铅酸蓄电池培训讲义
铅酸蓄电池基础工艺知识培训讲义PPT课件
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反应物
Q
M
n
二氧化铅
1
239.2
2
铅
1
207.2
2
硫酸
1
98
1
F
26.8 26.8 26.8
反应物的物质当量
4.463g/Ah 3.866g/Ah 3.66g/Ah
13
1 铅酸蓄电池基础知识
1.2.4铅酸蓄电池的电动势和开路电压:
电池电动势: E=φ+,e- φ-,e φ+,e-正极的平衡电极电势 φ-,e-负极的平衡电极电势 一块金属放到电解液中会产生一个电位,电位的大小只与金属的
铅酸蓄电池基础工艺知识
1
目录
1. 铅酸蓄电池基础知识 2. 铅酸蓄电池命名 3. 铅酸蓄电池制造流程 4. 铅酸蓄电池自放电因素探讨
2
1.铅酸蓄电池基础知识
1.1化学电源概述
化学电源是一种将化学能转化为电能的装置,俗称为电池。 电池有很多种类,主要有以下这些四类: 一次电池:只能一次性使用,不能再次充电,我们称这种电池为一次电池
8
1 铅酸蓄电池基础知识
电解液: 铅酸蓄电池的电解液主要成分为稀硫酸,公司电解液中添加有约 1%硫酸钠。 电解液作用:传递正负极之间的电荷,参与成流反应。 电解液的基本要求:稳定性好,电导率高。 电解液还应考虑以下因素:电解液的冰点及高低温特性、电解液 密度上升造成的极板与隔板腐蚀加剧等,参与反应的量。
电池的电势差,也叫电池电动势,它等于正极电位减去负 极电位,
E=φPbO2/ PbSO4—φPbSO4/Pb= 1.695—(—0.356)= 2.1 V
15
1 铅酸蓄电池基础知识
电池电动势是硫酸浓度的函数,因此电池的开路电压也是 电解液H2SO4浓度的函数。 开路电压=1.850+0.917(P液-P水) 或开路电压=0.84+ ρ液 式中 ρ液——在电池电解液温度下,电解液的密度(g/cm3); ρ水——在电池电解液温度下,水的密度(g/cm3)。
铅酸蓄电池基础知识讲义
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❖ 均充充电:蓄电池重复充、放电使用时的充电方 法,电压相对较高,注意充电时间。
均充电压一般为2.35-2.40V
放电之后应立即充电 (防止PbSO4重结晶)
26
一、蓄电池基础知识-- 充电电压温度补偿
充电电压
(V) 2.35V
2.30
2.31V
线性补偿 (Linear Compensation)
负极板 正极板
+-
+-
+-
+-
12v =24 v
12v
100AH = 200AH 100AH
串联
并联
蓄电池通过串联获得所需电压; 通过并联获得所需容量。
6个单体=12 V铅酸蓄电池
6
一、蓄电池基础知识--铅酸蓄电池两种基本类型
艾默生电池
◆开口排气式(富液式) ◆阀控(密封)式
Flooded Battery
镀锡紫铜端子
上盖
排气孔
端子 排气三通
电池壳 提手
阻燃ABS电池壳
13
一、蓄电池基础知识--铅酸蓄电池内部结构
① 电池槽、盖(container & cover)
⑥
超强阻燃ABS塑料
①
② ③
② 端极柱(terminal)
③
内嵌镀锡紫铜芯,使其电阻最小化,极柱
采用三层特殊密封技术,完全阻止蓄电池
④
漏液可能
蓄电池内部和内部酸雾排出,但又不允许蓄电池内气压超过预定值的装置。
➢ 额定容量--在规定的条件下,蓄电池完全充电后所能提供的由制造厂标明的安时电量。 ➢ 完全充电--当蓄电池内所有可利用的活性物质都已转变成完全充电的状态。 ➢ 耐过充电能力--完全充电状态后的蓄电池能承受过充电的能力。 ➢ 防爆性能--蓄电池内部产生的可燃性气体逸出后,遇到蓄电池外部的明火时在蓄电池内
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电压是单体电池电压与电池数量的乘 积。
位表示。容量大小与电池的结构、极板面积、 活性物质的多孔性等因素有关。
