蓄电池的结构与型号

§1.1.2蓄电池的结构与型号一、蓄电池的构造1、极板组2、隔板3、壳体4、联条5、加液孔盖6、电解液7、极柱蓄电池一般由6个或12个单格电池组成，每个单格电池的标称电压为2V，串联成12V或24V的蓄电池供汽车电气设备使用。加液孔盖加液孔盖壳体极柱观察区观察区隔板极板组蓄电池外壳加液孔盖联条（一）极板（一）极板1、极板的功用——蓄电池在充、放电过程中，电能和化学能的相互转换依靠极板上活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现。极板是蓄电池的核心。2、极板的构造蓄电池的极板分正极板和负极板两种，都是由栅架和填充在上面的活性物质构成。栅架的作用是容纳活性物质并使极板成形，一般由铅锑合金浇铸而成。正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），呈深棕色，国产正极板的厚度为2.2~2.4mm；负极板上的活性物质是海绵状纯铅（Pb），呈青灰色，国产负极板的厚度为1.6~1.8mm。3、注意点：（1）为了增大容量，一般将多片正极板（4~13片）和多片负极板（5~14片）分别并联，组成正负极板组（2）在每个单体电池中，负极板的数量总比正极板多一片，使每片正极板都处于两片负极板之间。（正极板强度低）（3）正极活性物质脱落和栅架腐蚀是决定蓄电池使用寿命的主要原因。（4）正极板附近的化学反应剧烈，固正极板比负极板厚（二）隔板1、隔板的功用——蓄电池正、负极板之间用隔板隔开，避免正、负极板之间相互接触而短路。（在正负极板间起绝缘作用，使电池结构紧凑）2、对隔板的要求隔板的材料应具有多孔性，以便电解液渗透，而且化学性能应稳定，具有良好的耐酸性和抗氧化性；免维护蓄电池隔板做成袋式隔板3、隔板的构造隔板为厚度小于1mm的长方形薄片，长度和宽度比极板略大一点。隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板互相接触造成短路。隔板应耐酸并具有多孔性，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。其中，木质隔板耐酸性较差，微孔橡胶隔板性能最好但成本较高，微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。注意点：安装隔板时，应使隔板上带沟槽的一面朝向正极板。（三）壳体1、壳体的作用——用来盛放电解液和极板组。2、壳体的要求蓄电池的壳体应有耐酸、耐热、抗震、绝缘性好并有一定机械强度。3、壳体的材料硬橡胶→工程塑料（聚丙烯塑料）4、壳体的结构蓄电池壳体一般为整体式结构，壳体由间壁分成3个或6个互不相通的单格，底部有突起的肋条以搁置极板组。在电池盖上对应于每个单格的顶部都有一个加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，也可用于检查电解液液面高度和测量电解液相对密度。加液孔平时旋入加液孔螺塞以防电解液溅出，加液孔盖上有通气孔，可使蓄电池化学反应放出的气体（H2和O2等）能随时逸出。（四）电解液1、电解液的作用——在蓄电池充电和放电过程中的化学反应中其离子间的导电作用，并参与化学反应。2、电解液的成分——蓄电池电解液由密度为1.84g/cm3的纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成的混合液。注意点：电解液的纯度和相对密度是影响蓄电池电气性能和使用寿命的重要因素。（1）电解液的配制应严格选用二级专用纯硫酸和蒸馏水。工业用硫酸和一般的水中含有铁、铜等有害杂质会增加自放电和损坏极板，不能用于蓄电池。（2）电解液的相对密度应按使用地区温度的不同而进行配制。在20℃时，电解液的相对密度一般为1.24~1.30g/cm3。（五）联条一只蓄电池一般由6个或12个单体电池通过联条串联而成，额定电压分别为12V或24V。1、联条的作用——将单体电池串联起来。2、蓄电池的串联方法外漏式——早期蓄电池采用穿壁式——应用广泛（六）极桩1、极桩的作用——蓄电池电极的接线柱，用来与外部电路接线。