新陕网

收藏本网 本网微信 本网微博

当前位置:首页>科教>正文

蓄电池基本知识

发布日期:2018年12月07日 08:30  作者:陌中  文章来源:陌中  [纠错]

  蓄电池(storage battery)定义:放电到一定程度后,经过充电又能复原续用的电池。

  所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。

  蓄电池是电池中的一种,它的作用是能把有限的电能储存起来,在合适的地方使用。它的工作原理就是把化学能转化为电能。

  它用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用1.28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。电池在放电时,是负极发生被氧化;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池,叫做二次电池。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起来使用,电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充,使电解质保持含有22~28%的稀硫酸。

  放电时,电极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O

  负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4

  总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左反应是充电)

  应用:产品主要有下列几种,其用途分布如下:

  起动型蓄电池:主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明;

  固定型蓄电池:主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源;

  牵引型蓄电池:主要用于各种蓄电池车、、铲车等动力电源;

  铁路用蓄电池:主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力;

  储能用蓄电池:主要用于风力、等发电用电能储存;

  主要成份

  构成铅蓄电池之主要成份如下:阳极板(.PbO2)---> 阴极板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质电解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) +水(H2O) 电池外壳 隔离板 其它(液口栓.盖子等)

  原理

  蓄电池的原理是通过将化学能和直流电能相互转化,在放电后经充电后能复原,从而达到重复使用效果。

  主要成份

  构成铅蓄电池之主要成份如下:

  蓄电池

  板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质

  板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质

  电解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) +(H2O)

  其它(液口栓.盖子等)

  容量

  电动车用蓄电池的容量以下列条件表示之:

  ◎比值1.280/20℃

  ◎ 放电电流5小时的电流

  ◎ 放电终止电压1.70V/Cell

  ◎ 放电中的电解液温度30±2℃

  1.放电中下降 放电中端子电压比放电前之无负载电压(开路电压)低,理由如下:

  (1)V=E-I.R

  V:端子电压(V) I:放电(A)

  E:开路电压(V) R:内部(Ω)

  (2)放电时,电解液比重下降,电压也降低。

  (3)放电时,电池内部阻抗即随之增强,完全充电时若为1倍,则当完全放电时,即会增强2~3倍。

  用于起重时之电瓶电压之所以比用于行走时的电压低,乃是由于起重用之油压比行走用之驱动马达功率大,因此放电流大,则上式的I.R亦变大。

  2.蓄电池之容量表示

  在容量试验中,放电率与容量的关系如下:

  5HR....1.7V/cell

  3HR....1.65V/cell

  1HR....1.55V/cell

  严禁到达上述电压时还继续继续放电,放电愈深,电瓶内温会升高,则活性物质劣化愈严重,进而缩短蓄电池寿命。

  因此,堆高机无负重扬升时的电池电压若已达1.75v/cell(24cell的42v,12cell的21v),则应停止使用,马上充电。

  3.蓄电池温度与容量

  当蓄电池温度降低,则其容量亦会因以下理由而显著减少。

  (A)电解液不易扩散,两极活性物质的化学反应速率变慢。

  (B)电解液之阻抗增加,电瓶电压下降,蓄电池的5HR容量会随蓄电池温度下降而减少。

  因此:

  (1)比的使用时间短。

  (2)特别是使用于冷冻库的蓄电池由于放电量大,而使一天的实际使用时间显著减短。

  若欲延长使用时间,则在冬季或是进入冷冻库前,应先提高其温度。

  4.放电量与寿命

  每日反复充放电以供使用时,则电池寿命将会因放电量的深浅,而受到影响。

  5.放电量与比重

  蓄电池之电解液比重几乎与放电量成比例。因此,根据蓄电池完全放电时的比重及10%放电时的比重,即可推算出蓄电池的放电量。

  测定铅蓄电池之电解液比重为得知放电量的最佳方式。因此,定期性的测定使用后的比重,以避免过度放电,测比重的同时,亦侧电解液的温度,以20度C所换算出的比重,切勿使其降到80%放电量的数值以下。

