第2篇 蓄电池.ppt

蓄电池的充电过程是将外电源的电能转换成化学能储存起来的过程。电源电压应高于蓄电池的电动势，这样，在电源电压的作用下，电流Ic从蓄电池的正极流入，负极流出(即驱使电子2e从正极经外电路移向负极)，其化学反应过程如图所示。 蓄电池的工作原理 ３. 充电过程 图2-9　蓄电池的充电过程 负极板处有少量的PbSO4溶入电解液中，离解为Pb2+和SO42-，即： Pb2+在电源的作用下获得2e变为Pb，沉附在负极板上，而H+则与电解液中的SO42+结合，生成H2SO4，即： 负极板上的总反应为: 蓄电池的工作原理 正极板处，也有少量PbSO4溶入电解液中，离解为Pb2+和SO42-，Pb2+在电源的作用下失去2e变为Pb4+，Pb4+又和电解液中的H2O离解出来的OH-结合，生成Pb(OH)4，Pb(OH)4又分解为PbO2和H2O，而SO42-又与电解液中的H+结合生成H2SO4 。 蓄电池的工作原理 正极板上的总反应为: 可见，在充电过程中，正、负极板上的PbSO4，将逐渐恢复为PbO2和Pb，电解液中的H2SO4成分逐渐增多，H2O逐渐减少，电解液密度上升，当正负极板上的H2SO4全部转变为PbO2和Pb时，充电过程结束。 充电终期，电解液密度将升到最大值，且会引起水的电解。 蓄电池充电时要保证通气畅通和充电室通风。 蓄电池的工作原理 蓄电池的静止电动势是指无负荷的情况下测得的端电压(即开路电压)，用E0表示。E0的大小与电解液的密度和温度有关。实际应用中，电解液密度在1.05-1.30g/cm3范围内，单格电池静止电动势可由下述经验公式计算其近似值: 式中:ρ25℃———电解液25℃时的密度，g/cm3。 蓄电池的特性 １. 静止电动势 ρ25℃与实测电解液密度ρt(需在蓄电池静止状态时测试)的关系如下: 式中:t——实测电解液温度，℃； β——电解液密度温度系数，β=0.00075，即每温升1℃，密度将下降0.00075g/cm3 。 蓄电池的电解液密度在充电时增大，放电时减小，一般在1.12-1.30g/cm3之间波动,故静止电动势约在1.97-2.15V之间变化。 蓄电池的内阻包括极板、隔板、电解液、单格电池连接条等的电阻。 蓄电池的特性 ２. 内阻 ３. 放电特性 蓄电池的放电特性是指完全充电的蓄电池以20h率的电流连续恒流放电，其端电压Uf和25℃时的电解液密度ρ25℃随放电时间tf而变化的特性。以6-QA-105型蓄电池为例，放电电路如图2-10所示。在以20h率的电流连续放电过程中，每隔一定时间测量蓄电池的端电压和电解液密度ρt。并换算成单格电压和ρ25℃。便得到如图2-11所示的6-QA-105型蓄电池的放电特性曲线。 蓄电池的特性 图2-10 蓄电池放电电路 图2-11　6-QA-105型蓄电池 放电特性曲线 由于放电过程中电流是恒定的，单位时间内所消耗的硫酸量是相同的，所以ρ25℃沿直线下降，且每下降0.04g/cm3，蓄电池放电约为额定容量的25%。 放电过程中，由于蓄电池存在内阻压降，所以实测蓄电池的端电压Uf总小于蓄电池的电动势E0，即: 蓄电池的特性 式中:If——放电电流，A； Rn——蓄电池内阻，Ω。 放电过程中，蓄电池的端电压是变化的，它随放电过程中电动势的减小而降低。 蓄电池放电终了的特征是: （1）电解液密度降低到最小许可值； （2）单格电池的端电压降至放电终止电压(以20h放电率放电，单格终止电压为1.75V)。 蓄电池允许放电终止电压与放电电流强度有关，放电电流越大，放电时间越短，允许的放电终止电压越低，见表2-4。 蓄电池的特性 蓄电池的充电特性是指放电状态的蓄电池在恒流连续充电过程中，蓄电池的端电压Uc和25℃时的电解液密度ρ25℃随充电时间tc而变化的特性。一般初充电电流为额定容量的1/15，平常充电电流为额定容量的1/10，以6-QA-105型蓄电池为例。采用1/10额定容量的充电电流进行充电，充电电路如图2-12所示，在充电过程中，每隔一定时间，测量蓄电池的端电压和电解液密度ρt并换算成蓄电池单格电压和ρ25℃，便可得到如图2-13所示的6-QA-105型蓄电池的充电特性曲线。 蓄电池的特性 ４. 充电特性 蓄电池的特性 图2-12　蓄电池充电电路 图2-13　6-QA-105 型蓄电池充电特性曲线 充电时，电源电压必须克服蓄电池的电动势E0和电池内阻压降IcRn。因此充电过程中，蓄电池的端电压Uc总大于电动势E0，即: 蓄电池的特性 式中:Ic——充电电流，A。 由于恒流充电时，单位时间内生成的硫酸量相