《任务蓄电池》PPT课件.ppt

项目1.1 蓄电池,1.1蓄电池,蓄电池的分类 1）何谓蓄电池？2）汽车上的蓄电池作用？3）汽车上常用哪些蓄电池？,何谓蓄电池？,蓄电池（电瓶）是一种化学电源，一种储存电能的装置。它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（电能储存问题？）,蓄电池的连接方式,汽车上装有蓄电池和发电机两个直流电源，这两个电源并联，全车的用电设备均为并联。,蓄电池的功用：1）起动发动机时，蓄电池向起动系和点火系供电。2）当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池的充电电压时，由蓄电池向用电设备供电。3）当发动机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池的充电电压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。4）当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。5）蓄电池还可以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。,3）汽车上常用哪些蓄电池？,蓄电池的使用情况,铅酸蓄电池,镍碱蓄电池,普通,干荷电,湿荷电,免维护,汽车用蓄电池,电动汽车蓄电池（锂电池）,主要,昂贵,研发中,蓄电池的结构,蓄电池的结构分哪几部分？,一、结构,1、普通铅酸蓄电池,一般由3个或6个单体电池串联而成，主要由极板、隔板、电解液、壳体、联条及极桩等组成,极板由栅架和活性物质（重要）构成。正极板：二氧化铅（PbO2),棕红色 负极板：海绵状纯铅（Pb）,深灰色注意：负极板比正极板多一块。,1、极板,极板组,极板：由栅架(铅锑合金)和活性物质组成。,极板分正极板和负极板,隔板：在正、负极板间起绝缘作用（为什么要绝缘？），可使电池结构紧凑。A、隔板有许多微孔，让电解液畅通无阻。B、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。,2、隔板,3.壳体,作用：壳体用于盛放电解液和极板组 材料：应该耐酸、耐热、耐震且绝缘性好并有一定力学性能。壳体多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成。,特点：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，壳体上部使用相同材料的电池盖密封，电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，以及测量电解液密度、温度和液面高度。,两个极桩，正极桩用“+”表示或涂上红颜色，负极桩用“-”表示，涂上蓝色或不涂颜色,4.极桩,作用：电解液在电能和化学能的转换过程的电化学反应中起离子间的导电作用并参与化学反应。,5.电解液,成分：用纯硫酸和蒸馏水按一 定的比例配制成配制成。其密度一般在1.241.30g/mL之间。对电解液浓度的选择北方南方略有不同，南方电解液密度较小（密度大减少结冰，但渗透能力下降）,联条：串联各单格电池，材料为铅。加液孔盖：（注意孔盖上小孔的作用）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,6、附件,外露式穿壁式跨越式（广泛采用）,7、串接方式,蓄电池的工作原理,1铅蓄电池的静止电动势 铅蓄电池的静止电动势Ej：Ej0.85+25Ej-静止电动势，即开路电压（V）；25基准温度（25）时，电解液的相对密度（g/cm3）。实测电解液的相对密度，应转换成25时电解液的相对密度，转换关系式为：25t+0.00075（t25）t实测电解液相对密度（g/cm3）；t-实测电解液温度（）。,因为铅蓄电池工作时，电解液密度总是在1.121.30g/cm3之间变化，所以每个单格电池的电动势也相应地在1.972.15V之间变化。,蓄电池的工作原理,静止电动势产生正极板：PbO2 Pb4+2.0V负极板：Pb-2ePb2+-0.1V,铅酸蓄电池电动势的产生：铅酸蓄电池充电后，正极板是二氧化铅(PbO2)，在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质氢氧化铅Pb(OH)4，氢氧根离子在溶液中，铅离子(Pb)留在正极板上，故正极板上缺少电子,负极板是铅(Pb).与电解液中的硫酸(H2 S04)发生反应，变成铅离子(Pb2+)，铅离子转移到电解液中，负极板上留下多余的两个电子(2e)。可见，在未接通外电路时(电池开路).由于化学作用，正极板上缺少电子，负极板上多余电子，两极板间就产生了一定的电位差，这就是电池的电动势。,蓄电池的工作原理,1.