11项目十一蓄电池.

项目十一蓄电池机械工业出版社[知识要点]蓄电池分类、蓄电池工作特性、蓄电池容量及影响因素1蓄电池的放电倍率、镍镉电池的性能特点2电池的失效、电池的保护3电池的活化、调试和检修4机械工业出版社机械工业出版社2.掌握蓄电池的放点倍率，了解镍镉电池的性能特点及其应用；3.掌握蓄电池失效的原因，了解蓄电池保护的方法；4.了解蓄电池的活化、调试和检修的方法。1.理解蓄电池的分类，以及蓄电池工作的特性，掌握蓄电池容量的内涵及其影响因素；学习目的与要点机械工业出版社任务一蓄电池的工作原理及工作特性机械工业出版社知识目标：掌握常用蓄电池的分类及工作原理掌握蓄电池的工作特性技能目标：能分清楚蓄电池的分类及其工作原理能指出蓄电池的电池特性教学目标机械工业出版社教学内容（一）蓄电池的分类及原理（二）蓄电池的特性（三）蓄电池的容量机械工业出版社复习提问生活中哪些地方应用蓄电池？常见蓄电池有哪些类型呢？机械工业出版社新课导入情景模拟：城市轨道交通车辆车载蓄电池在城市轨道交通系统中，其车辆、车站机电设备都有蓄电池的应用，蓄电池在列车启动时，主蓄电池为列车启动时的电气设备提供直流电源，直至列车辅助逆变器正常工作，其主要功能如下：1.紧急照明2.列车控制和监视设备、通信设备、头灯及尾灯、紧急通风等负载提供45min的电能。机械工业出版社任务一、蓄电池的基本知识蓄电池是一种化学电源，即能将电能转化为化学能储存，也能通过其内部的化学反应向用电设备供电，是一个可逆的低压直流电源。以酸性水溶液为电解质称为酸蓄电池，以碱性水溶液为电解质者称为碱电池。新课讲解机械工业出版社（一）.蓄电池的分类蓄电池主要包括铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、氢镍蓄电池、硫（Na—S）蓄电池、锂蓄电池、锌空蓄电池、飞轮蓄电池、燃料蓄电池、太阳能蓄电池等。铅酸蓄电池中常用的车用蓄电池主要分为三类，分别为普通蓄电池、干荷蓄电池、免维护蓄电池和复合蓄电池四种。普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每千克蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁(1)普通蓄电池机械工业出版社负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，如果干荷蓄电池在规定的保存期内需要使用时，只需加入电解液，等过20—30分钟，将液面高度和密度调整至规定标准后，不需要进行充电就可使用。（一）.蓄电池的分类（续）(2)干荷蓄电池(3)免维护蓄电池电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。如右图所示机械工业出版社采用含胶状物质的隔板取代液态的电解液，隔板放在栅格板之间，有极低的电阻。这种蓄电池不含酸液，能以任何状态安放，甚至倒放，能耐过渡充电而不损坏，无需维护（一）.蓄电池的分类（续）(4)复合蓄电池蓄电池铅酸蓄电池镍镉蓄电池电动车蓄电池普通干荷湿荷免维护机械工业出版社蓄电池按其他分类方式包括：按蓄电池用途分类：启动型（Srarter(SLI)）、牵引动力（Traction）、固定性（Stand-by）；按蓄电池所使用极板类型分类：平板式（Flat）、管式（Tubular）、卷绕式（Spiral）、普朗特式（Plante）；按蓄电池技术分类：富液式（Flooded）、密封式（Sealed）、阀控式（Valveregulated(VRLA)）其中阀控式又分为胶体电池（Gel）、AGM电池；按蓄电池盖和结构分类：有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池；按蓄电池维护方式分类：有普通式、少维护式、免维护式蓄电池；（一）.蓄电池的分类（续）机械工业出版社（二）.蓄电池的型号根据原机械工业部颁发的JB/T2599—1993《铅酸蓄电池型号编制办法》，蓄电池型号由以下几部分组成蓄电池型号组成示意图1）串联的单体电池数，用阿拉伯数字表示。