第一章 蓄電池.ppt

1、2020/8/9,1,第一章 蓄電池,蓄電池是一種可逆的直流電源，是化學能與電能互相變換的裝置，變換的過程是可逆的。 種類： 1、根據能量變換性質分四類： 2、根據電解液所用物質不同，可分為酸性蓄電池和堿性蓄電池。 3、根據用途，鉛酸蓄電池可分為：汽車用、電瓶車用、電訊用、航標用、固定用等,2020/8/9,2,第一章 蓄電池,1-1 蓄電池的構造及其規(guī)格型號（主要介紹鉛酸蓄電池 1-2 蓄電池的工作原理 1-3 鉛蓄電池的工作特性 1-4 蓄電池的故障及其排除方法 1-5 蓄電池的充電和充電設備 1-6 蓄電池的使用與維護 1-7 新型蓄電池簡介 1-8 汽車用42V電氣系統(tǒng),變換性質,原電

2、池（又稱一次電池），如鋅二氧化錳電池等； 蓄電池（又稱二次電池），化學能與電能互相變換的裝置，它能把電能轉變?yōu)榛瘜W能儲蓄起來，使用時再把化學能轉變?yōu)殡娔芊懦鰜?，如鉛二氧化鉛，鎘氫氧化鎳電池等 儲備電池，非常用的、能夠長期儲存的電池，如鎂氯化銀，鋅二氧化鉛電池等 連續(xù)電池或燃料電池，是一種連續(xù)不斷地將活性物質通入電池中進行化學反應而輸出電能的裝置，如氫空氣的氫氧燃料電池，肼空氣電池等,電解液,酸性蓄電池的電解液是濃度為2737%的硫酸水溶液，極板的活性物質是鉛和二氧化鉛，所以，這種電池又叫鉛酸蓄電池。 堿性蓄電池的電解液是濃度為20%的氫氧化鉀（KOH）水溶液，用氫氧化鎳（Ni（OH）3）做正極

3、板，用鐵做負極板的叫鐵鎳蓄電池；用鎘（cd）做負極板的叫鎘鎳蓄電池。 若采用銀（Ag ）做正極板；用鋅（Zn）做負極板的叫鋅銀蓄電池。,用途,汽車用鉛酸蓄電池又分為：普通型、干式荷電型、濕式荷電型和免維護型。 干式荷電型蓄電池除具有普通型起動用鉛酸蓄電池的全部功能外，其主要特點是極板能在干燥狀態(tài)下儲存電荷，新的蓄電池不必經過長時間的初充電就能投入使用。 濕式荷電型蓄電池內部有少量電解液，極板在電解液中才為荷電狀態(tài)，大部分電解液被極板和隔板吸收并儲存起來。 免維護蓄電池是在汽車合理使用過程中，不需要添加蒸餾水，不需要維護的一種新型蓄電池。（圖）,2020/8/9,6,2020/8/9,7,1-1

4、鉛酸蓄電池構造及其規(guī)格型號,一、蓄電池在汽車上的功用 二、鉛蓄電池的構造 三、起動型鉛蓄電池的規(guī)格型號,2020/8/9,8,一、蓄電池在汽車上的功用,1 、當發(fā)動機起動時，向起動系、和點火系供電。 2、當發(fā)動機怠速或低速轉動時，和發(fā)動機停轉時，此時，發(fā)動電機不發(fā)電或電壓較低，向用電設備供電。 3、當用電設備同時接入較多，發(fā)電機滿載或超載情況下，協(xié)助發(fā)電機、與發(fā)電機并聯(lián)供電。 4、發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓時，利用發(fā)電機剩余的電流對蓄電池進行充電 5、發(fā)動機熄火停車時，蓄電池向電子時鐘、汽車電控單元、音響設備、防盜系統(tǒng)等供電 6、蓄電池還有穩(wěn)定電網電壓的作用,2020/8/9,9,二、鉛蓄電池的