铅酸蓄电池的内阻是指电池在工作时, 电流通过电池内部所受到的阻力。内阻 大小直接影响电池的输出功率和能量效 率,内阻越小,电池性能越好。
放电特性曲线解读
放电时间
放电特性曲线描述了电池在不同放电电流下的放电时间。放电时间越长,说明电池容量越大,能够持续供电的时间也 越长。
装配工艺流程简述
01
02
03
电池组装
将不同型号不同厂家的极 板经过称重、配组后插入 电池槽中,经过焊接或连 接条连接构成电池组。
上盖密封
将安全阀、极柱等与电池 盖组合后,通过热封或胶 封技术使之成为一个整体。
端子焊接
将正负极汇流排与端子焊 接在一起,构成一个完整 的电池。
化成、充电和检测环节说明
铅酸蓄电池应在适宜的温度范围内使用, 避免高温或低温环境对电池性能造成不良 影响。
常见故障排查及处理方法
电池漏液
如发现电池漏液,应立即停止使用,并用干布擦拭干净,检查电池外 壳是否破裂,必要时更换电池。
充电不足
若电池充电后使用时间明显缩短,可能是充电器不匹配或电池老化导 致,应更换合适充电器或对电池进行更换。
电力储能系统应用(太阳能、风能等)
太阳能储能系统
微电网系统
铅酸蓄电池作为太阳能储能系统的重 要组成部分,将太阳能转化为电能并 储存起来,以供夜间或阴雨天使用。
铅酸蓄电池在微电网系统中发挥重要 作用,平衡分布式电源的出力波动, 提高微电网的稳定性和可靠性。
风能储能系统
在风能发电系统中,铅酸蓄电池储存 风力发电机产生的电能,确保在无风 或风力不足时能够持续供电。
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三 起动用铅酸蓄电池加液和补充电
起动用铅酸蓄电池加 (一) 起动用铅酸蓄电池加 液 1. 加 液 前 复 测 电 解 液 密 度 和 温 度, 密 1.275g/ml~1.285g/ml( 25℃),灌入 度 为 1.275g/ml~1.285g/ml( 25℃),灌入 电池的电 电池的电 解 液 温 度 不 高 于 35℃ 。 2. 拧 下 气 塞, 盲 孔 气 塞 务 必 穿 透 排 气 孔 , 有 密 封 垫 或 密 封 签 的 灌 酸 后 要 去 掉 。 电解液液面应高出最低液面线10 15mm, 10~ 3. 电解液液面应高出最低液面线10~15mm,无液面 线的应高出隔板顶部10 15mm。 10~ 线的应高出隔板顶部10~15mm。
Hale Waihona Puke (一)蓄 电 池 的 组 成
• 正负极板是由板栅和活性物质组成。正极活性物质主要成份为二 氧化铅,负极活性物质主要成份为海绵状铅。 • 隔板:是由PVC、PE塑料、微孔橡胶或玻璃纤维等制成,主要作 用:防止正负极板短路;使电解液中正负离子顺利通过;阻缓正 负极板活性物质的脱落,防止正负极板因震动而损伤。 • 电解液:汽车蓄电池采用电解液密度为1.280±0.01g/cm3(25℃) 的稀硫酸。电解液的作用:参与正负极板的电化学反应;传导电 流。 • 蓄电池的壳体(电池槽、盖)是由PP塑料、橡胶等材料制成,是 盛放正、负极板和电解液等的容器。 • 其它:蓄电池除上述主要部件外,还有连接条、端子、极柱、电 眼等零部件。
四 蓄电池的正确使用与维护
• 5 定期维护 • 5.1 每月应认真地用蒸馏水擦拭一次表面,直至表面(含外壳) 每月应认真地用蒸馏水擦拭一次表面,直至表面(含外壳) 不呈酸性为止。 不呈酸性为止。 • 5.2 每半月应认真地检查连结条、极柱及输出连线的接触情况和 每半月应认真地检查连结条、 牢固程度,彻底清除金属部位(如接线端子)的氧化物和锈蚀, 牢固程度,彻底清除金属部位(如接线端子)的氧化物和锈蚀, 更换金属部位的凡士林油。 更换金属部位的凡士林油。 • 5.3 及时进行电解液密度的检查和调整 • 5.4 对蓄电池测量用的仪表(如密度计、温度计、电压表、电流 对蓄电池测量用的仪表(如密度计、温度计、电压表、 车上的显示仪表)进行检查和校验,以免由于仪表不准确, 表、车上的显示仪表)进行检查和校验,以免由于仪表不准确, 导致蓄电池维护工作的质量受到影响。 导致蓄电池维护工作的质量受到影响。 • 5.5 根据气侯季节的变化,按说明书的要求,调整电解液密度(也 根据气侯季节的变化,按说明书的要求,调整电解液密度( 称换季)。 称换季)。 • 5.6 及时检查和排除蓄电池的故障。 及时检查和排除蓄电池的故障。 • 5.7 电池在使用过程中应调好充电器的电压(汽油车13.8 电池在使用过程中应调好充电器的电压(汽油车13.8 13.8— 14.40V、柴油车27.6 28.80V)防止过充电。 27.6—28.80V 14.40V、柴油车27.6 28.80V)防止过充电。
