使正極 板有板有+2.0+2.0V V 在外電路未接通時，反應(yīng)達到動態(tài)平衡時，靜止電在外電路未接通時，反應(yīng)達到動態(tài)平衡時，靜止電 動勢為：動勢為： E=2.0E=2.0( (0.1)=2.1V0.1)=2.1V 2.2.蓄電池的放電蓄電池的放電

23、 （1 1）概念）概念 將蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的過程稱為放電過程。將蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的過程稱為放電過程。 （2 2）化學(xué)反應(yīng)）化學(xué)反應(yīng) 如果將蓄電池與外電路的負荷接通，電子如果將蓄電池與外電路的負荷接通，電子e e從負極板從負極板 經(jīng)過外電路的負荷流往正極板，使正極板的電位下經(jīng)過外電路的負荷流往正極板，使正極板的電位下 降，從而破壞了原有的平衡狀態(tài)，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。降，從而破壞了原有的平衡狀態(tài)，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。 （3 3）結(jié)論）結(jié)論 電極間接用電器時，負極板電子轉(zhuǎn)移到正極板，電極間接用電器時，負極板電子轉(zhuǎn)移到正極板， 補充了正極板電子，使反應(yīng)持續(xù)進行。補充了正極板電子，使反應(yīng)持續(xù)進

24、行。 生成的生成的PbSOPbSO4 4分別附著在正負極板上。分別附著在正負極板上。 正負極板上的活性物質(zhì)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檎摌O板上的活性物質(zhì)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)镻bSOPbSO4 4而不斷而不斷 被消耗。被消耗。 電解液中的電解液中的H H2 2SOSO4 4不斷地被消耗而變成水，電解液不斷地被消耗而變成水，電解液 密度變小。因此，測量電解液密度可以檢驗蓄電池放密度變小。因此，測量電解液密度可以檢驗蓄電池放 電程度。電程度。 從理論上說，蓄電池這種放電過程將會使極板上從理論上說，蓄電池這種放電過程將會使極板上 所有物質(zhì)全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U，但實際轉(zhuǎn)化的只有所有物質(zhì)全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U，但實際轉(zhuǎn)化的只有20-20-

25、30%30%。因此，采用薄型、多孔性極板可提高容量。因此，采用薄型、多孔性極板可提高容量。 3.3.蓄電池的充電 (1)(1)概念：將電能轉(zhuǎn)換成蓄電池化學(xué)能的過程稱為充電概念：將電能轉(zhuǎn)換成蓄電池化學(xué)能的過程稱為充電 過程。過程。 它是放電反應(yīng)的逆過程。充電時蓄電池的正負兩極接通它是放電反應(yīng)的逆過程。充電時蓄電池的正負兩極接通 直流電源。直流電源。 (2)化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 當(dāng)電源電壓高于蓄電池的電動勢當(dāng)電源電壓高于蓄電池的電動勢E E時，電流由蓄電池的時，電流由蓄電池的 正極流入，從蓄電池的負極流出，也就是電子由正極正極流入，從蓄電池的負極流出，也就是電子由正極 板經(jīng)外電路流往負極板。板經(jīng)外電路

26、流往負極板。 這時正負極板發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)正好與放電過程相反。這時正負極板發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)正好與放電過程相反。 (3)(3)結(jié)論結(jié)論 在外界電場作用下，電解液中的在外界電場作用下，電解液中的H H2 2O O與負極與負極PbSOPbSO4 4均被均被 電離，電離，PbPb2+ 2+被負極吸引并從負極上得到充電電源送來 被負極吸引并從負極上得到充電電源送來 的電子，還原成的電子，還原成PbPb附著在負極板上，形成海綿狀附著在負極板上，形成海綿狀PbPb， O O2- 2-被吸引在正極板周圍，正極板上 被吸引在正極板周圍，正極板上PbSOPbSO4 4電離出來的電離出來的 PbPb2+ 2+在極板周圍