2）蓄电池类型是根据其主要用途来划分的。如起动用蓄电池代号为“Q”，摩托车用蓄电池代号为“M”。3）蓄电池特征为附加部分，仅在同类用途产品中具有某种特征而在型号中又必须加以区别时采用。当产品同时具有两种特征时，原则上按表1-1顺序将两个代号并列标示。4）额定容量指20h率额定容量，单位为A•h，用阿拉伯数字表示。5）产品具有某些特殊性能时，可在相应产品型号的末尾注明。如G表示薄型极板的高起动率蓄电池，S表示采用工程塑料外壳、电池盖及热封工艺的蓄电池。机械工业出版社（二）.蓄电池的型号例如：6-QA-105G：由6个单体电池组成，额定电压为12Ｖ，额定容量为105A•h的起动用干荷电高起动率蓄电池产品特征代号机械工业出版社蓄电池由若干单格电池组成。单格电池由正极板、负极板、隔板、电解液、电池盖板、加液孔塞和电池外壳组成。单格电池的电压是怎么形成的？有外磁场作用时蓄电池一般分隔为3个或6个单格，每个单格电池的电压为2V，将3个或6个单格电池串联后制成一只6V或12V蓄电池总成。（三）.蓄电池结构课堂提问机械工业出版社蓄电池极板由栅架和活性物质组成，活性物质填充在铅锑合金的栅架上。极板分为正极板和负极板，一般来说负极板比正极板多一块。蓄电池正极板填充二氧化铅，负极板为纯铅，电解液为稀硫酸（1）极板机械工业出版社隔板在正、负极板间起绝缘作用，可使电池结构紧凑。隔板有许多微孔，让电解液畅通无阻。隔板一面平整，一面有沟槽。沟槽面对着正极板。使充放电时，电解液能通过沟槽及时供给正极板，当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正负极应尽可能的靠近，但为了避免彼此接触造成短路，正负极板之间要用隔板隔开。隔板材料应具有多孔性且化学性能稳定，以便电解液渗出，同时应具有良好的耐酸性和抗氧化性。隔板的材料有木质、微孔橡胶。（2）隔板机械工业出版社蓄电池的电解液和极板组装在外壳中，外壳应耐酸、耐热、耐振动冲击。外壳有硬橡胶外壳和聚丙烯塑料外壳两种，外壳上有联条和加液孔。每个单格电池的正负极板所产生的电动势大约为2V，为了获得更高的电动势，通常要将多个2V的单格电池单元串联起来。为此，在制造蓄电池外壳时，将一个整体的外壳分成若干个单格，一般是将整个外壳分为3个或6个互不相连的单格，安装3组或6组极板组，形成6V或12V的蓄电池。（3）外壳机械工业出版社联条是串联各单格电池，材料一般为铅。蓄电池的每一个单格都有一个加液孔，为加注电解液和检测电解液密度所用，孔盖上有通气孔，该小孔应经常保持畅通，一便随时排除蓄电池化学反应放出的氢气和氧气，防止外壳涨列和发生事故。（4）附件及电解液电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要物质，由化学纯净硫酸和蒸馏水按一定的比例配制成，电解液比重一般在1.24～1.30g/cm3之间。对电解液浓度的选择因为气候的原因北方南方略有不同。填充电解液应注意什么？课堂提问电解液的腐蚀性极强，溅到皮肤上或眼睛里会使其受伤。如果不慎接触了蓄电池酸液，要立即用苏打水冲洗（苏大中和酸）；酸液溅到眼睛里，要立即用清水或医用冲眼器冲洗，然后请医生处置。填充电解液应注意什么？课堂提问机械工业出版社（四）、蓄电池工作原理蓄电池的工作原理就是化学能与电能的相互转化。当蓄电池将化学能转化为电能而向外供电时，称为放电过程：正极板：Pb4++2e→Pb2+Pb2++SO42-→PbSO4负极板：Pb-2e→Pb2+Pb2++SO42-→PbSO4总方程式为：PbO2＋Pb＋2H2SO4→2PbSO4＋2H2O放电：机械工业出版社（四）、蓄电池工作原理（续）蓄电池放电过程特征：单格电池电压降到终止电压，电解液密度下降到最小许可值；蓄电池充电过程特征：电解液中有大量气泡冒出，呈沸腾状态，电解液密度和端电压上升到规定值，且2～3小时保持不变蓄电池的充电过程和放电过程是可逆的化学反应。充电过程是将电能转化为化学能储存在蓄电池中，放电过程是将化学能转变为电能供给设备使用。蓄电池的充放电次数对其寿命有很大的影响。充电：机械工业出版社（五）.