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铅膏成分导电性:Pb(导电性好)>PbO2>PbSO4(白色,几
乎不导电)
1 铅酸蓄电池基础知识
隔板: 隔板将正负极板隔开,主要作用是:防止正负极板接触造成的电 池短路,允许离子通过但不导电。
铅酸蓄电池隔板有:PE隔板、AGM隔板、PVC隔板、涤纶排管
等。富液式电池使用的是PE隔板(主要成分:聚乙烯),阀控式 电池使用的是AGM隔板(主要成分:玻璃纤维)。 隔板应当具备以下特点: 具备良好的化学稳定性和机械强度,耐氧化还原反应;电子的绝
1 铅膏硬化:加强机械强度,减少铅膏裂纹
2 游离铅氧化:使铅膏中约15%游离铅氧化。 正极:化成时, Pb-PbSO4-PbO2, 因体积变化较大,容易造成铅膏脱落。
负极:游离铅与绒状铅难以形成均一相,使铅膏结构松散,铅利用率下降。
3.板栅腐蚀:使铅膏与板栅结合牢固,不易产生绝缘层。
3铅酸蓄电池制造流程
第四位和第五位数字,是电池尺寸组号。
2.铅酸蓄电池命名
2.4 日本JIS标准命名 例如:34B19、38B19、46B24、55B24、55D23、 75D23、55D26、75D26、80D26、85D26、95D31
名称中:前两位数字:性能,最大容量不超过这个
第三位字母,槽宽*槽高的区分 第四位和第五位数字,电池槽长度,cm
锌/氧化银电池)。
(原电池),如干电池(碱性锌/二氧化锰电池)、纽扣电池(锌/氧化汞电池、
二次电池:可以反复充放电,称为二次电池(蓄电池),如汽车起动用的铅
酸电池、手机用的锂电池。
1 铅酸蓄电池基础知识
贮备电池:关键组分在电池活化之前与电池其余部分隔开,因此电池中化学
反应和自放电基本上被阻止,这类电池使用前需激活,可以长时间贮存,以适 应恶劣环境或特殊需求。如导弹、鱼雷等武器系统使用的镁/氯化银海水激活 电池、锂/五氧化二钒电池。
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铅酸蓄电池培训讲义一、铅酸蓄电池基本原理1.蓄电池也称为二次电池,是相对于原电池(一次电池)而言。
原电池是将化学能转化为电能的装置,当其内部参与化学反应的物质耗损到一定程度,其寿命便告终止,无法再将原来的化学能予以恢复。
蓄电池是其将储存化学能转变为电能后(放电:化学能转变成电能),当采用充电装置对其输入直流电能时,又可将耗损的化学能予以恢复(充电:电能转变成化学能)。
可以完成多次充放电循环。
2.铅酸蓄电池是以铅及其合金、硫酸为主要原料的蓄电池,其正极活性物质为深褐色或棕褐色二氧化铅,负极活性物质为灰色绒状铅,电解质为稀硫酸。
阀控式密封铅酸蓄电池基本结构为:电池槽盖、正负极板、汇流排、玻璃纤维隔板、稀硫酸电解液、铅零件、端极柱、安全阀等。
3.铅酸蓄电池的型号命名与识别,见表1。
表14.铅酸蓄电池充放电机理:放电:加负载将蓄电池正负极连通后,由于正极电势高,电子从负极流向正极,通过负载产生电流。
同时电池负极发生氧化反应,绒状铅被氧化,释放出电子,其电化学反应式为:Pb+HSO4--2e=PbSO4+H+;电池正极发生还原反应,接受从电池负极输送过来的电子,二氧化铅被还原,其电化学反应式为:PbO2+3H++HSO4-+2e=PbSO4+2H2O。
伴随着电化学反应的发生,正极(进行阴极过程)的二氧化铅活性物质和负极(进行阳极过程)的绒状铅活性物质均转化成硫酸铅,电解液中硫酸被消耗,视比重变低。
