蓄電池的充電

1、班級：1309 1310班日期：2015年3月11日 周次：第二周課次：第3次課課時：2課時任教教師：陳婷活動三活動三 蓄電池的工作原理蓄電池的工作原理 一個顧客跑到大眾修理站，問一位汽車修理師傅，蓄電池的工作原理等情況，為自己選購蓄電池做好準(zhǔn)備。那么我們一起來學(xué)習(xí)一下蓄電池的工作原理吧!一、蓄電池的工作原理一、蓄電池的工作原理1、工作原理圖1-45蓄電池的工作原理 蓄電池充放電過程（即它的工作過程）就是化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的過程：當(dāng)蓄電池向外供電時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；而當(dāng)蓄電池與外部直流電源相聯(lián)進行充電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，如圖1-45所示。 圖1-45蓄電池的工作原理用電化學(xué)平衡方程式

2、，可用下式表示：用電化學(xué)平衡方程式，可用下式表示：蓄電池的工作原理動畫蓄電池的工作原理動畫圖1-46蓄電池電動勢的建立1、電動勢的建立、電動勢的建立 當(dāng)極板浸入電解液時，在負(fù)極板處，金屬鉛受到兩方面的作用，一方面它有溶解于電解液的傾向，因而有少量鉛進入溶液，生成Pb2+，在極板上留下兩個電子2e，使極板帶負(fù)電； 另一方面，由于正、負(fù)電荷的吸引，Pb2+有沉附于極板表面的傾向。當(dāng)兩者達(dá)到平衡時，溶解便停止，此時極板具有負(fù)電位，約為-0.1V。 Pb02+2H20-Pb(OH)4Pb(OH)4=Pb4+4(OH)- 由于Pb4+沉附于極板的傾向，大于溶解的傾向，因而沉附在正極板上，使極板呈正電位。

3、當(dāng)達(dá)到平衡時，約為+2.0V。 E0=2.0-(-0.1)=2.1V 因此，當(dāng)外電路未接通，反應(yīng)達(dá)到相對平衡狀態(tài)時，蓄電池的靜止電動勢約為：圖1-47蓄電池的放電2鉛蓄電池的放電鉛蓄電池的放電 蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的過程稱為蓄電池的放電過程。 當(dāng)蓄電池接上負(fù)載時，在電動勢的作用下,電流便從正極經(jīng)過負(fù)載流向負(fù)極。 當(dāng)放電回路斷開時，放電過程即被終止，正負(fù)極與電解液之間達(dá)到新的電離平衡狀態(tài)(如圖1-47所示)。 圖1-48蓄電池放電 只有當(dāng)正負(fù)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(fù)極板的電位差等于零而失去供電能力，放電過程徹底停止(如圖1-48所示)。放電時的化學(xué)反應(yīng)過程如圖

4、1-49所示： 圖1-49蓄電池放電時的化學(xué)反應(yīng)過程蓄電池放電特征：正、負(fù)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PbSO4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。 蓄電池的放電過程動畫蓄電池的放電過程動畫圖1-50蓄電池的充電3鉛蓄電池的充電鉛蓄電池的充電 （圖1-50所示） 蓄電池將外接電源的電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來的過程稱為蓄電池的充電過程。 圖1-51蓄電池的充電 充電時，蓄電池應(yīng)接直流電源，電源正負(fù)極分別接蓄電池的正負(fù)極（即二者

5、是并聯(lián)而不是串聯(lián)）。 當(dāng)電源電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(fù)極流出，圖1-51蓄電池的充電當(dāng)電源斷開時，充電過程即被終止，正負(fù)極與電解液之間達(dá)到新的電離平衡狀態(tài)；只有當(dāng)正負(fù)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。（圖1-51所示） 其化學(xué)反應(yīng)過程如圖1-52所示。 圖1-52蓄電池的化學(xué)反應(yīng)過程蓄電池充電過程具有以下特征：正、負(fù)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

6、電池的供電能力逐漸恢復(fù)。蓄電池的充電過程動畫蓄電池的充電過程動畫蓄電池的基本工作原理蓄電池的基本工作原理flash動畫動畫二、蓄電池的工作特性 蓄電池的工作特性主要包括蓄電池的電動勢、內(nèi)電阻以及充、放電特性。 1靜止電動勢 靜止電動勢是指蓄電池在靜止?fàn)顟B(tài)(不充電也不放電)下正負(fù)極板之間的電位差(即開路電壓)，用正。表示。它的大小與電解液的相對密度和溫度有關(guān)，當(dāng)相對密度在1.0501.300的范圍內(nèi)時，可由下述經(jīng)驗公式計算其近似值： 汽車用蓄電池的電解液相對密度在充電時增汽車用蓄電池的電解液相對密度在充電時增高，放電時下降，一般在高，放電時下降，一般在1.121.30之間波動，之間波動，因此，蓄