蓄电池的工作特性(1)电解液的相对密度电解液的相对密度是指电解液中硫酸成分所占的比例，通常简称为电解液密度。因为密度与温度密切相关。(2)内阻蓄电池内阻的大小反映了蓄电池带负载的能力。在相同条件下，内阻越小，输出电流越大，带负载能力越强。蓄电池的内阻包括极板电阻、隔板电阻、电解液电阻、链条电阻和极柱电阻。机械工业出版社（五）.蓄电池的工作特性(3)静止电动势电解液的相对密度是指电解液中硫酸成分所占的比例，通常简称为电解液密度。因为密度与温度密切相关。(4)放电特性蓄电池内阻的大小反映了蓄电池带负载的能力。在相同条件下，内阻越小，输出电流越大，带负载能力越强。蓄电池的内阻包括极板电阻、隔板电阻、电解液电阻、链条电阻和极柱电阻。机械工业出版社（五）.蓄电池的工作特性(5)充电特性蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压U和电解液密度ρ在室温25℃随时间ｔ变化的规律。蓄电池充电时，因为充电电压Uc必须克服蓄电池的电动势E和内阻产生的电压降IcRi之后，才能在电路形成电流，所以充电电压始终高于电动势。即Uc=E+IcRi蓄电池充电终了的特征是：（1）端电压和电解液密度上升到最大（2.7V），且在2h小时内不上升；（2）电解液中剧烈冒汽泡，呈沸腾现象（因析出氢气和氧气所致）。机械工业出版社（六）.蓄电池的容量蓄电池的容量是反映蓄电池对外供电能力、衡量蓄电池质量优劣以及选用蓄电池的重要指标。容量越大，可提供的电能越多，供电能力也就越大；反之，容量越小，则供电能力就越小。ffCIT可得：C为蓄电池容量（A•h）；I为放电电流（A）；T为放电持续时间（h）。机械工业出版社（六）.蓄电池的容量蓄电池的额定容量用20h率容量表示，即将充足电的蓄电池在电解液温度为25℃条件下，以20h率放电电流连续放电，直至单池平均电压降到1.75V时,输出的电量称为蓄电池的额定容量。储备容量表示了充电系统失效时蓄电池向汽车提供25A恒流的能力。蓄电池在电解液在温度为25℃条件下，以25A恒流放电电流连续放电，直至单池平均电压降到1.75V时的放电时间称为蓄电池的储备容量。(1)额定容量(2)储备容量机械工业出版社（六）.蓄电池的容量一般分为常温起动容量和低温起动容量。常温起动容量指电解液在30℃时，以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压（12V蓄电池为8V，6V蓄电池为4V）所放出的电量称为常温起动容量（持续时间应在5min以上）。低温起动容量电解液在－18℃时，以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压（12V蓄电池为6V，6V蓄电池为3V）所放出的电量称为低温起动容量（持续时间应在2.5min以上）。(3)起动容量机械工业出版社（六）.蓄电池的容量1）生产工艺及产品结构有关，如活性物质的数量、极板的厚薄、面积、活性物质的孔率2）使用条件，如放电电流、电解液温度和电解液相对密度影响蓄电池容量的因素：①放电电流不同放电电流时的放电特性放电电流越大，则电压下降越快，放电至终止电压的时间越短，因此容量越小机械工业出版社（六）.蓄电池的容量影响蓄电池容量的因素：①放电电流蓄电池容量与放电电流的关系放电电流越大，电压下降越快，越容易出现放电“终了”现象机械工业出版社（六）.蓄电池的容量温度降低则容量减小，这是由于温度降低时，电解液的黏度增加，渗入极板内部困难，使离子扩散速度和化学反应速度降低影响蓄电池容量的因素：②电解液温度温度对容量的影响6-Q-75型蓄电池以225A电流放电时，在不同温度条件下输出的容量机械工业出版社（六）.蓄电池的容量我国标准GB5008.1—1991《启动用铅酸蓄电池技术条件》规定，蓄电池额定容量是指电解液温度为25℃时的20h容量。温度每降低1℃，缓慢放电时容量约减少1%，迅速放电时将减少2%。不同温度条件下的容量可用下式换算为25℃时的容量影响蓄电池容量的因素：②电解液温度10.0125tCCT式中C为换算为标准温度25℃时的容量（A•h）；C