27、電場作用下失去兩個電子變成 在極板周圍電場作用下失去兩個電子變成PbPb4+ 4+ ， ， 與與O O2- 2-結(jié)合成 結(jié)合成PbOPbO2 2附著在正極板表面。附著在正極板表面。SOSO4 42- 2-與 與H H2 2O O離解離解 出的出的H H+ +結(jié)合成結(jié)合成H H2 2SOSO4 4，留在電解液中。這樣，正極板上留在電解液中。這樣，正極板上 PbSOPbSO4 4被逐步轉(zhuǎn)變成被逐步轉(zhuǎn)變成PbOPbO2 2，負極板上的負極板上的PbSOPbSO4 4被逐步轉(zhuǎn)被逐步轉(zhuǎn) 變成海綿狀變成海綿狀PbPb，生成的生成的H H2 2SOSO4 4使電解液密度增大，蓄電使電解液密度增大，蓄電 池恢

28、復(fù)到放電前的狀態(tài)池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。 (4)(4)水的分解反應(yīng)水的分解反應(yīng) 充電過程中，電解液的相對密度將升到最大值，并會引起充電過程中，電解液的相對密度將升到最大值，并會引起 水的分解：水的分解： H H2 2SOSO4 42H2H+ +SO+SO4 42- 2- 負極上的反應(yīng)：負極上的反應(yīng)： 2 2H H+ +2eH+2eH2 2 正極上的反應(yīng)：正極上的反應(yīng)： 2 2SOSO4 42- 2-+2H +2H2 2O -4e2HO -4e2H2 2SOSO4 4+O+O2 2 蓄電池總的反應(yīng)：蓄電池總的反應(yīng)： H H2 2SOSO4 4+2H+2H2 2OHOH2 2SOSO4 4+2H+2

29、H2 2+O+O2 2 可見：反應(yīng)的實際是分解水：可見：反應(yīng)的實際是分解水： 2 2H H2 2O2HO2H2 2+O+O2 2 4.4.蓄電池充放電過程結(jié)論蓄電池充放電過程結(jié)論 (1)(1) 蓄電池在放電時，電解液中的硫酸將逐漸減少，而蓄電池在放電時，電解液中的硫酸將逐漸減少，而 水將逐漸增多，電解液相對密度下降。水將逐漸增多，電解液相對密度下降。 (2)(2)蓄電池在充電時，電解液中的硫酸將逐漸增多，而水蓄電池在充電時，電解液中的硫酸將逐漸增多，而水 將逐漸減少，電解液相對密度增加。將逐漸減少，電解液相對密度增加。 (3)(3)在充放電時，電解液濃度發(fā)生變化，主要是由于正極在充放電時，電解

30、液濃度發(fā)生變化，主要是由于正極 板的活性物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，因此要求正極板處的板的活性物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，因此要求正極板處的 電解液流動性要好。在裝配蓄電池時，應(yīng)將隔板有溝電解液流動性要好。在裝配蓄電池時，應(yīng)將隔板有溝 槽的一面對著正極板，以便電解液流通。槽的一面對著正極板，以便電解液流通。 (4)(4)充電后期，會因電解水產(chǎn)生氣體，應(yīng)注意排氣暢通，充電后期，會因電解水產(chǎn)生氣體，應(yīng)注意排氣暢通， 以防爆炸。以防爆炸。 第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池的工作特性蓄電池的工作特性 1 1、蓄電池的靜止電動勢及基本電特性、蓄電池的靜止電動勢及基本電特性 2 2、蓄電池的內(nèi)阻、蓄電池的內(nèi)阻 3 3、蓄電池的放電特

31、性、蓄電池的放電特性 4 4、蓄電池的充電特性、蓄電池的充電特性 5 5、蓄電池的容量及影響因素、蓄電池的容量及影響因素 1.1.靜止電動勢及基本電特性靜止電動勢及基本電特性 (1)(1)靜止電動勢靜止電動勢E E0 0：蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)時，正蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)時，正 負極板之間的電位差稱為靜止電動勢。負極板之間的電位差稱為靜止電動勢。 (2)(2)開路電壓：理論上，開路狀態(tài)下的端電壓并開路電壓：理論上，開路狀態(tài)下的端電壓并 不等于蓄電池的電動勢。但是，開路電壓在數(shù)不等于蓄電池的電動勢。但是，開路電壓在數(shù) 值上很接近蓄電池的靜止電動勢，可以用開路值上很接近蓄電池的靜止電動勢，可以用開路 電壓