5、構造,蓄電池是由正負極板、隔板、殼體、電解液組成，單格電池靠連接條串聯(lián)起來組成 1、正、負極板組 2、隔板 3、電解液 4、外殼 5、單格電池 6、單格電池的連接方式：串聯(lián)方法一般有傳統(tǒng)外露式鉛連接條連接、內部穿壁式連接和跨越式連接三種方式 圖11.2,2020/8/9,10,1、正負極板組,（1）正極板上的活性物質是二氧化鉛（PbO2），呈深棕色；負極板上的活性物質是海綿狀純鉛(Pb)，呈青灰色。 （2）用來填充活性物質的柵架，是用鉛銻合金澆鑄成的。 （3）極板厚度：薄型極板對提高蓄電池的比容量（極板單位尺寸所提供的容量）和改善起動性能都是有利的。 （4）正、負極板組：為了增大蓄電池的容量，

6、將多片正、負極板分別并聯(lián)，用橫板焊接，組成正、負極板組，橫板上聯(lián)有極樁（如圖）。,2020/8/9,11,2、隔板,（1）要求： 應具有多孔性，以便電解液滲透，且化學性能要穩(wěn)定，即具有良好的耐酸性和抗氧化性。 （2）材料： 有木質、微孔塑料、玻璃纖維和紙板等。 （3）形狀：隔板上帶有溝槽的一面應朝向正極板。,2020/8/9,12,3、電解液,蓄電池的電解液，是由純硫酸（相對密度為1.84g/cm3）和蒸餾水按一定比例配制而成的，電解液的密度一般為1.241.28g/cm3。 配制電解液時，必須使用耐酸、耐熱的器皿，并且要注意只能將硫酸徐徐加入水中，并不斷攪拌，不能將水往硫酸中加。,2020/

7、8/9,13,4、外殼,（1）材料：硬橡膠外殼，耐熱、酸、震性能較好，厚度為10mm。 （2）結構：外殼為整體式結構，殼內分成3個或6個互不相通的單格。底部有突起的筋條。圖11.1 （3）蓋子：蓋子與外殼之間的縫隙用封口劑密封 。 電池蓋上對應于每個單格電池的頂部都有一個加液孔。,2020/8/9,14,5、單格電池,單格電池由正負極板組和極板間的隔板組成 每個單格電池電壓2.1V 電壓的高低主要取決于極板活性物質及電解液的性質，而與極板數(shù)無關 放電電流大小取決于極板數(shù)和其面積，增加每單格內的極板數(shù)或每塊極板的面積，將增加電流量,2020/8/9,15,2020/8/9,16,2020/8/9

8、,17,2020/8/9,18,三、起動型鉛蓄電池的規(guī)格型號,按我國機械工業(yè)部JB2599-1985起動用鉛蓄電池標準規(guī)定，其型號編制和含義由4個部分組成： 1.串聯(lián)單格電池數(shù)-2.蓄電池類型-3.蓄電池特征-4.額定容量 型號舉例： 3-Q-90：表示由3只單格電池組成，額定電壓6伏，額定容量90A.h，起動用鉛蓄電池。 6-QA-105G：表示由6只單格電池組成，額定電壓12伏，額定容量為105A.h，起動用干式荷電極板，高起動率鉛蓄電池。 6-QAW-100：表示由6個單格電池組成，額定電壓為12V，額定容量為100Ah的起動用干荷電免維護蓄電池。,2020/8/9,19,1-2 蓄電池

9、的工作原理,蓄電池是由正極板（PbO2）和負極板（純鉛Pb）浸漬在H2SO4水溶液中組成的。 一、電動勢的建立 二、鉛蓄電池的放電 三、鉛蓄電池的充電 Pb PbO2 2H2SO4 = 2 PbSO4 2H2O 負極板 正極板 電解液 正負極板 電解液 四、結論,放電,充電,2020/8/9,20,一、電動勢的建立,負極板：Pb Pb+ 0.1V 正極板：PbO22H2O-Pb(OH)4 Pb(OH)4-Pb4+ 4(OH) +2.0V 蓄電池的靜止電動勢為： E0= 2.0（-0.1）= 2.1V,2020/8/9,21,二、鉛蓄電池的放電,負極：Pb+ SO4- PbSO4 正極：Pb4+

