《新能源汽车动力电池系统检测与维修》课件——铅酸、镍氢碱性动力电池的结构组成、工作原理及应用.pptx

2-1铅酸动力电池的结构组成、工作原理及应用;知识目标：

1、了解铅酸电池的储能工作原理；

2、掌握铅酸电池的检测方法。

能力目标：

1、能正确阐述铅酸蓄电池的充放电原理；

2、能对铅酸蓄电池进行性能检测与维护。

素质目标：

1、培养学生自主学习、查找资料、制定计划的能力；

2、培养学生具备从事汽车行业工作的职业素养。;;2.铅酸电池的结构组成及工作

特性;一、铅酸电池的类型与储能原理;一、铅酸电池的类型与储能原理;用于汽车上的起动蓄电池,必须满足发动机需要,即在1~5s内的短时间内，提供汽车起动发动机足够大的电流。汽油机起动电流为200~600A，柴油机达1000A。;起动式铅酸蓄电池由于不能深度充放电，不能用于电动汽车的主电源，一般仅作为低压辅助电源使用；

固定式铅酸蓄电池容量可以做到很大，但比能量较低，体积和质量很大，不适合车用，一般仅用于不间断电源等位置相对固定的场合。

牵引式铅酸蓄电池容量相对较大，可深度充放电，比能量较高，可用于电动汽车主动力电源。

铅酸蓄电池由于其技术成熟，可大电流放电，适用温度范围宽和无记忆效应等性能上的优点，以及原材料的易于获取和远低于镍氢和锂离子等高能电池,目前仍然是切实可行的动力电池。

;一、铅酸电池的类型与储能原理;铅酸电池的储能原理;（1）铅蓄电池的放电

当铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中时，在正、负极板间就会产生约2.1V的静止电动势，此时若接入负载，在电动势的作用下，电流就会从蓄电池的正极经外电路流向蓄电池的负极，这一过程称为放电，蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程。

放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb，都与电解液中的H2SO4反应生成硫酸铅（PbSO4），沉附在正、负极板上。电解液中H2SO4不断减少，密度下降。

;理论上，放电过程可以进行到极板上的活性物质被耗尽为止，但由于生成的PbSO4沉附于极板表面，阻碍电解液向活性物质内层渗透，使得内层活性物质因缺少电解液而不能参加反应，因此在使用中被称为放完电蓄电池的活性物质利用率只有20％～30％。因此，采用薄型极板，增加极板的多??性，可以提高活性物质的利用率，增大蓄电池的容量。

;（1）单格电池电压降到放电终止电压；

（2）电解液密度降到最小许可值。

放电终止电压与放电电流的大小有关。放电电流越大，允许的放电时间就越短，放电终止电压也越低。如下所示。;（2）铅蓄电池的充电

充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连，当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时，在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，这一过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程。充电时，正、负极板上的PbSO4还原成PbO2和Pb，电解液中的H2SO4增多，密度上升。;当充电接近终了时，PbSO4已基本还原成PbO2和Pb，这时，过剩的充电电流将电解水，使正极板附近产生O2从电解液中逸出，负极板附近产生H2从电解液中逸出,电解液液面高度降低。因此，铅蓄电池需要定期补充蒸馏水。;二、蓄电池的结构组成及工作特性;极板是蓄电池的核心部分，极板分正极板和负极板，极板做成栅架（网架）形式，上面附满活性物质。蓄电池的充电和放电，就是靠正、负极板上活性物质与硫酸溶液的化学反应来实现的。极板构造如图所示。;栅架的作用固结活性物质。栅架一般由铅锑合金铸成，具有良好导电性、耐蚀性和一定机械强度。铅占94%，锑占6%。加入锑是为了改善力学强度和浇铸性能。为了增加耐腐蚀性，加入0.1%~0.2%的砷，提高硬度与机械强度，增强抗变形能力，延长蓄电池使用寿命。;（1）隔板的作用：

把正、负极板隔开，防止正、负极板互相接触造成短路。

（2）隔板常用材料：

隔板要耐酸、具有多孔性，以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。;在正、负极板中间插入一隔板，极板组便成为单格电池。由于正极板上活性物质较疏松，机械强度低，如果极板的两面放电不均，就会形成正极板拱曲而使其上的活性物质脱落。因而用两片负极板夹一片正极板的办法。将正、负极板各一片浸入电解液中，可获得2V左右的电动势。

将一定数量的正负极板组装起来，中间插进隔板，就组成了电池组。在每个电池组中，正极板的片数要比负极板少一片。;（5）电解液

电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要物质，蓄电池电解液是用纯净硫酸和蒸馏水（去离子水）按一定比例配制而成的。电解液的纯度和密度对电池容量和寿命有重要影响。

电解液中硫酸密度高，可增强化学反应，提高电动势。冬季还可避免电解液冻结。但密度过高，会使极板腐