电动势的建立 一个极板组的电动势也是2.1V 要得到12V电压需串连6个单格,蓄电池的工作原理,2.放电时化学反应为：正极板：Pb4+2ePb2+Pb2+SO42-PbSO4 附在正极板上,蓄电池的工作原理,2.放电时化学反应：负极板：Pb-2ePb2+Pb2+SO42-PbSO4 附在负极板上,蓄电池的工作原理,2.放电时化学反应总方程式为：PbO2 Pb 2H2SO4 2Pb SO4 2H2O 电解液中：H+OH-H2O SO4 减少 电解液硫酸浓度降低,工作原理放电过程,蓄电池放电终了特征：（1）单格电池电压降到终止电压（2）电解液密度下降到最小许可值,工作原理充电过程,蓄电池充电终了特征：（1）电解液中有大量气泡冒出，呈沸腾状态（2）电解液密度和端电压上升到规定值，且23小时保持不变,2.干荷电蓄电池,区别：干荷电蓄电池极板组在干燥状态下能够较长时间（2年）保存其在制造过程中所得到的电荷。正极板上的活性物质二氧化铅的化学活性较稳定，荷电性能可以较长时间保持。负极板上的活性物质海绵状铅，由于表面积大、化学活性高、容易氧化，其荷电性能不易保持。,特殊处理：负极板的铅膏中加入松香、油酸、硬脂酸等防氧化剂，且在化成过程中进行了一次深放电，使之在极板深层也形成海绵状铅。经过特殊工艺，负极板表面生成一层保护膜。这样，干荷电蓄电池的极板组就具备了在干燥状态下能够长期保存其在制造过程中所得到电荷。,3.免维护蓄电池(MF),1、优点：不需维护、自放电少、寿命长耐过充性能好。2、结构特点：1）极板栅架采用铅钙合金或低锑合金，减少了析气量和耗水量，自放电大大减少。2）采用袋式聚乙烯隔板，将极板包住，减少了极板上活性物质的脱落，也防止极板短路,3）在气孔盖的内部设置了一个氧化铝过滤器，可将氢气和氧气顺利溢出，又可防止水蒸气和硫酸气体散失4）单体电池间采用穿壁式连接，减小内阻5）采用聚丙烯塑料外壳，底部无筋条，降低了极板的高度，增加了上部容积，使电解液增多。,6）内置密度计,1绿色（充电程度为65或更高）2黑色（充电程度低于65）3浅黄色（蓄电池有故障）4蓄电池盖 5观察窗 6光学的荷电状况指示器 7绿色小球,免维护蓄电池,1.1.3 铅蓄电池的型号,按机械工业部JB259985铅蓄电池产品型号编制方法标准规定，铅蓄电池的型号分为三部分：如型号6QA60代表额定电压12V、额定容量60Ah的起动型干荷电铅蓄电池。,蓄电池的选用,蓄电池的选择必须符合如下两点要求：1、电压等级必须一致 2、蓄电池的容量必须足够。,蓄电池的容量及影响因素一、蓄电池的容量,蓄电池在规定条件下放出的电量称为容量，单位为安.小时（A.h），是选用蓄电池最重要指标。C=Iftf,蓄电池容量的表示,额定容量,起动容量,储备容量,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。,1、额定容量,（2）储备容量 是指充足电的蓄电池在电解液温度为25条件下，以25 A电流放电到单格终止电压175 V时所能维持的时间。单位为min。,（3)起动容量 表示蓄电池在发动机电力起动时的供电能力，用倍率和持续时间表示。起动容量有两种规定：常温起动容量和低温起动容量。常温起动容量 常温起动容量为电解液初始温度30时，以3倍额定容量的电流放电，至单格电池电压降至15 V时所输出的电量，持续5 min,例如：对于6Q100型蓄电池，C20100 Ah，在电解液初始温度为25时，以3C20A3 100 A300A的电流放电 5min，单格电池电压降至 1.5V，蓄电池端电压降至1.56V9V，其起动容量为（300560）Ah25 Ah。低温起动容量 低温起动容量为电解液初始温度-18时，以3倍额定容量的电流放电，放电2.5 min。至单相电池电压降至1V时所输出的电量。,2、影响容量的因素,1、构造因素：极板的面积、片数、厚度 2、使用因素：1）放电电流 2）电解液温度 3）电解液密度,图19,二、影响容量的因素放电电流和容量的关系举例,2、影响容量的因素电解液温度,2、影响容量的因素电解液密度,电解液纯度,小结,1.铅蓄电池由哪几部分组成？（极板、隔板、电解液、外壳）2.铅蓄电池内部分为几个单格？一格的静止电动势约为多少？3.正、负极板上的活性物质各是什么？（正极板Pbo2,负极板Pb）4.铅蓄电池的每一个单格都有一个加液孔，孔盖上通气孔，其作用？5、蓄电池的选择必须符合哪些要求？6、国产蓄电池的编号规则？,小结,6、国产蓄电池的编号规则？7、写出蓄电池充放电的化学反应综合方程式，8、蓄电池放电终了特征？放电时两极板上生成什么物质，电解液有何变化？9、蓄电池充电终了特征？充电时两极板上各生成什么物质？电解液有何变化？,小结,9.何谓蓄电池容量？单位？（蓄电池在规定条件下放出的电量。单位为A.h）10.何谓额定容量？起动容量？11.使用因素对容量有何影响？(放电电流大容量小，环境温度低容量小）,