充电:给电池附加一电压值高于电池电动势的外部直流电源回路,电源正极与电池正极相连、电源负极与电池负极相连,电子从电源负极流向蓄电池负极,蓄电池负极发生还原反应,其电化学反应式为:PbSO4+H++2e=Pb+HSO4-;蓄电池正极发生氧化反应,其电化学反应式为:PbSO4+2H2O-2e= PbO2+3H++HSO4-。
伴随着电化学反应的发生,正极(进行阳极过程)和负极(进行阴极过程)的硫酸铅逐渐被溶解,分别生成二氧化铅和绒状铅,同时发生水的电解和硫酸的生成,电解液浓度增加。
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第一章铅酸蓄电池的定义、结构及反应原理一、蓄电池基念知识:1、基本定义●电能可由多种形式的能量变化得来,其中把化学能转换成电能的装置叫化学电池,一般简称为电池,电池有原电池和蓄电池之分。
●放电后不能用充电的方式使内部活性物质再生的叫原电池,也称一次性电池。
●放电后可以用充电的方式使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能的电池,叫蓄电池,也称二次电池。
2、常用技术术语●充电:蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。
●放电:蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。
●浮充放电:蓄电池和其他直流电源并联,对外电路输出电能叫做浮充放电。
有不间断供电要求的设备,起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态。
●电动势:外电路断开,即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差,叫电池的电动式。
●端电压:电路闭合后电池正负极间的电位差叫做电池的电压或端电压●安时容量:电池的容量单位为安时,即:电池容量Q(安时)=I放×t放I放为放电电流(安)t放为放电时间(小时)●电量效率(安时效率):输出电量与输入电量之间的比叫做电池的电量效率,也叫作安时效率。
电量效率(%)=(Q放÷Q充)×100%=(I放×t放)÷(I充×I充)×100%Q放和Q充分别是放电和充电容量(安时●自由放电:由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗。
容量损失搁置之前的容量之比,叫做蓄电池的自由放电率自由放电率(%)= (Q1-Q2)÷Q1×100%Q1为搁置前放电容量(安时)Q2为搁置后放电容量(安时)●使用寿命:蓄电池每充电、放电一次,叫做一次充放电循环,蓄电池在保持输出一定容量的情况下所能进行的充放电循环次数,叫做蓄电池的使用寿命。
二、铅酸蓄电池1、定义铅酸蓄电池是是蓄电池的一种,主要特点是采用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。
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谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
铅酸蓄电池知识培训讲义 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回
《铅酸蓄电池培训》课件
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密切监测电池的温度、电解液 的比重和电池电压,确保放电
正常进行。
充电放电的注意事项
01
注意安全
铅酸蓄电池充电和放电过程中会 产生氢气,因此要确保工作场所
通风良好,避免氢气聚集。
03
定期维护
定期检查铅酸蓄电池的外壳是否 有裂纹或损伤,并保持清洁干燥
。
02
控制温度
充电和放电过程中,电池的温度 会升高,应控制温度不超过40℃
2-8小时。
充电过程中的监测
密切监测电池的温度、电解液 的比重和电池电压,确保充电