10、 + 2e -Pb+ Pb+ + SO4-PbSO4 電解液：2H2SO4-4H+ +2SO4 4H + 4OH-2H2O,2020/8/9,22,三、鉛蓄電池的充電,負極：PbSO4 -Pb+ SO4 Pb+2e - Pb SO4 2H+ - H2SO4 正極：PbSO4 -Pb+ SO4 Pb+2e - Pb 4+ Pb4+ 4OH - Pb(OH)4 Pb(OH)4 - PbO2+2H2O 電解液：4H2O-4H+4OH-,2020/8/9,23,四、結論,1、蓄電池在充放電過程中，其內部的活性物質是處于化合和分解的矛盾運動中。過程是可逆的： PbO2Pb 2 H2SO4 = 2Pb S

11、O4 +2H2O 2、蓄電池在放電時，電解液中的硫酸將逐漸減少，而水增多，電解液的密度下降；充電時相反，硫酸逐漸增加，電解液的密度增加。 3、在充放電時，電解液濃度所發(fā)生的變化，主要是由于正極板處的活性物質化學反應的結果。 4、蓄電池放電終了時，實際上極板上只有2030的活性物質轉化為硫酸鉛，極板上有7080的活性物質沒有起作用。,放電,充電,2020/8/9,24,1-3 鉛蓄電池的工作特性,一、靜止電動勢 (Ej) 二、內電阻：包括極板、隔板、電解液和聯(lián)條的內阻 三、鉛蓄電池的放電特性 四、充電特性 五、鉛蓄電池的容量及其影響因素,2020/8/9,25,一、靜止電動勢 (Ej),靜止電動

12、勢Ej是指蓄電池在靜止狀態(tài)下，單格電池正負極板之間的電位差（即開路電壓）。它的大小與電解液的相對密度和溫度有關。 Ej=0.85+25 式中：25溫度為25時的相對密度 1、換算公式如下： 25t + （t 25） 式中：t實際測量得到的相對密度 t實際測得的溫度 相對密度溫度系數(shù)，鉛蓄電池的0.00075，即每溫升1， 電解液密度下降0.00075g/cm3 2、用修正值換算： 電解液相對密度一般在1.121.30g/cm3之間波動，蓄電池的靜止電動勢也相應在1.972.15V之間,修正值換算,2020/8/9,27,二、內電阻,1、電解液電阻 電解液電阻受電解液溫度和相對密度大小的影響，同

13、時還與電解液純度有關。 （1）電解液溫度的影響比較明顯 （2）相對密度的影響 2、極板電阻 3、隔板電阻 4、聯(lián)條和極柱的電阻,2020/8/9,28,三、鉛蓄電池的放電特性,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U和電解液相對密度隨時間而變化的規(guī)律（U=f（t），=f（t）。 1、放電特性曲線 （1）由于放電過程中，電流是恒定的，單位時間內所消耗的硫酸量相同 （2）蓄電池的端電壓U總是小于其電動勢E， 即：U=EIfRo 放電過程有三個階段 （圖13.2） 2、蓄電池放電終了： 3、容許的放電終止電壓,2020/8/9,29,蓄電池放電終了,（1）放電過程中，若停止放電，蓄電池

14、的端電壓將稍有回升，電動勢可逐漸上升到1.95V，這個稱為蓄電池“休息”。 （2）當端電壓降至一定值時，即20h放電率降至1.75V時，若再繼續(xù)放電即為過度放電。 （3）放電終了特征：通常由兩個參數(shù)來判斷： 電解液密度降低到最小到最小許可值約1.11g/cm3； 單格電池的端電壓降至放電終止電壓，以20h放電率放電，單格電壓降至1.75V；10h放電率放電，單格電壓降至1.7V。,2020/8/9,30,放電電流與終止電壓的關系,2020/8/9,31,四、充電特性,充電特性是指在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓U和電解液相對密度隨著時間而變化的規(guī)律（U=f（t）；=f（t）。 1、充電特性曲線

15、 （1）電解液的變化：從1.111.27g/cm3 （2）電壓的變化：U=E+ICR0 從充電特性曲線可以看出：圖13.3 2、蓄電池充電終了的特征,端電壓，在充電開始后便迅速上升 極板孔隙內析出的硫酸量與向孔外擴散的硫酸量達到平衡時，蓄電池的電壓就不再迅速上升，而是隨著整個容器內電解液相對密度的上升而相應增高。 端電壓達到2.32.4V時，極板幾乎恢復為PbO2和純Pb。繼續(xù)充電，電解液中的水開始分解，產生氫氣和氧氣，形成“沸騰”狀態(tài)。 極板之間就產生了附加電位差，約為0.33V（稱為氫的過電位），因而使端電壓急劇升高到2.7V 。,2020/8/9,33,充電終了的特征,蓄電池內產生大量氣