  6.放电状态与内部阻抗

  内部阻抗会因放电量增加而加大,尤其放电终点时,阻抗最大,主因为放电的进行使得极板内产生电流的不良导体─硫酸铅及电解液比重的下降,都导致内部阻抗增强,故放电后,务必马上充电,若任其持续放电状态,则硫酸铅形成安定的白色结晶后(此即文献上所说的硫化现象),即使充电,极板的活性物资亦无法恢复原状,而将缩短电瓶的使用年限。

  ★白色硫酸铅化

  蓄电池放电,则阴、阳极板同时产生硫酸铅(PbS04),若任其持续放电,不予充电,则最后会形成安定的白色硫酸铅结晶(即使再充电,亦难再恢复原来的活性物质)此状态称为白色硫化现象。

  7.放电中的温度

  当电池过度放电,内部阻抗即显著增加,因此蓄电池温度也会上升。放电时的高,会提高充电完成时温度,因此,将放电终了时的温度控制在40℃以下为最理想。

  汽车蓄电池的维护保养

  很多车主都认为蓄电池是一个很简单的东西,平时也不太注意作维护保养,其实在汽车的日常使用中,蓄电池也算得是最重要的部件之一,马虎不得。

  蓄电池的充电

  出现下列情况之一时应进行充电:电解液比重降至1.2以下;冬季放电超过25%;夏季放电超过50%;灯光暗淡;启动无力。

  有的车主认为,可以节省时间,只需要3-5个小时。其实不然,快速充电只是迅速把电池表面激活,而实际上电池内部是没有 完全充满电的。

  除了快速充电之外,还有一种为慢充电,充电时间为10-15个小时,那些深池就必须进行慢充电,否则充电时间不够,充电量不足,会直接影响到汽车的行驶性能。虽说充电是个相当简单的操作,但也有一些注意事项:1.向充电时,要穿上保护衣。2.充电时,蓄电池附近不能有火花,禁止抽烟。3.对一个或对多个蓄电池并联充电时,充电器电压不要超过16V。

  有关蓄电池在使用及保养方面需要注意的一些问题:

  1.蓄电池长久不用,它会慢慢自行放电,直至报废。因此,每隔一定时间就应启动一次汽车,给。另一个办法就是将蓄电池上的两个电极拔下来,需注意的是从电极柱上拔下正、负两根电极线,要先拔下负极线,或卸下负极和汽车底盘的连接。然后再拔去带有正极标志(+)的另一端,蓄电池有一定的使用寿命,到一定的时期就要更换。在更换时同样要遵循上述次序,不过在把电极线接上去时,次序则恰恰相反,先接正极,然后再接负极。

  2.当电流表指针显示蓄电量不足时,要及时充电。蓄电池的蓄电量可以在仪表板上反映出来。有时在路途中发现电量不够了,发动机又熄火启动不了,作为临时措施,可以向其他的车辆求助,用它们车辆上的蓄电池来发动车辆,将两个蓄电池的负极和负极相连,正极和正极相连。

  3.电解液的密度应按照不同的地区、不同的季节按照标准进行相应的调整。

  4.在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液。切忌用饮用纯净水代替。因为纯净水中含有多种微量元素,对蓄电池会造成不良影响。

  5.在启动汽车时,不间断地使用会导致蓄电池因过度放电而损坏。正确的使用办法是每次发动车的时间总长不超过5秒,再次启动间隔时间不少于15秒。在多次启动仍不着车的情况下应从电路、点火线圈或油路等其他方面找原因。