32、代替靜止電動勢。電壓代替靜止電動勢。 一般規(guī)定鉛蓄電池的額定開路電壓為一般規(guī)定鉛蓄電池的額定開路電壓為2.02.0V V。 開路電壓（靜止電動勢）公式開路電壓（靜止電動勢）公式 1)1)當(dāng)溫度為當(dāng)溫度為2 255時：時： E E0 0=0.84+=0.84+25 25（ （V V） 式中：式中：E E0 0靜止電動勢靜止電動勢( (V)V) 0.84 0.84溫度換算系數(shù)溫度換算系數(shù) 25 25 25 25時的電解液密度時的電解液密度( (g/cmg/cm3 3) ) 汽 車 用 蓄 電 池 的 電 解 液 密 度 一 般 在汽 車 用 蓄 電 池 的 電 解 液 密 度 一 般 在 1 .

33、1 2 -1 . 1 2 - 1.31.38g/cm8g/cm3 3之間，因此之間，因此E ES S=1.97=1.972.152.15（V V） 2)2)當(dāng)溫度不為當(dāng)溫度不為2 255時，密度修正為：時，密度修正為： 25 25= =+ +(t-15)(t-15) 式中：式中： 實測密度實測密度( (g/cmg/cm3 3) ) 密度的溫度換算系數(shù)。數(shù)值為密度的溫度換算系數(shù)。數(shù)值為 0.000750.00075g/cmg/cm3 3. .含義為：電解液溫升含義為：電解液溫升11，密度下，密度下 降降0.000750.00075g/cmg/cm3 3. . t t實測溫度實測溫度()() (3

34、)蓄電池端電壓的測量蓄電池端電壓的測量 端電壓包括開路電壓、放電電壓和充電電壓，取決于端電壓包括開路電壓、放電電壓和充電電壓，取決于 蓄電池的工作狀況。蓄電池的工作狀況。 1)1)開路電壓：在發(fā)電機未正常工作時測量的蓄電池端開路電壓：在發(fā)電機未正常工作時測量的蓄電池端 電壓為開路電壓。一般為電壓為開路電壓。一般為1212V V。 2)2)充電電壓：在發(fā)電機正常工作時測量的蓄電池端電充電電壓：在發(fā)電機正常工作時測量的蓄電池端電 壓為充電電壓。一般為壓為充電電壓。一般為1414V V。 3)3)放電電壓：起動發(fā)動機時測量的蓄電池端電壓為放放電電壓：起動發(fā)動機時測量的蓄電池端電壓為放 電電壓。約為電

35、電壓。約為8-118-11V V。實際測量時采用高率放電計模擬實際測量時采用高率放電計模擬 起動狀態(tài)。起動狀態(tài)。 2 2、蓄電池的內(nèi)阻、蓄電池的內(nèi)阻 (1)(1)組成組成 電解液電阻、極板電阻、隔板電阻、聯(lián)條與極柱接觸電解液電阻、極板電阻、隔板電阻、聯(lián)條與極柱接觸 電阻等。電阻等。 (2)(2)影響因素影響因素 1) 1)放電程度放電程度 放電程度越高，放電程度越高，PbSOPbSO4 4越多，極板電阻越大。越多，極板電阻越大。 2) 2)隔板電阻與材料隔板電阻與材料 木質(zhì)隔板多孔性差，其電阻比橡膠和塑料隔板電阻大。木質(zhì)隔板多孔性差，其電阻比橡膠和塑料隔板電阻大。 3)3)聯(lián)條電阻與聯(lián)條形式：