7、電池的靜止電動勢也相應(yīng)地變化在因此，蓄電池的靜止電動勢也相應(yīng)地變化在1.972.15V之間。之間。 E0=0.85十25(攝氏度的電解液相對密度)2.內(nèi)電阻 蓄電池的內(nèi)電阻大小反映了蓄電池帶負(fù)載的能力。 圖1-53電解液內(nèi)阻與對密度變化的關(guān)系曲線 蓄電池的內(nèi)電阻為極板電阻、電解液電阻、隔蓄電池的內(nèi)電阻為極板電阻、電解液電阻、隔板電阻、連條和極柱電阻的總和，用板電阻、連條和極柱電阻的總和，用R0表示。表示。 在相同的條件下，內(nèi)電阻越小，輸出電流越在相同的條件下，內(nèi)電阻越小，輸出電流越大，帶負(fù)載能力越強。大，帶負(fù)載能力越強。 如圖1-53所示為電解液內(nèi)阻隨相對密度變化的關(guān)系曲線。相對密度為1.2時

8、(15攝氏度)，硫酸的離解度最好，粘度較小，電阻也最小。 連接條電阻與單體電池的連接形式有關(guān)。傳統(tǒng)外露式鉛連接條電阻比內(nèi)部穿壁式、跨越式連接的電阻要大。 圖1-54蓄電池充電的特性曲線3充電特性 蓄電池的充電特性是指在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓U，和電解液密度等參數(shù)隨充電時間變化的規(guī)律。如圖1-54所示 圖1-54蓄電池充電的特性曲線充電時電源電壓必須克服蓄電池的電動勢正和蓄電池內(nèi)阻產(chǎn)生的電壓降ICR0，因此，充電過程中蓄電池的端電壓總是大于蓄電池的電動勢正，即:UC=E+ ICR0 蓄電池充電終了的特征是： 1)蓄電池內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，呈“沸騰”狀。 2)端電壓和電解液相對密度均上升至最大

9、值，且23h內(nèi)不再增加。4.放電特性 蓄電池的放電特性是指在恒流放電過程中，蓄電池的端電壓Uf和電解液相對密度等參數(shù)隨時間而變化的規(guī)律。如圖1-55所示為蓄電池的放電特性曲線： 圖1-55蓄電池放電的特性曲線放電過程中，由于蓄電池內(nèi)阻R0上有壓降，所以，蓄電池的端電壓仍總是小于其電動勢E,即： Uf=E-If*R式中:Uf是放電時蓄電池的端電壓；E是放電時蓄電池的電動勢；If是放電電流；R是蓄電池的內(nèi)阻。 1蓄電池放電終了的特征是： 1)電解液相對密度下降到最小許可值。 2)單體電池的端電壓降至放電終止電壓。2蓄電池充放電過程結(jié)論: 1)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

10、，電解液相對密度下降 。2)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。 3）在充放電時，電解液濃度發(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電解液流動性要好。操作活動操作活動1.操作名稱：蓄電池的拆裝2.需用器材：蓄電池1-3臺，直尺5010cm 一把。3.學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)會蓄電池拆裝過程；學(xué)會選擇和使用合適的工具；學(xué)會在操作中，注意環(huán)境保護和人身安全。4.操作步驟：圖156先關(guān)閉用電設(shè)備 第一步： 拆卸蓄電池接線柱前，應(yīng)先關(guān)閉點火開關(guān)以及所有用電設(shè)備。圖157先拆負(fù)極電纜第二步：拆卸時，應(yīng)先拆下負(fù)極電極電纜。圖158后拆正極電纜再拆

11、正極電纜。圖159拆卸固定板第三步：擰出蓄電池固定板的緊固螺母，并取出固定板。圖160取出蓄電池第四步；最后取出蓄電池。第五步：安裝時，與拆卸的步驟相反。安裝提示：在安裝時，應(yīng)最后安裝蓄電池負(fù)極線，這樣能避免損壞蓄電池本身或其它電器元件。擰緊蓄電池的正極電纜時，應(yīng)用擰緊力矩為6N.m10N.m。蓄電池的拆裝：動畫蓄電池的拆裝：動畫1、能正確講述汽車蓄電池的工作原理。2、能正確講述蓄電池化學(xué)反應(yīng)過程。3、掌握蓄電池的放電過程。4、能正確認(rèn)識蓄電池的反應(yīng)的化學(xué)元素如放出的氣體等。5、會從車上拆卸蓄電池。6、能講述蓄電池充電過程的結(jié)論。7、能講述蓄電池放電過程的結(jié)論。8、能講述蓄電池放電終了的特征。9、蓄電池的內(nèi)電阻大小反映了什么？10、操作過程中，無返工現(xiàn)