正常进行。
放电过程
放电前的准备
确保电池充满电,并了解放电 的电流、电压和时间等参数。
放电方式
采用恒流或恒阻放电方式,使 电池按照规定的放电曲线进行 放电。
放电时间
根据放电电流的大小和容量来 决定,一般需要持续放电几小 时。
技术进步
近年来,铅酸蓄电池在提 高能量密度、充电速度和 寿命等方面的技术进步也 在不断取得突破。
应用领域
汽车工业
铅酸蓄电池广泛应用于各 类汽车,包括电动汽车、 混合动力汽车和传统燃油 车。
电力工业
在电力系统中,铅酸蓄电 池用于稳定电力系统和提 供紧急电源。
其他领域
铅酸蓄电池还广泛应用于 摩托车、船舶、航空器、 铁路车辆和储能系统等领 域。
电解液的浓度和成分对铅酸蓄电池的性能和寿命有着重 要影响。
电解液的主要功能是在正负极板之间传导离子,从而产 生电流。
电解液的渗透和流动也影响着蓄电池的充电和放电效率 。
隔板
隔板在铅酸蓄电池中起到分隔 正负极板的作用,以防止短路
。
隔板通常由微孔塑料或玻璃纤 维制成,其结构能够允许电解 液通过,但阻止正负极板直接
铅酸蓄电池知识培训资料共21页
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
Hale Waihona Puke 27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
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30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
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铅酸蓄电池培训讲义铅酸蓄电池基本原理1.蓄电池也称为二次电池,是相对于原电池(一次电池)而言。
原电池是将化学能转化为电能的装置,当其内部参与化学反应的物质耗损到一定程度,其寿命便告终止,无法再将原来的化学能予以恢复。
蓄电池是其将储存化学能转变为电能后(放电:化学能转变成电能),当采用充电装置对其输入直流电能时,又可将耗损的化学能予以恢复(充电:电能转变成化学能)。
可以完成多次充放电循环。
2.铅酸蓄电池是以铅及其合金、硫酸为主要原料的蓄电池,其正极活性物质为深褐色或棕褐色二氧化铅,负极活性物质为灰色绒状铅, 电解质为稀硫酸。
阀控式密封铅酸蓄电池基本结构为:电池槽盖、正安全阀等。
3.铅酸蓄电池的型号命名与识别,见表1。
表14.铅酸蓄电池充放电机理:放电:加负载将蓄电池正负极连通后,由于正极电势高,电子从负极流向正极,通过负载产生电流。
同时电池负极发生氧化反应,绒状铅被氧化,释放出电子,其电化学反应式为:Pb+HSO4--2e二PbSQ+H+;电池正极发生还原反应,接受从电池负极输送过来的电子,二氧化铅被还原,其电化学反应式为:PbO2+3H++HSO4-+2e=PbSQ+2H2O。
伴随着电化学反应的发生,正极(进行阴极过程)的二氧化铅活性物质和负极(进行阳极过程)的绒状铅活性物质均转化成硫酸铅,电解液中硫酸被消耗,视比重变低。
充电:给电池附加一电压值高于电池电动势的外部直流电源回路, 电源正极与电池正极相连、电源负极与电池负极相连,电子从电源负极流向蓄电池负极,蓄电池负极发生还原反应,其电化学反应式为:PbSO4+H++2e二Pb+HSQ-;蓄电池正极发生氧化反应,其电化学反应式为:PbSO4+2H2O-2e= PbQ+3H++HSO4-。
伴随着电化学反应的发生,正极(进行阳极过程)和负极进行阴极过程)的硫酸铅逐渐被溶解,分别生成二氧化铅和绒状铅,同时发生水的电解和硫酸的生成,电解液浓度增加。
由于蓄电池在放电过程中,正负极的的活性物质均转化成硫酸铅,电化学上将此理论称之为“双极硫酸盐化理论” 。
5.铅酸蓄电池充电过程中的附加反应(副反应):铅酸蓄电池在充电后期或铅酸蓄电池极板化成后期,当正负极电压升高至2.4V 以上时,正极发生水的电解反应,消耗部分电能,其电化学反应式为:H2O-2e=2H++1/2O2f。