  6.日常行车时应经常检查蓄电池盖上的小孔是否通气。倘若蓄电池盖小孔被堵,产生的氢气和氧气排不出去,电解液膨胀时,会把蓄电池外壳撑破,影响蓄电池寿命。

  7.检查电池的正、负级有无被氧化的迹象。可以用热水时常浇的电线连接处。

  8.检查电路各部分有无老化或短路的地方。防止电池因为过度放电而提前退役。

  电动车蓄电池---维护、保养篇1.蓄电池禁止亏电存放,若用完了闲置几天再充电,极板易出现硫酸盐化,容量下降。

  2.定期检查:定期测量单节电池的电压,若其中有一块电池的电压低于10.5V,此时应找维修站检查或修理,以免损坏另外两块好电池。

  3.电动车的设计载重量为75KG,避免带过重的物件,在起步和上坡时请用脚蹬助力。

  4.冬季电池容量随气温的降低而下降这是正常现象,以20℃为标准,一般-10℃时容量为80%

  5.长期保持电池表面的清洁,存放车辆时禁止曝晒,应将车辆停放在阴凉通风干燥处

  6.电池需要长时间放置时必须先充足电,一般每一个月补充一次

  7.车辆在起步、上坡、超载、顶风时用脚踏加以助力,以免大电流放电

  8.充电时要使用专用充电器,放置在阴凉通风处、避免高温和潮湿

  9.请勿使用有机溶剂清洗蓄电池外壳

  10.请勿将蓄电池正负极端短路,以免发生危险

  11.禁止过放电:当仪表盘红色欠压显示灯发光时,表明电量进入饥饿区,应及时充电

  12.禁止过充电:充电时间应根据行驶里程长短有所不同,里程越长,充电时间就长,反之则短。

  13.蓄电池组若发生故障,请将其送交厂家授权处或有关机构妥善处理。请不要随意丢弃以免造成环境污染

  1.不平衡修复方法:找出容量、电压、自放电、电池内阻等一致的电池一起用。

  2.失水修复方法:撬开电池上方的盖板。一些电池的盖板是ABS胶粘接的,一些电池是达扣连接的。有的是滑板。注意撬开盖板的时候,不要损坏盖板。这时可以看到6个排气阀的橡胶帽。打开橡胶帽,露出排气孔,通过排气孔可以看到电池内部。一些电池的排气阀底座是可以旋开的,可以不打开橡胶的排气阀而旋开排气阀底座。一些电池的橡胶帽周围还有一些填充物。打开盖,用手电照着,看小孔内部是否有干涸现象,即电池是否失水。电池的极板是用白色玻璃纤维棉包裹着的,正常情况应该是湿润的。用滴管吸入蒸馏水由排气孔注入电池。把加好水的电池用透气的遮挡物覆盖排气孔,以防止灰尘落入排气孔。最好用医用的二次蒸馏水。补水的原则是宁少勿多。不够可以再加,多了造成酸比重下降,电池容量就会不足。无经验者可以按每孔5mL掌握。最好是看着加,湿乎乎,亮晶晶,水汪汪。湿乎乎正好,亮晶晶就多了,水汪汪就太多了。

  特别提示:补水工具使用玻璃、塑料等吸管。建议使用医用一次性注射器,使用方便而且方便计量。补水工具不能使用任何含金属的器具,注射器应拔去金属针头,套一节塑料管后使用。

  3.硫酸盐化

  修复方法:将硫化的电池用科帝修复仪修复,采用模糊数字控制理论,通过测定电池状态,在充、放电的同时不断发出正负变频微粒波,用10到20小时的时间,去除电池里结晶后变的坚硬的硫酸铅。

  4. 极板软化

  修复方法:将电池放电止10.5V后,用灯泡深放电1-5小时。然后用活化仪,活化修复。

  5. 短路

  修复方法:水电池,可以打孔清晰,将短路的铅粉弄出!电动车电池,可以迅速短路正负极,将短路的地方烧断!