36、傳統(tǒng)的外露式聯(lián)條比內(nèi)部聯(lián)條電阻與聯(lián)條形式：傳統(tǒng)的外露式聯(lián)條比內(nèi)部 穿壁式、跨越式聯(lián)條電阻大。穿壁式、跨越式聯(lián)條電阻大。 4)4)電解液密度：電解液密度一般為電解液密度：電解液密度一般為1.21.2g/cmg/cm3 3時，電時，電 阻最小，過低（阻最小，過低（H H+ +和和SOSO4 42- 2-少）或過高（粘度大）內(nèi) 少）或過高（粘度大）內(nèi) 阻均增加。阻均增加。 5)5)電液溫度：溫度低，粘度大，電解液電阻大。電液溫度：溫度低，粘度大，電解液電阻大。 (3)(3)結(jié)論：鉛酸蓄電池內(nèi)阻一般很小，故可提供大電結(jié)論：鉛酸蓄電池內(nèi)阻一般很小，故可提供大電 流，適于作起動電源。流，適于作起動電源。

37、3 3. .放電特性放電特性 (1)(1)概念概念 在恒流放電過在恒流放電過 程中，蓄電池程中，蓄電池 的端電壓和電的端電壓和電 解液相對密度解液相對密度 隨時間而變化隨時間而變化 的規(guī)律。的規(guī)律。 (3)(3)單格電池電壓變化規(guī)律單格電池電壓變化規(guī)律 1 1）開始放電階段：端電壓由）開始放電階段：端電壓由2.142.14V V迅速下降至迅速下降至 2.12.1V V。 極板孔隙內(nèi)硫酸迅速消耗，電解液密度迅速下極板孔隙內(nèi)硫酸迅速消耗，電解液密度迅速下 降，濃差極化增大，端電壓迅速下降。降，濃差極化增大，端電壓迅速下降。 2 2）相對穩(wěn)定階段）相對穩(wěn)定階段 端電壓緩慢下降至端電壓緩慢下降至1.8

38、51.85V V。極板孔隙外向孔極板孔隙外向孔 隙內(nèi)擴散的硫酸與孔隙內(nèi)消耗的硫酸達到動隙內(nèi)擴散的硫酸與孔隙內(nèi)消耗的硫酸達到動 態(tài)平衡，孔內(nèi)外電解液密度一起緩慢下降，態(tài)平衡，孔內(nèi)外電解液密度一起緩慢下降， 所以端電壓緩慢下降。所以端電壓緩慢下降。 3 3）迅速下降階段）迅速下降階段 端電壓由端電壓由1.851.85V V迅速下降至迅速下降至1.751.75V V，電解液密電解液密 度達最小值度達最小值15 15=1.11g/cm =1.11g/cm3 3。 放電接近終了時，電化學(xué)極化、濃差極化、放電接近終了時，電化學(xué)極化、濃差極化、 歐姆極化顯著增大，端電壓迅速下降。歐姆極化顯著增大，端電壓迅速

39、下降。 4 4）蓄電池放電終了的特征）蓄電池放電終了的特征 終止電壓：允許的放電終止電壓與放電電流大終止電壓：允許的放電終止電壓與放電電流大 小有關(guān)，放電電流越大，則放電時間越短，允許小有關(guān)，放電電流越大，則放電時間越短，允許 的放電終止電壓越低。的放電終止電壓越低。 電解液密度電解液密度15 15=1.11g/cm =1.11g/cm3 3。 放電電流/A0.05C200.1C200.25C201C203C20 連續(xù)放電時間20h10h3h30min5min 單格電池終止電壓/V1.751.701.651.551.50 4 4. .充電特性充電特性 (1)(1)概念：概念： 在恒流充電過程中

40、，蓄電在恒流充電過程中，蓄電 池的端電壓與電解液相對池的端電壓與電解液相對 密度隨時間而變化的規(guī)律。密度隨時間而變化的規(guī)律。 注意注意：充電電源必須采用：充電電源必須采用 直流電源，以一定的電流直流電源，以一定的電流 強度向一只完全放電的蓄強度向一只完全放電的蓄 電地進行充電。電地進行充電。 (2)(2)方法：方法： 保持充電電流不變，每隔保持充電電流不變，每隔 一定時間測量單格電池的一定時間測量單格電池的 端電壓和電解液相對密度。端電壓和電解液相對密度。 可以繪制出蓄電池的充電可以繪制出蓄電池的充電 特性曲線，如圖所示特性曲線，如圖所示 (3)(3)單格電池電壓變化規(guī)律單格電池電壓變化規(guī)律