16、泡，即所謂“沸騰”。 端電壓和電解液相對密度均上升到最大值：U=2.7V；=1.27g/cm3，且在23h內不再增加。,2020/8/9,34,五、鉛蓄電池的容量及其影響因素,1、鉛蓄電池的容量： （1）定義：Q=Ift （2）20h放電率額定容量：電解液25，以20h放電率放電 （3）儲備容量：電解液25，以25A放電電流放電 （4）起動容量：起動容量受溫度影響很大，故又將起動容量分為常溫和低溫兩種。 2、影響容量的因素 （1）極板的構造：每對極板面積的容量為7.5Ah （2）放電電流 見圖13.4 、圖13.5 （3）電解液溫度 見圖13.6 （4）電解液密度 見圖13.7,2020/8/

17、9,35,起動容量,常溫起動容量： 即電解液平均溫度為25，以5min 放電率的電流（約等于3Qe（A）放電（5分鐘），至單格電池端電壓降至1.5V時所輸出的電量。 低溫起動容量： 即電解液溫度為18時，以3Qe電流放電2.5min，單格電壓降至1V所輸出的電量。,2020/8/9,36,1-4 蓄電池的故障及其排除方法,一、外部故障 二、內部故障 1、極板硫化 2、活性物質脫落 3、自行放電 4、極板短路 5、極板拱曲,2020/8/9,37,一、外部故障,外殼裂紋(是一種最嚴重的破壞性故障 ) 封口膠破裂和極樁松動 聯(lián)條極樁腐蝕燒損,2020/8/9,38,1、極板硫化,（1）現(xiàn)象： a.

18、放電時，蓄電池容量明顯下降，用高率放電計檢查時，單格電壓急劇降低； b.充電時，單格電壓上升快，電解液溫度迅速升高，但電解液密度卻增加很慢，甚至無明顯變化。 （2）極板硫化主要原因： a.蓄電池長期充電不足，或放電后未及時充電 b.電池內液面太低，使極板上部與空氣接觸而強烈氧化 c.電解液的相對密度過高 （3）避免措施、方法,長期充電不足或放電后長時間未充電，極板上生成一層白色粗晶粒的硫酸鉛，在正常充電時，很難轉化為PbO2和海綿狀Pb，導致容量下降，稱為“硫酸鉛硬化”簡稱“硫化”。,2020/8/9,39,2、活性物質脫落,（1）現(xiàn)象：充電時，有褐色物質自底部上升，蓄電池的容量不足。 （2）

19、原因： 如果正極板上在充電過程中，形成的PbO2不夠致密，則易脫落。主要取決于放電時，PbSO4形成的疏密程度。 負極板上活性物質的脫落主要是由于大電流過充電。 汽車行駛顛簸、振動，也會加速活性物質脫落。 （3）措施,2020/8/9,40,3、自行放電,原因： （1）極板材料不純 （2）本身缺陷 （3）電解液不純 （4）蓄電池蓋上灑有電解液，沒有及時擦掉 （5）電池長期放置不用 避免措施,2020/8/9,41,1-5蓄電池的充電和充電設備,一、充電種類 二、充電方法 三、充電設備：常用的有： 電動機發(fā)電機組 各種整流電源（整流器） 四、充電注意事項：,2020/8/9,42,一、充電種類,

20、1、初充電 （1）目的： （2）初充電程序： （3）注意： 2、補充充電 3、預防硫化過充電 4、鍛煉循環(huán)充電： 5、去硫化充電：,2020/8/9,43,（2）初充電程序,按蓄電池制造廠規(guī)定，加注一定密度的電解液： 分兩個階段充電： 第一階段：電流大約為Qe，當單格電壓上升到2.32.4V時，進行第二階段。 第二階段：電流為第一階段的一半左右繼續(xù)充電。 調整電解液的密度到規(guī)定值：高的，加蒸餾水；低的，加密度為1.40的稀硫酸。,2020/8/9,44,2、補充充電,（1）當發(fā)現(xiàn)有下列容量不足現(xiàn)象時，應隨時進行充電： （2）方法： 分為兩個階段： 第一個階段，以Qe/10電流值充到電壓為2.3