  6.开路

  修复方法:100A检测电池电压0V为开路,用单个测量的方法,测量出开路的地方,焊好。

  使用误区

  1.1蓄电池电荷容量与发动机不匹配

  根据发动机类型和使用条件合理选用蓄电池的电荷容量,是提高蓄电池的经济性,延长其使用寿命的重要途径之一。起动机起动发动机时,蓄电池输出的电流很大,在一般情况下为150A-200A,在低温(-10℃)起动时输出的电流高达250A-300A。如果蓄电池电荷容量与发动机不匹配,蓄电池电荷容量偏小,则在起动阻力大时,小电荷容量的蓄电池在剧烈放电的情况下,势必加速单位时间内活性物质与硫酸的反应,使蓄电池温度升高,极板因过负荷而弯曲,结果造成活性物质大量脱落,极板早期损坏,从而使蓄电池寿命大大缩短。如果蓄电池电荷容量偏大,虽然不会发生上述问题,但不能充分利用其活性物质,使蓄电池经济性下降。因此蓄电池的电荷容量,一定要与发动机相匹配。通常蓄电池电荷容量的选择,应根据起动机功率、电压和用电设备的负荷而定。

  1.2蓄电池并联混用

  有些驾驶员在起动发动机时,因原有蓄电池存电不足,就并联上一只充足电的蓄电池共同使用。实际上并联后充足电的蓄电池会以很大的充电电流向存电不足的蓄电池充电,极易造成极板活性物质脱落,影响其使用寿命。同时蓄电池并联后并不能提供给起动机很大的起动电流,更不利于发动机的起动。正确的方法应当是把存电不足的蓄电池拆下,换上充足电的蓄电池,然后再起动发动机。

  1.3蓄电池串联混用

  在蓄电池使用中,有时会出现新、旧蓄电池串联使用的现象,殊不知,这种做法会缩短蓄电池的使用寿命。因为新蓄电池内的化学反应物质较多,端电压较高,内阻较小(12V新蓄电池内阻只有0.015-0.018Ω);而旧蓄电池端电压较低,内阻较大(12V旧蓄电池的内阻在0.085Ω以上)。如果将新、旧蓄电池串联混用,那么在充电状态下,旧蓄电池两端的充电电压将高于新蓄电池两端的充电电压,结果造成新蓄电池充电尚未充足而旧蓄电池充电早已过高;在放电状态下,由于新蓄电池的电荷容量比旧蓄电池的电荷容量大,结果造成旧蓄电池过量放电,甚至造成旧蓄电池。因此对蓄电池决不能新、旧混用。

  另外,不同电荷容量的蓄电池也不能串联混用,因为两种电荷容量不同的蓄电池串联使用时,往往会使电荷容量小的蓄电池过量充电或放电,缩短其使用寿命。

  1.4柴油车蓄电池单格损坏仍继续使用

  由于柴油发动机压缩比较大,所需起动转矩也较大,所以一般柴油机均采用24V电压起动,以提高起动机的比功率,但发电机和全车用电设备仍用12V电压,因此柴油车电路中装有电压转换开关,起动时转换开关将两只12V蓄电池串联工作,以24V电压供电,在非起动状态时,转换开关又将两只蓄电池恢复为并联工作,以满足12V电压的需要。但当其中一只蓄电池某单格损坏时,有些驾驶员便将其短路后继续使用,这样由于两只蓄电池端电压不等,会造成较大的放电电流和充电电流,导致蓄电池和发电机损坏,因此柴油车上的蓄电池单格损坏后应立即更换或修理,而不可将单格蓄电池短路后继续使用。

  1.5忽视疏通通气孔

  蓄电池在充放电过程中会产生氢气和氧气,尤其在过充电时,水被电解而产生大量的氢气和氧气。蓄电池加液孔盖上的通气孔就是用来散发这些气体的。平时如果忽视通气孔的疏通,造成通气孔阻塞,蓄电池在化学反应时产生的热量和气体无法散发,会使蓄电池内部温度和压力不断升高,最终导致蓄电池爆炸。因此在日常维护中应注意疏通通气孔,防止脏物堵塞通气孔。

  电源总开关使用误区

  电源总开关装在蓄电池火线端

  有些国产汽车在出厂时没有安装电源总开关。为了安全与方便,有些驾驶、维修人员便加装了手动电源总开关,但却错误地将电源总开关装在了蓄电池的火线端上,因为大多数汽车的电源为,所以这不仅没有起到防范作用,而且会引发新的不安全因素。

