第二部分 化学电源工艺学.ppt

铅酸蓄电池的结构与维护 伦国瑞 2010年11月 学时：6学时 主要内容： 铅酸蓄电池概述 铅酸蓄电池使用维护 供电系统中蓄电池的地位 一、蓄电池基念知识 2、常用技术术语 充电：蓄电池从其它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、铅酸蓄电池的工作原理 放电时正极1mol的二氧化铅，负极1mol的海绵状纯铅，同时有2mol的硫酸参与反应。 放电时,正极二氧化铅(Pbo2)变成硫酸铅(PbSO4),负极由海绵状纯铅(Pb) 变成硫酸铅(PbSO4)。 充电时,正极由硫酸铅(PbSO4)转化为二氧化铅(Pbo2),负极由硫酸铅(PbSO4)转化为海绵状纯铅(Pb)。 上式中的水被分解：2H2O=2H2 +O2 因此，这种电池有大量的氢与氧析出。 1、蓄电池的放电过程 2、蓄电池的充电过程 三、铅酸蓄电池 三、铅酸蓄电池 3、产品型号含义： 根据JB2599-85部颁标准，我国铅酸电池型号分为三段，其安排和含义如下： 串联的单体电池数—电池的类型和特征—额定容量 当电池数为1时，称为单体电池，第一段可以省略。 电池的类型是根据主要用途划分，代号用汉语拼音第一个字母，如下表： 例：6QA-120 表示有6个单体电池（12伏），启动用电池，装有干式荷电击板，额定容量为120安时。 4、铅酸蓄电池的发展历史和趋势 发展历史：涂膏式极板、铅锑板栅合金、管状电极、铅钙板栅合金、胶体电解液及阀控式铅酸蓄电池 发展趋势： 要求蓄电池是免维护型的，更便于使用； 进一步提高电池的比能量； 进一步提高电池的比功率； 进一步提高电池的循环寿命。 5、铅酸蓄电池的优缺点： 优点： 原料易得，价格相对低廉； 高倍率放电性能良好； 温度性能良好,可在-40～＋60℃的环境下工作； 适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应； 废旧电池容易回收,有利于保护环境。 缺点： 比能量低,一般为30～40Wh/kg； 使用寿命不及Cd/Ni电池； 制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备。 6、基本构造： 铅酸蓄电池的极板，依构造和活性物质化成方法，可分为四类：涂膏式极板，管式极板，化成式极板，半化成式极板。 涂膏式极板（涂浆式极板）由板栅和活性物质构成的。 板栅的作用为支承活性物质和传导电流、使电流分布均匀。 板栅的材料一般采用铅锑合金，免维护电池采用铅钙合金。 正极活性物质主要成份为二氧化铅（PbO2), 棕红色；负极活性物质主要成为绒状（海绵状）纯铅，深灰色。 隔板是由微孔橡胶、颜料玻璃纤维等材料制成的，在正、负极板间起绝缘作用，可使电池结构紧凑,它的主要作用是： 防止正负极板短路。 隔板有许多微孔，让电解液畅通无阻,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。隔板一面平整，一面有沟槽，沟槽面对着正极板。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。 要求隔板要有孔率高、孔径小、耐酸、不分泌有害杂质，有一定强度，在电解液中电阻小，具有化学稳定性的特点。 （3）电解液 电解液是蓄电池的重要组成部份，它的作用是传导电流和参加电化学反应； 电解液是由浓硫酸和净化水（去离子水）配制而成的，电解液的纯度和密度对电池容量和寿命有重要影响； 比重一