21、2.4V時，轉入第二階段，將電流減半，一直充到2.52.7V，并在23小時內保持不變，電解液密度不再增加，電池內有大量氣泡產生為止。,2020/8/9,45,5、去硫化充電：,方法：首先倒出原有的電解液，并用蒸餾水反復沖洗幾次，然后注入蒸餾水至規(guī)定的高度（高出極板15mm）； 將電流調節(jié)至初充電的第二階段電流值進行充電。當密度上升至1.15以上時，倒出電解液，換加蒸餾水再進行充電，如此反復幾次，直到相對密度不變?yōu)橹?。（或?h，中間停2h，反復進行，直至相對密度不變?yōu)橹梗?以20h放電率進行放電，當單格電壓下降到1.7V時，再以補充充電的電流值進行充電，再放電，再充電。直到容量達到額定值的8

22、0以上，即可投入使用。,2020/8/9,46,二、充電方法,1、定電流充電法： 2、定電壓充電法 3、脈沖快速充電,2020/8/9,47,1、定電流充電法,由于端電壓：UcEIcRo，故充電電流： Ic （1）方法：一般分兩個階段 （2）定電流充電應用： 被充電的蓄電池不論是6V或12V，均可串聯(lián)在一起。 充電電流按規(guī)范選擇?？扇∪萘康?18。 定電流充電具有較大的適應性，可以任意選擇和調整充電電流。適用初充電、補充充電、去硫化充電 （3）缺點：充電時間長，并且需要經常調節(jié)充電電流。,2020/8/9,48,2、定電壓充電法,（1）充電電流： Ic（UcE）/ Ro （2）優(yōu)缺點： （3）

23、充電電壓的選擇： 一般每單格電池約需2.5V，則： 6V的蓄電池充電，充電電源的電壓應為7.5V； 12V的蓄電池充電，充電電源的電壓應為15V。,2020/8/9,49,（2）優(yōu)缺點：,開始階段，充電電流很大，在開始充電的45h內，蓄電池就可獲得本身容量的9095，可大大縮小充電時間。 充電電流Ic在充電終了降為0，可不必由人照管。 由于定電壓充電，充電時間短，又不需人照管，且經濟性高，所以適合于蓄電池的補充充電。在汽車保養(yǎng)廠中被廣泛采用。 但定電壓充電時，不能調整充電電流的大小，所以不能用于蓄電池的初充電，和去硫化充電。 多個電池一起充電時，應并聯(lián)，要求所有充電的蓄電池電壓必須相同才行，若

24、電壓不對，可先串聯(lián)后再并上充電。,3、脈沖快速充電,（1）快速充電理論基礎 蓄電池最佳接受狀態(tài) 極化現(xiàn)象：充電后期極板電位升高 產生極化的原因： a.歐姆極化：蓄電池各導電部分均有一定的電阻 b.濃差極化：極板的孔隙中生成硫酸 c.電化學極化：水開始分解 （2）脈沖快速充電：脈沖電流的波形如圖1-5.3所示,2020/8/9,51,四、充電注意事項：,1、嚴格遵守各種充電方法的充電規(guī)范。在充電過程中，要注意測量單格電池的電壓和密度，判斷其充電程度和技術狀況；還要測量各單格電池的溫升，以免溫度過高。 2、初充電工作應連續(xù)進行，不可長時間間斷。初充電配制電解液時應嚴格按操作規(guī)則進行。 3、室內充電

25、時，應打開電池孔蓋，使H2逸出，且充電室應通風。充電室不應有明火，H2易燃燒。 4、充電設備最好不應和電池放在同一房間。充電時，應先接好電池線，再開電源。停止充電時，應先切斷交流電源，再拔除夾子。導線的連接應可靠，嚴防火花發(fā)生。,蓄電池最佳接受狀態(tài),蓄電池最佳接受狀態(tài)，即最佳充電電流：充電電流 i =I0et 式中：I0當t0時，電池可能接受的充電電流最大值 衰變率常數(shù)，即充電接受比 一般認為I0/Q 。即充電接受比等于電池初始接受電流值與所需充進的電量Q之比。 充電初期可以用大電流進行充電,2020/8/9,52,2020/8/9,54,1-6 蓄電池的使用與保養(yǎng),一、鉛蓄電池的使用 二、鉛