这种不需要的反应称为附加反应或副反应,由于副反应的存在,使蓄电池在充电或极板化成时实际消耗的电量大于理论消耗的电量。
产生的氧气穿过隔板孔隙及其它通道进入负极进行复合,此时负极发生还原反应,为阴极,故亦称阀控式密封铅酸蓄电池为阴极吸收式电池。
其电化学反应式为:1/202+Pb+H2SO4=PbSO4+H2O。
当负极电势达到析氢电势值时,负极上有氢气析出,其电化学反应式为:2H++2e=H2 to铅酸蓄电池中玻璃纤维隔板吸附电解液饱合度一般不高于90%,若太高,隔板孔隙被电解液填满,正极产生的氧气便无法通过隔板孔隙到达负极进行复合,复合反应效率低,电池内压升高,安全阀频繁开启,造成电池失水严重,寿命缩短。
6.铅酸蓄电池电特性:1)电动势:蓄电池正极平衡电极电势与负极平衡电极电势之差。
蓄电池电动势值由电池进行反应的性质和条件决定,与电池的大小和形状无关。
(2)平衡电极电势的产生:将一金属电极插入含有该金属离子的溶液中,由于该金属离子在金属中与在溶液中的化学势不同,因而发生金属离子在金属电极和溶液之间的转移。
在静电力的的作用下,这种转移很快达到动态平衡,这时金属电极表面所带符号与金属电极表面附近溶液中离子所带电荷符号相反,数量相等,于是在金属电极与溶液界面处形成双电层,对应于双电层的建立,金属电极和溶液内便产生一定的电势差,称为平衡电极电势,其绝对值无法测得,只能是相对值。
(3)开路电压:电池处于开路时正极的稳定电极电势与负极的稳定电极电势之差。
开路电压范围:2V系列单体,2.13〜2.18V。
(4)稳定电极电势:如上述平衡电极电势建立所述,当电极处在可逆状态下,金属与金属离子处于动态平衡,这是一种理想状态,事实上,在电解质水溶液中,电极上不但存在着金属与金属离子一对氧化还原反应,同时还存在着H+的还原和H2的氧化(或者是H2O的氧化和02的还原)的另一对电化学反应。
其电化学反应式为:Me-ze --- Me z+-- > +H2-2e —2H+...........H2O-2e^*=^H++1/2O2理想状态下,只存在着反应①,实际上反应①和②或③同时存在, 氧化反应所失去的电子为还原反应所得,这样就能保持电极上电子的平衡,然而其荷电状态与只存在反应①不同,这时建立的电极电势称为稳定电极电势。
由于反应①和②同时存在,金属将不断溶解,H2将不断析出,但金属溶解和H2 析出的速度均很慢,电极电荷状态与只有反应①时变化不大,故稳定电极电势与平衡电极电势值很接近,但如果析氢过电位很小的情况下,二者电势值的差别将很明显。
所以在一般情况下,可将电池的开路电压视同为电池的电动势。
5)开路电压的应用:A :从充足电并开路搁置48h以上电池所测得的开路电压值可以大略判断该电池电解液密度(开路电压值=0.85+ P, P为电解液密度)。
B :判断电池的荷电状态,估算电池自放电程度,确定电池是否需要补充电。
C:判断电池失效原因:若为极板硫酸盐化电池,其开路电压值下降,充电时电压值高;若为活性物质软化脱落电池,其开路电压值正常,但放电容量低。
6)容量:蓄电池以一定的放电电流,在规定的放电终止电压条件下,放电时能释放出的电能。
A :不同种类和用途电池,其额定容量规定不同,如固定型阀控式密封铅酸蓄电池的额定容量为10h率放电容量,起动用铅酸蓄电池的额定容量为20h 率放电容量,内燃机车用密封铅酸蓄电池的额定容量为5h 率放电容量,电动助力车用铅酸蓄电池的额定容量为2h 率放电容量。
B :蓄电池容量与放电电流有关,放电电流愈大,其放电容量愈低。
如固定型阀控式密封铅酸蓄电池,当I=0.10C10(A) ,Ce=100%C10 (Ah);当l=O.25C io(A) ,Ce=75%G o(Ah);当l=O.55C io(A) ,Ce=55%G oAh )。
这是由于放电电流愈大,电化学反应速度愈快,极板内硫酸电解液消耗也愈快, 由于电化学反应生成的硫酸铅的覆盖, 大体溶液中的硫酸电解液不能迅速向深层扩散补充, 反应便提前终止。
放电电流愈大,活性物质利用率愈低。
C :蓄电池放电容量与放电时电池内温有关。