41、1 1）充電開始階段：）充電開始階段： 端電壓迅速上升到端電壓迅速上升到2.12.1V V。 說明說明：開始充電時，孔隙內(nèi)迅速生成硫酸，：開始充電時，孔隙內(nèi)迅速生成硫酸， 濃差極化增大，端電壓迅速上升。濃差極化增大，端電壓迅速上升。 2 2）穩(wěn)定上升階段：）穩(wěn)定上升階段： 端電壓緩慢上升至端電壓緩慢上升至2.42.4V V左右，并開始產(chǎn)生氣泡左右，并開始產(chǎn)生氣泡。 說明說明：孔隙內(nèi)生成的硫酸向孔隙外擴散，當(dāng)硫酸生：孔隙內(nèi)生成的硫酸向孔隙外擴散，當(dāng)硫酸生 成的速度與擴散速度達到平衡時，端電壓隨整個容成的速度與擴散速度達到平衡時，端電壓隨整個容 器內(nèi)電解液密度變化而緩慢上升。器內(nèi)電解液密度變化而緩

42、慢上升。 4)4)蓄電池充足電的標(biāo)志蓄電池充足電的標(biāo)志 端電壓上升到最大值端電壓上升到最大值2.72.7V V，并在并在2 2h h- -3h3h內(nèi)不再增加。內(nèi)不再增加。 電解液相對密度上升到最大值電解液相對密度上升到最大值1.271.27g/cmg/cm并在并在2 2h h- -3h3h 內(nèi)不再增加。內(nèi)不再增加。 蓄電池內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，停充蓄電池內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，停充1 1h h后再接通充電電后再接通充電電 源時，蓄電池電解液會立刻沸騰源時，蓄電池電解液會立刻沸騰。 3 3）充電末期：電壓迅速上升到）充電末期：電壓迅速上升到2.72.7V V左右，且穩(wěn)定不左右，且穩(wěn)定不 變，電解液呈沸騰狀態(tài)。

43、變，電解液呈沸騰狀態(tài)。 活性物質(zhì)還原反應(yīng)結(jié)束后的充電稱為過充電。過充活性物質(zhì)還原反應(yīng)結(jié)束后的充電稱為過充電。過充 電電流主要用于電解水，應(yīng)避免長時間過充電。切電電流主要用于電解水，應(yīng)避免長時間過充電。切 斷電源后，單格電壓迅速降至斷電源后，單格電壓迅速降至2.112.11V V。 5 5. .蓄電池的容量及影響因素蓄電池的容量及影響因素 (1)(1)蓄電池的容量 1 1）概念：充足電的蓄電池按一定大小的電流連續(xù)放電時，）概念：充足電的蓄電池按一定大小的電流連續(xù)放電時， 其端電壓降至放電終止電壓為止所輸出的電量。其端電壓降至放電終止電壓為止所輸出的電量。 2 2）標(biāo)示與單位：蓄電池的容量用標(biāo)示與單位：蓄電池的容量用C C表示，單位為安時（表示，單位為安時（ AhAh）。）。當(dāng)電池以恒定電流值放電時，其容量等于放電電流當(dāng)電池以恒定電流值放電時，其容量等于放電電流 和連續(xù)放電時間的乘積，即：和連續(xù)放電時間的乘積，即：C=C=I If ft tf f 3 3）作用：蓄電池容量用以表示其對外供電能力，衡量蓄電作用：蓄電池容量用以表示其對外供電能力，衡量蓄電 池性能的優(yōu)劣及選用蓄電池的重要指標(biāo)。池性能的優(yōu)劣及選用蓄電池的重要指標(biāo)。 4 4）分類：額定容量、起動容量、儲備容量等。分類：額定容量、起動容量、儲備容量等。 5 5）額定