  盲目对电喷车加装电源总开关

  有些驾驶员为了安全起见,在电喷车上加装电源总开关,这种做法有很大的危害性。因为这种汽车上装有电脑,对电源电压要求非常严格,而蓄电池在电路中既能储存电能,又能吸收电路中的浪涌电压和脉冲高电压。如果电源总开关接触不良,会因瞬间高电压而损坏电脑,而且一旦断开电源、总开关,电脑记忆、电子钟等也会失去功能。

  盲目切断电源总开关

  有些汽车上的电源总开关控制着所有用电设备的通断。在汽车运行过程中,一旦电气设备或线路出现故障,可迅速切断电源总开关以避免故障扩大。可是有些维修人员,在发电机正常运转情况下突然切断电源总开关,企图以此判断发电量是否不足和充电系统是否有故障。由于蓄电池在电系中犹如一个低内阻、大电荷容量的容电器、滤波器。在充电系统正常工作时,它可以吸收和抑制可能出现的过电压,如果蓄电池突然被切断,发电机还在工作,会使充电回路中的电流发生突变,在发电机电枢绕组中会感应出一个瞬变高电压,这时由于没有蓄电池起瞬变抑制作用,该瞬变高电压便会给汽车上的电器设备,特别是给作为汽车新技术应用的晶体管、集成电路等电子器件带来较大的危害。

  电解液密度、液面高度检查调整误区

  电解液密度"宁大勿小"

  有些驾驶员认为,电解液密度越大,蓄电池的放电程度就越低,蓄电池的端电压就越高,电荷容量就越大,并且可防止冬季电解液结冰而冻坏蓄电池,因而在调整电解液密度时,不仅使原始电解液密度高于规定值,而且在正常使用中需补加蒸馏水时也习惯补加一些不同密度的电解液,结果使电解液密度越来越高。其实这种做法是非常错误的。

  电解液密度作为衡量蓄电池放电程度的一个重要标志,是以原始电解液密度已经确定为前提的,补加不同密度的电解液,只意味着提高原电解液的密度,即使测得的电解液密度较高也不能说明其放电程度就低;提高电解液密度可提高蓄电池端电压和电荷容量是相对而言的,一方面提高电解液密度可以提高蓄电池的,使其端电压和电荷容量增加,但另一方面电解液密度过大,电解液粘度增加、内阻增大,使其渗透能力降低,反而会使蓄电池端电压和电荷容量下降,而且电解液密度过大还会造成极板硫化和腐蚀等多种问题,使蓄电池使用寿命降低。

  忽视电解液液面高度的检查

  应定期检查蓄电池电解液液面高度。若电解液数量不够,会导致极板上部与空气接触而硫化,降低蓄电池的电荷容量,缩短其使用寿命。一般在冬天半个月检查1次,夏天高温水易蒸发,应每周检查1次。电解液液面高度一般为高出极板防护网10mm-15mm。现在绝大多数蓄电池在外壳上都有电解液液面高度上、下限标记,所以电解液液面只要在规定范围内即可。对于目前广泛使用的免维护蓄电池,虽然使用中不需要添加蒸馏水,但也应结合汽车定期维护检查电解液液面高度,不符合要求时应进行调整。

  电解液液面"宁高勿低"

  有些驾驶员在给蓄电池加注电解液或补加蒸馏水时,对其液面高度往往采取"宁高勿低"的错误做法。电解液液面过高,在车辆行驶过程中,电解液很容易从通气孔溢出而腐蚀极柱,造成极柱接触不良或早期损坏。聚积在蓄电池盖上的电解液会使正、负极柱连通而构成回路,致使蓄电池自行放电。同时电解液液面过高会造成蓄电池内部压力过大,严重时还会造成蓄电池爆炸。