电池内温高,电池电解液温度高,电解液电阻率下降,使电池内阻降低。
放电时,电池电压U = E - I (R+r),式中E为电池电动势,R为负载电阻,r为电池内阻,当r减小,使电池电压值在同样时间里相对较高,维持至终止电压时间也相对延长, 从而提高放电容量。
电池放电容量与电池内温对应关系:C t=C e〔1+K (t-25C)〕,式中C t——电池内温为t时放电容量;C e 温度为25 C时放电容量,t——放电时电池内温;K——温度补偿系数,10h率时为0.006/C,3h率时为0.008/C,1h 率时为0.010/C。
在检测电池容量时,当电池内温偏离25C时,应对电池放电容量进行补偿,内温高时,要求放电容量较高,内温低时,要求放电容量较低。
7)电化当量:充、放电过程中,正极电化学反应为:P bSC4 + 2 出0 72e 崎P bO2 + 3 H+ + HS04-负极电化学反应为:4 + J + 2e =P b +HSSPbS。
综合正、负极电化学反应为:PbSC4 + 2H2C + PbSC4 PbC2 + 2H2SC4 + Pb①在化学上,1A的电流在1s内通过的电量为1为库仑,则1Ah = 1(A)*3600(s)= 3600AS = 3600 库仑;②在上述正、负极电化学反应中产生2摩尔电子参与氧化还原反应,在化学上1摩尔电子数量为6.023*1023个,每1个电子的电量为1.6*10-19库仑,则每1摩尔电子的电量为6.023*1023*1.6*10-19=9.632*104库仑二26.8(Ah);③上述电化学反应中产生2摩尔电子将消耗1摩尔的二氧化铅和1摩尔的绒状铅,1摩尔二氧化铅物质量为207.6+32=239.(g);1摩尔绒状铅物质量为207.6(g),电化学中把产生1Ah电量所消耗的活性物质的量称为该活性物质的电化当量,则二氧化铅的电化当量为239.6/2=119.8(g/摩尔)=119.8/26.8=4.466(g/Ah);绒状铅的电化当量为207.6/2=103.8(g/摩尔)=103.8/26.8=3.868(g/Ah)。
(8)铅酸蓄电池的失效模式:①正板栅腐蚀②热失控③失水④容量衰竭(9)铅酸蓄电池的自放电①负极产生的自放电:由于负极活性物质铅为活泼的金属粉末电极,在硫酸溶液中,电极电位比氢低,可以发生置换氢气的反应,通常把这种现象叫做铅自溶,其反应式为:P b+H2SO4 = PbSQ+H2 |影响铅自溶的因素:A随硫酸电解液浓度及温度的增加而增大;B蓄电池负极表面有各种金属杂质存在,当某种金属杂质的析氢超电势值低时,就能与负极活性物质形成腐蚀微电池,从而加速铅自溶,如铁、锑、银等金属存在时,特别是铁的影响极大。
在负极:Fe3+ + HS04- + Pb = PbSQ + H++ 2Fe2+在正极:2Fe2+ + 3H+ + HS04- + PbO? = P bSQ + 2出0 + 2Fe3+ C正极析出氧气的影响1/202+Pb+H2SO4 二P bSQ+HkO②正极产生的自放电正极自放电的产生主要有以下几个方面:A正极板栅中金属锑、铅及银的氧化:5PbO2 + 2Sb + 6H2SO4 = (SbO2)2SO4 + 5PbSQ + 6哉0PbO2 + Pb + H2SO4 = P bS04 + 2H2OPbO? + Ag + H 2SO4 = AgSO q + P bS04 + 2H2OB极板孔隙深处和极板表面硫酸浓度差所产生的浓差电池产生自放电,这种自放电因素随着充电完成后搁置时间延长浓度差减小而逐渐减小。
C 负极产生氢气的影响H2 + PbO2 + H2SO4 = PbSO4 + H2OD 正极板中铁离子的影响2Fe2+ + 3H+ + HSO4- + PbO2 = PbSO4 + 2H2O + 2Fe3+④自放电状况检查A 质量法:无论什么原因造成的自放电,都使极板的活性物质转化成硫酸铅,使极板的质量增加,因此对正、负极板测其质量增加情况就可以比较自放电量的多少。
B 测量电解液密度:容量减少后,蓄电池的电解液密度要降低,所以蓄电池搁置一段时间后测量其电解液密度可估算其容量损失。