26、蓄電池的保養(yǎng) 三、蓄電池使用中，技術狀況的檢查 四、冬季使用鉛蓄電池注意事項 五、鉛蓄電池的貯存：有濕貯存和干貯存,2020/8/9,55,一、鉛蓄電池的使用,安裝更換方面：塞好防震墊、聯(lián)條涂凡士林防腐、接線頭緊固，接觸良好 、搭鐵極性應與放電機一致、先接線后接搭鐵線，拆線時相反 正確使用方面：不長鳴電喇叭 、不要大電流充電或過電壓充電 、避免過充電、欠充電,2020/8/9,56,二、鉛蓄電池的保養(yǎng),1、觀察蓄電池外殼表面有無電解液漏出 2、檢查蓄電池在車上安裝是否牢靠，導線接頭與電樁的連接是否緊固 3、經常清除蓄電池蓋上的臟物 4、定期檢查獲調整電解液的比重及液面高度 5、經常檢查蓄電池放

27、電程度,三、蓄電池技術狀況的檢查,1、電解液液面高度的檢查 見圖1-6.1 2、蓄電池放電程度檢查： （1）用電壓表測試 ：開路電壓與充電狀態(tài)關系，應先清除蓄電池的表面電荷 （2）用密度計測量電解液密度；見圖1-6.2；電解液密度與放電程度關系 換算到標準溫度：25t （t25） 在強電流放電和加注蒸餾水后，不應立即測量電解液密度。 免維護蓄電池使用充電狀況指示器內裝式密度計。圖1-7.1 （3）用高率放電計測量放電電壓 高率放電計由一個3V電壓表和一個能通過數(shù)百安培電流的定值負載電阻組成 單格電池高率放電計見圖1-6.3，放電程度 新式12V高率放電計：圖1-6.4 （4）鎘（Cd）棒測試

28、（5）漏電測試 3、電解液密度的選擇和配制,2020/8/9,58,表1-8 開路電壓與充電狀態(tài)關系,2020/8/9,59,測定單格電壓與放電程度關系,表1-9 蓄電池電解液密度與放電程度的關系 單位：g/cm3,（4）鎘（Cd）棒測試,鎘棒測試是以鎘棒作為輔助電極來測試正負極板的狀態(tài)，以判明蓄電池有無故障 隔棒測試時，正常蓄電池的正電極約為2.24V，負電極約為0.175V。這種方法主要用于密封型蓄電池，測試步驟如下： 用快速充電機對蓄電池進行充電，充電電流盡可能調整到接近10A。 將電壓表調到（04）V量程。 將兩根鎘棒接到電壓表兩根引線上。 將正棒放到蓄電池正極柱上，負棒插進單格1，記

29、下電壓讀數(shù)，此數(shù)可能高于或低于其他單格讀數(shù)。 將正棒插進單格1內，負棒插進單格2內，記下讀數(shù)。 按以上程序依次對其他單格進行測試。 將正棒放進單格6，負棒放到負極柱上，如電壓讀數(shù)大于零，將此數(shù)加到單格1的讀數(shù)上，以得到單格1的正確電壓；如讀數(shù)小于零，應掉換正負隔棒，重復這一步驟，然后從單格1的讀數(shù)減去此數(shù)，得出單格1的正確電壓。 如各單格測出的電壓相差超過O.1V，該蓄電池應更換。,2020/8/9,62,四、冬季使用鉛蓄電池注意事項,1、保持蓄電池處于充足電狀態(tài)，以防電解液密度降低而結冰 2、盡可能采用偏低的密度 3、應進行預熱 4、應適當提高充電電壓,2020/8/9,63,1-7 汽車用

30、新型蓄電池簡介,一、干荷電鉛蓄電池 二、免維護蓄電池或MF蓄電池 三、膠體電解質蓄電池 四、智慧型雙電池系統(tǒng) 五、堿性蓄電池 六、其它新型電池,2020/8/9,64,一、干荷電鉛蓄電池,在極板完全呈干燥狀態(tài)下，能較長期（一般為2年）保存在制造過程中所得到的電量的蓄電池，稱為干式荷電鉛蓄電池，簡稱為干荷電鉛蓄電池。負極板的制造工藝與普通鉛酸蓄電池不同。 （1）在負極板的鉛膏中，加入抗氧化劑，象松香、油脂、硬脂肪酸等。 （2）在極板化成過程中，有一次深放電循環(huán)或進行反復地充電、放電過程，使極板的深層也形成海綿狀鉛。 （3）化成后的負極板，先用清水沖洗后，再放入防氧化劑溶液（硼酸水楊酸混合液）中進