  随意添加蒸馏水

  在蓄电池日常维护中,当电解液不足时,一般应补加蒸馏水。但有时电解液减少是由于蓄电池壳体破损出现裂缝或加液孔盖扣不严使电解液泄漏而造成的。而有些驾驶员往往在检查液面高度时不注意区分是因蓄电池壳体破损或其他原因造成电解液泄漏,还是正常损耗,只要电解液液面一降低就加蒸馏水,结果造成电解液密度明显降低,使蓄电池不能正常工作。还有些驾驶员常常在收车后添加蒸馏水,结果所添加的蒸馏水不能与蓄电池原电解液充分混合,因而极易使蓄电池产生自行放电或损坏蓄电池极板,在严寒地区还会造成蓄电池局部结冰现象,影响蓄电池的使用寿命。反之,若在出车前给蓄电池添加蒸馏水,由于汽车在行驶中发电机不断给蓄电池充电,可使所加的蒸馏水与蓄电池内原电解液充分混合,蓄电池性能不会受影响。因此应在出车前添加蒸馏水,而不宜在收车后添加蒸馏水。

  随意添加电解液

  在汽车使用过程中,经常遇到蓄电池使用一段时间后,出现存电不足、电解液密度减小或缺水的现象。有些驾驶员不懂蓄电池的技术性能,误认为只要添加电解液就可以使其恢复工作能力。殊不知,这样会导致蓄电池电解液密度不断升高,这不但会使其内阻增大,端电压迅速下降,而且还会因电解液黏度增加,渗透能力变差,使蓄电池电荷容量降低。在使用过程中,电解液密度减小并不是硫酸消耗了,而是随着放电的进行,存电量的减小,硫酸逐渐转移到两极板上,与活性物质生成硫酸铅,使电解液密度减小,放电越多电解液密度越小。因此当蓄电池电解液密度下降时,应及时对蓄电池进行补充充电,切勿随意添加电解液。

  蓄电池充电误区

  新蓄电池不进行初充电

  蓄电池的首次充电称为初充电,初充电对蓄电池的使用寿命和电荷容量有很大的影响。若充电不足,则蓄电池电荷容量不高,使用寿命也短;若充电过量,则蓄电池电气性能虽然好,但也会缩短它的使用寿命,所以新蓄电池要小心谨慎地进行初充电。对于普通蓄电池在使用前一定要按充电规范进行初充电。对于干荷电铅蓄电池,按使用说明书,虽然在规定的两年储存期内若需使用,只要加入规定密度的电解液搁置15min,不需要充电即可投入使用。但是,如果储存期超过两年,由于极板上有部分氧化,为了提高其电荷容量,使用前应进行补充充电,充电5h-8h后再用。

  蓄电池不进行补充充电

  有些驾驶员常忽视对在用车蓄电池的补充充电。由于蓄电池在车上充电不彻底,易造成极板硫化;同时,在使用中充、放电的电量是不平衡的,倘若放电大于充电而使蓄电池长期处于亏电状态,蓄电池极板就会慢慢硫化。这种慢性硫化,会使蓄电池电荷容量不断降低,直到起动无力,大大缩短蓄电池的使用寿命。为使蓄电池极板上的活性物质及时得到还原,减少极板硫化,提高蓄电池电荷容量,延长其使用寿命,对在用车蓄电池应定期进行补充充电。

  蓄电池过充电

  蓄电池经常过量充电,即使充电电流不大,但电解液长时间"沸腾",除了活性物质表面的细小颗粒易于脱落外,还会使栅架过分氧化,造成活性物质与栅架松散剥离。

  充电时极性充反

  由于蓄电池正负极板材料不同,除了活性物质外,负极板还添加了硫酸钡、、炭黑和松香等材料,用来防止负极板收缩和氧化。另外,每个单格蓄电池的负极板数又总是比正极板数多一片,而且负极板比正极板略薄。当进行蓄电池的初充电或补充充电时,若不注意极性,会使蓄电池充反,使正、负极几乎都变成粗晶粒的PbSO4,造成蓄电池电荷容量不足,不能正常工作,甚至导致蓄电池报废。因此,充电时一定要注意极性,切不可极性充反

【责任编辑:张 东】

精彩图集更多》
头条更多》
视频访谈更多》
反邪教更多》
专题百科更多》
关于我们编辑信箱
凯风网版权所有 京ICP备14016129号 
京公网安备11010802014559号