蓄电池基础知识及其检测方法

在发动机起动时，向起动机、点火系统等主要用 电设备供电。 在发动机不运行或低速运行时，蓄电池向各种用 电设备供电。 当用电设备过多、用电量超过发电机的供电能力 时，蓄电池协助发电机向各种用电设备供电。 稳定电压的作用。蓄电池相当于一个大电容，可 以吸收电路中瞬间的过电压，以保护用电设备。
§1-2、蓄电池的构造与型号
随着充电的进行， 电动势逐渐升高，电解 液密度增大，充满电后， 单格蓄电池的电压为 2.1V（12V.6）。
我们可以根据蓄电池的开路端电压的大小，来判断其充 电情况：
电压 12.5V 12V 11V 10V 8V 6V 判定 正常 亏电 严重亏电 过量亏电、电池短路 过量亏电、装反极板 硫酸盐化 处理方法 容量充足 补充电 车不充电观察 充电观察、电池报废 电池报废 电池报废
故 障 原 因
排 除 方 法
二、自行放电/自放电 •
充足电的蓄电池，放置不用而逐渐失去电量，称 为“自行放电”。如果每昼夜自行放电损失的容量＜ 2%，为正常自行放电；如果每昼夜自行放电损失的容 量＞2%，则为自行放电故障。
产生自行放电的原因 1、电解液中含有杂质或极板材料中含有杂质，不同杂质之间形成电位差， 引起局部放电。 2、蓄电池盖上有电解液，使正、负极形成通路。 3、长期不用，硫酸下沉，电解液上下部分浓度不等，形成电位差引起自 行放电。 4、极板上活性物质脱落而沉积在壳体的底部，造成极板之间短路。
一、蓄电池的工作原理 蓄电池是一个化学电源，其充电与放电过 程是一种可逆的化学反应。
在正极板 处，PbO2与硫 酸作用而生成 带正电荷的铅 离子(Pb4+)沉浮 在正极板上， 使正极板具有 约2V的正电位。 在负极板 处，铅电离为 铅离子（Pb2+） 和电子(2e)， 2个电子留在 负极板上，使 负极板具有约 -0.1V的负电 位。
§1-5、蓄电池的充电
一、充电方法 新蓄电池、使用中的蓄电池及修复后的 蓄电池等，由于技术状况不同，采用的充电 步骤和规范也不同。
常用的充电方法有定流充电、定压充电和脉冲 快速充电等三种。

（1）、定流充电
• 在充电过程中，充电电流保持为恒定 值的充电方法称为“定流充电”。
可以将 不同电压值、 容量相近的蓄 电池串联起来 充电。如果容 量不同，应按 容量小的蓄电 池来决定充电 电流。
§1-4、蓄电池的容量及影响因素
• 一、蓄电池的容量C • 蓄电池的容量是指在放电允许范围内，蓄 电池输出的电量： • C＝Ｉf×t f （安时/A·h） • 1、额定容量C20 • 充足电的蓄电池，在电解液温度为30oC时， 以20h放电率的电流连续放电到规定的终止电压 时，蓄电池所输出的电量C20。
（3）、快速充电
定流和定压充电的时间长，消耗的电能多，给 使用带来不方便。利用快速充电，完成一次初充 电，只需5小时左右；完成一次补充充电约1小时 左右。
快速充电 具有充电时间 短、空气污染 小、节省能量 和去硫化效果 明显等特点， 已被广泛应用。
§1-6、蓄电池的常见故障
一、极板硫化
所谓极板硫化, 就是指极板上硫酸铅的再结晶。半放电的蓄电 池的极板表面上有一层硫酸铅, 称作一次结晶体。这种半放电的 蓄电池在存放过程中, 随着环境温度的上升, 极板上的硫酸铅就会 逐渐溶解到电解液中来, 温度越高, 溶解度越大。当温度下降时, 硫酸铅的溶解度会逐渐达到过饱和状态, 并再次结晶为较大的白 色颗粒, 从电解液中析出再次附着到极板上去。这就是极板硫 化的过程。极板硫化的蓄电池的特征为：充电快，放电也快。
随着放电的进行，电解 液密度减小。
在外电源的作用下，迫使２个电子从正极板返 回负极板，形成从正极板流向负极板的充电电流。
极板上的硫酸铅还原成氧化铅 和铅，电解液中的水份还原成硫酸。
3、充电过程
随着充电的进行，电解液中硫酸 的成份增加，电解液密度增大。
二、蓄电池的工作特性 1、放电特性
放电特性是将充足电的蓄电池，在以20h放电率的电 流连续放电过程中，端电压U、电动势E和电解液密度γ 随放电时间的变化规律。
故障 蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。 特征 如果充足电的蓄电池在30天之内每昼夜容量降低超过2%，称为故障性自 放电。 故障 （1）电解液不纯，杂质与极板之间以及沉附于极板上的不同杂质之间形 原因 成电位差，通过电解液产生局部放电。 （2）蓄电池长期存放，硫酸下沉，使极板上、下部产生电位差引起自放 电。 （3）蓄电池溢出的电解液堆积在电池盖的表面，使正、负极柱形成通路。 （4）极板活性物质脱落，下部沉积物过多使极板短路。 排除 自放电较轻的蓄电池，可将其正常放完电后，倒出电解液，用蒸馏水反复 方法 清洗干净，再加入新电解液，充足电后即可使用；自放电较为严重时，应 将电池完全放电，倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，用蒸馏水冲洗之 后重新组装，加入新的电解液重新充电后使用。