31、行浸泡處理，讓負極板表面生成一層保護膜，并在真空或惰性氣體中干燥。,2020/8/9,65,二、免維護蓄電池,1、免維護蓄電池的結構特點： 2、免維護蓄電池的優(yōu)點： （1）使用中，不需加蒸餾水。所謂無需維護，主要就是指在使用中不需補加蒸餾水。 （2）自放電少，壽命長。 （3）接線柱腐蝕較小。 （4）起動性能好。,1、免維護蓄電池的結構特點,（1）極板柵架采用鉛鈣錫合金或低銻合金（含銻量小于23）。 （2）將正極板裝入袋式聚氯乙稀隔板中，保證正極板活性物質不致脫落。 （3）孔蓋內部設置了一個氧化鋁過濾器可以使H2 和O2順利溢出，又可以阻止水蒸氣和硫酸氣體的通過，故減少了電解液的消耗。 在通氣塞

32、中還裝入催化劑鈀，可幫助排出的氫、氧離子結合生成水，再回到電池中去，減少了水的消耗。 （4）單格電池間的連接采用穿壁式貫通聯(lián)接，可減小內阻 （5）外殼為聚丙烯塑料熱壓而成，槽底沒有筋條 （6）對于無加液孔的全密封型免維護蓄電池，頂部裝有內裝式密度計，如圖。,2020/8/9,67,三、膠體電解質蓄電池,（1）電解質呈凝膠狀，不會流動、無濺出，因此，維護、使用、保管和運輸極為方便。 （2）使用中只需添加少量的蒸餾水而無需測量和調整相對密度，并且膠狀電解質本身失水量也少。 （3）凝膠狀的電解質會象保護套一樣把極板緊緊裹起來，極板活性物質不易脫落，耐震動，因而，使用壽命可適當延長。 （4）由于放電產

33、生的硫酸鉛很難溶解到硫酸膠狀體中去，同時又阻止了溶于硫酸中的硫酸鉛再次回到極板上形成再結晶，因而在一定程度上可防止極板的硫化。 （5）膠體電解質的電阻比硫酸溶液大，因而使蓄電池內阻有所增加，大電流放電時容量有所降低。 （6）膠體電解質與極板的接觸不易均勻，使極板各部分形成電位差，自放電較大，且易造成極板腐蝕。,2020/8/9,68,四、智慧型雙電池系統(tǒng),1、雙電池的必要 智慧型電池是第三代的鉛酸蓄電池，它在一個電池箱內有兩組電池，并且采用了微電子技術的EMC能量管理器進行控制，壽命更長，性能更可靠。 電池的負載有兩種，一種是起動機，一種是其他的輔助用電，如照明、風扇、加熱器、音響、電動窗的起

34、動機等。 在智慧型電池里分起動和輔助兩個電池，這樣就可以針對各自的特點而進行優(yōu)化設計 2、起動電池的結構特點 3、輔助電池的結構特點 4、能量管理器EMC,2020/8/9,69,2、起動電池的結構特點,（1）薄極板上涂以低密度的活性物質，大電流放電時具有最大的極板面積，起動時，可以給起動機提供大的起動電流。 （2）正極板柵架采用低銻合金，負極板柵架采用鉛鈣錫合金，負極板上涂有專門的添加劑，可提高低溫時提供大電流的能力。 （3）起動電池內阻低。 （4）起動可靠性高，即處于充足電的狀態(tài)。 （5）因為起動電池是處于充足電的狀態(tài)，所以降低了起動容量的要求，也降低了起動電池的重量和體積。 （6）起動電

35、池在起動時，不必因為電壓降落而對點火系統(tǒng)進行補償。 （7）一組獨立的充足的電壓用于點火，減少了起動時間，從而也降低了這一階段廢氣的排出，也降低了油耗和發(fā)動機磨損。 （8）起動電池不需要循環(huán)放電和深度放電，從而延長了壽命。,2020/8/9,70,3、輔助電池的結構特點,輔助電池專門設計的適合于循環(huán)放電和深度放電，即能夠滿足長時間、中小強度電流供電的要求，它具有以下特性和優(yōu)點： （1）厚的極板，涂以高密度的活性物質，正極板柵架用低銻合金，負極板柵架用鉛鈣錫合金，提高在深度放電下的循環(huán)性能，使它在這種負載下有長的壽命。 （2）在深度放電之后，仍然有良好的放電特性。 （3）隔套上襯有玻璃絲墊，以獲得

36、長的壽命。,2020/8/9,71,4、能量管理器EMC,雙電池系統(tǒng)由能量管理器對兩個電池的充、放電進行控制，它由傳感器、控制線路、繼電器等組成 （1）當汽車開動時，將起動電池和輔助電池及充電電路連接。 （2）當汽車停止而某輔助負載接通時，將起動電池和輔助電池分開，這樣可以提高起動的可靠性和延長電池的壽命。 （3）如果輔助電池電壓過低，振動傳感器檢測到汽車有人上車，管理器把起動電池與輔助電池連接。 （4）當起動時，把起動電池和輔助電池分開，提供充足的電壓給點火系統(tǒng)，以提高起動性能。如果輔助負載大，該功能要求輔助電池具有充足的儲備容量和足夠的電壓。 （5）在充電系統(tǒng)不良的情況下，將起動和輔助電池

37、的組合容量供給點火系統(tǒng)。 （6）智慧型電池系統(tǒng)的能量管理器用微處理器來確定電池的充電狀態(tài)，并由此決定充電方式，避免了過度充電，同時可避免傳統(tǒng)充電系統(tǒng)所固有的一系列問題。 智慧型蓄電池有許多方法可以確定電池的充電狀態(tài)，通常有以下幾種方法： （7）智慧型蓄電池具有低充電狀態(tài)切斷功能。 智慧型蓄電池是當充電狀態(tài)跌到預定的狀態(tài)值以下時切斷負載，（好處）,2020/8/9,72,智慧型蓄電池確定電池的充電狀態(tài)方法,根據溫度和電壓來近似確定充電狀態(tài)。 根據端電壓降時間的變化由微處理器進行計算來確定充電狀態(tài)。 根據電流、電壓、溫度和時間由微處理器進行計算，同時對內阻、自動電和容量進行修正，從而確定充電狀態(tài)。

38、,2020/8/9,73,好處是：,使放電深度處于安全水平。 提高了循環(huán)壽命和整個電池的使用壽命。 降低在接下去的充電時的電解液分層。 可提高充電效率。 可縮短充電時間。 在嚴寒地區(qū)可以防止電解液因過度放電而容易凍結。,2020/8/9,74,五、堿性蓄電池,1、鎘鎳蓄電池 2、鐵鎳蓄電池 3、銀鋅蓄電池,2020/8/9,75,1、鎘鎳蓄電池,（1）構造： 活性物質：正極-氫氧化鎳；負極-鎘；電解液-KOH或NaOH 溶液，密度為1.21.27。 隔板材料：橡膠或塑料。 外殼：用優(yōu)質鋼板壓制，焊接、鍍鎳而成?；蛴媚秃瓵BS樹脂注成。 （2）工作原理： 2Ni(OH)3+2KOH +Cr=2Ni(OH)2 +2KOH +Cr(OH)2 正極 電解液 負極 正極 電解液 負極,2020/8/9,76,2、鐵鎳蓄電池,正極的活性物質是氫氧化鎳Ni（OH）3，負極是海綿狀鐵Fe，電解液也是化學純凈的氫氧化鉀溶液。 充放電時的化學反應： 2Ni(OH)3 + KOH + Fe = 2Ni(OH)2 + KOH + Fe(OH)2 正極 電解液 負極 正極 電解液 負極,2020/8/9,77,3、銀鋅蓄電池,銀鋅蓄電池正極板上的活性物質為氧化銀，負極板上為鋅，用銀絲導線制成的銀導電骨架，起著傳導電流和支撐活性物質的作用。電解液是KOH溶液，外殼用不繡鋼或塑料制