定流充电的特点：
定流充电有较大的适应性，可以根据需 要选择充电电流，但充电时间长，而且需 要经常调节充电电流。一般适用于新蓄电 池和故障修复蓄电池的初充电。
初充电的特点是充电电流小，充电时间较长。 当蓄电池的电量不足时，必须进行补充充电。
（2）、定压充电
• 在充电过程中，始终保持充电电压不 变的充电方法称为“定压充电”。
4、壳体
各单格之间用铅质联条串联起来，如右图所示。
壳体采用耐酸、耐热和耐震的硬 橡胶或聚丙稀塑料制成整体式结构， 壳体内分成６个互不相通的单格，每 个单格内装有极板组和电解液组成一 个单格的蓄电池。
壳体的底部有凸起的筋，用来支 撑极板组，并使极板上脱落下来的活 性物质落入凹槽中，防止极板短路。
电量指示器工作原理
故 障 特 征
极板上生成一层白色粗晶粒的PbSO4，在正常充电时不能转化为PbO2和Pb的现象。 （1）硫化的电池放电时，电压急剧降低，过早降至终止电压，电池容量减小。 （2）蓄电池充电时单格电压上升过快，电解液温度迅速升高，但密度增加缓慢， 过早产生气泡，甚至一充电就有气泡。 （1）蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电，导致极板上的PbSO4有一部分 溶解于电解液中，环境温度越高，溶解度越大。当环境温度降低时，溶解度减小， 溶解的PbSO4就会重新析出，在极板上再次结晶，形成硫化。 （2）电解液液面过低，使极板上部与空气接触而被氧化，在行车中，电解液上下 波动与极板的氧化部分接触，会生成大晶粒PbSO4硬化层，使极板上部硫化。 （3）长期过量放电或小电流深度放电，使极板深处活性物质的孔隙内生成PbSO4。 （4）新蓄电池初充电不彻底，活性物质未得到充分还原。 （5）电解液密度过高、成分不纯，外部气温变化剧烈。 轻度硫化的蓄电池，可用小电流长时间充电的方法予以排除；硫化较严重者采用 去硫化充电方法消除硫化；硫化特别严重的蓄电池应报废。
3、电解液 电解液是由化学纯的硫酸 2SO4）和蒸 化学纯的硫酸（H 化学纯的硫酸 蒸 馏水（H2O）按一定比例配制而成的硫酸水 馏水 溶液（密度为1.24～1.31克/立方厘米）。
64%蒸馏水
H2O
密度：1.000
+
36%硫酸
H2SO4
密度：1.835
=
电解液
密度：1.265
电解液密度对蓄电池的容量和寿命影响大。密度大 可以提高蓄电池的容量，减少结冰的危险；但粘度增加， 流动性变差，使蓄电池的容量下降，而且腐蚀作用增强， 降低极板和隔板的寿命。
电解液密度高 于1.26或充电高于 65%时，小球浮起， 指示器显示绿色。 当充电低于 65%时，小球下沉， 指示器显示黑色，表 明需要充电。 当电解液液面 较低时，指示器显示 无色或浅黄色，该蓄 电池应该更换。
二、蓄电池的规格型号
（教材P6）
蓄电池的型号按JB/T 2599-1993 《铅酸蓄电 池产品型号编制方法》的规定，组成如下： Ⅰ Ⅱ Ⅲ
• 铅蓄电池一般由3个或6个单格电池串联而成，结 构如图所示：
铅酸蓄电池由极板、隔板、 电解液和壳体组成。
1、极板与极板组
蓄电池的极板分为正极板和负极板，它们都以 铅—锑合金浇铸成的栅架为骨架，在栅架上填充活 性物质制成极板。极板是蓄电池的核心部分，蓄电 池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物 质与电解液进行的。 活性物质
2、起动容量
起动容量表征蓄电池在接起动机时的供电能 力，并根据使用条件分为常温起动容量和低温 起动容量。 常温起动容量——在电解液温度为30oC时， 以5分钟放电率的电流，连续放电到9V（12V蓄 电池）时，蓄电池所输出的容量。 低温起动容量——在电解液温度为-18oC时， 以5分钟放电率的电流，连续放电到6V（12V蓄 电池）时，蓄电池所输出的容量。
定压充 电时，可以 将相同电压 值的蓄电池 并联起来一 起充电。
定压充电的特点：
定压充电在充电初期， 由于蓄电池的电动势较低， 因而充电电流大；随着电动 势的升高，充电电流逐渐减 小，在接近充电终了时，充 电电流已降低到很小值。
充电过程中电解液无沸腾现象，可以减少水分的损失； 在充电4～5小时后，量容可达90%～95%，缩短了充电的 时间。定压充电方法适用于蓄电池的补充充电，不适用于 新蓄电池和故障蓄电池的初充电，汽车上发电机对蓄电池 的充电为定压充电。
静止电动势Ej与电 解液的密度变化相似， 单格蓄电池的放电终止 电压1.75V（10.5V）。 密度γ随着放电的 进行而直线下降，因此， 在使用中可以根据电解 液的密度γ来判断蓄电池 的放电程度。
2、充电特性 充电特性是指在恒电流充电过程中，蓄电池 的端电压U、电动势E和电解液密度γ随时间变 化的规律。
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