2、极桩的标记蓄电池的极柱上一般都标有“＋”、“－”记号或正极柱上涂有红色标记，一般正极柱比负极柱粗。使用过的蓄电池正极柱呈深棕色，负极柱呈淡灰色。二、蓄电池的规格型号国产蓄电池的规格型号:15432串联单格电池数蓄电池类型蓄电池特性额定容量特殊性能1——表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字表示。2——表示电池用途，用汉语拼音字母表示。用Q——起动用蓄电池；M——摩托车用蓄电池；Jc——船用蓄电池；HK——飞机用蓄电池；3——表示蓄电池特征，用A——干荷电铅蓄电池；H——湿荷电铅蓄电池；W——免维护铅蓄电池；S——少维护铅蓄电池4——指20h放电率的额定容量，用阿拉伯数字表示，单位为A·h（安培.小时）；5——特殊性能，用汉语拼音字母表示，G——高起动性能；S——塑料槽用；D——低温起动性好常用蓄电池规格型号：6－Q－65——由6个单格串联组成、额定电压为12V、额定容量为65A·h的起动用蓄电池。6－QA－105G——由6个单格串联组成、额定电压为12V、额定容量为105A·h的干荷电型、高起动率蓄电池。6－QAW－100S——由6个单格串联组成、额定电压为12V、额定容量为100A·h的干荷电型免维护、塑料整体式外壳蓄电池。三、蓄电池规格的选择1.电压必须和汽车电器系统的额定电压一致。2.容量必须满足汽车起动的要求。3.蓄电池大小必须合适。1、免维护蓄电池2、干荷蓄电池3、胶体电解质蓄电池4、碱性电池5、钠硫电池6、燃料电池7、锌空气电池四、新型蓄电池简介1、免维护蓄电池（MF—Maintenace—Free）（1）免维护蓄电池的概念免维护蓄电池又称MF蓄电池，免维护是指在汽车合理使用期间，不需要对蓄电池进行加注蒸馏水、检测电解液液面高度、检测电解液密度等维护作业。1）栅架材料采用铅钙合金，既提高了栅架的机械强度，又减少了蓄电池的耗水量和自放电。2）采用了袋式微孔聚氯乙烯隔板，将正极板装在隔板袋内，既可避免正极板上的活性物质脱落，又能防止极板短路。因此壳体底部不需要凸起的肋条，降低了极板组的高度，增大了极板上方的容积，使电解液贮存量增多。3）蓄电池内部安装有电解液密度计，可自动显示蓄电池的存电状态和电解液液面的高低。如果密度计的观察窗呈绿色，表明蓄电池存电充足，可正常使用；若显示深绿色或黑色，表明蓄电池存电不足，需补充充电；若显示浅黄色，表明蓄电池已接近报废。如图所示。（2）免维护蓄电池的特点4）采用了新型安全通气装置和气体收集器，在孔盖内部设置了一个氧化铝过滤器，可阻止水蒸气和硫酸气体通过，同时又可以使氢气和氧气顺利逸出。通气塞中装有催化剂钯，可促使氢、氧离子重新结合成水回到蓄电池中。1－绿色（充电程度为65％或更高）2－黑色（充电程度低于65％）3－浅黄色（蓄电池有故障）4－蓄电池盖5－观察窗6－光学的荷电状况指示器7－绿色小球它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过20～30分钟就可使用。（1）干荷蓄电池的概念2、干荷蓄电池A、在规定的贮存期内(一般2年)，只要加注符合规定密度的电解液，并调整好液面高度，搁置2h后即可使用，勿需进行初充电。B、对存储时间超过规定贮存期的干荷电蓄电池，因为极板可能部分氧化，所以在使用前应以补充充电的电流充电5-1Oh后再用。（2）干荷蓄电池的特点C、正、负极板都具有干荷电性能。正极板的活性物质是二氧化铅，其化学性比较稳定，荷电性能可长期保持；负极板的活性物质是海绵状铅，因其表面积较大，化学活性较高，易被氧化，故要制成干荷电极板(其制造工艺与普通负极板大不相同)。D、干荷蓄电池的补充充电是采用恒电流充电法，充电电流值应为蓄电池额定容量值的1/10。当充电至蓄电池电解液密度在2h内不再上升、端电压上升到1.65V左右、有大量气泡从加液口冒出、电解液密度为1.27-1.29时，表明已充足电，勿需继续充电了。3、胶体电解质蓄电池胶体电池也是铅酸电池范畴的二次电池。它依然用密度为1.28g/cm3的硫酸水溶液，但在其中添加了Na2OSiO2，电解液呈胶体状--乳白色的凝胶，构成了胶体电解质。胶体的状况会随着温度和电场的作用而变化。（1）胶体电解质蓄电池概念①电解质凝胶化，使电池绝不漏液，且能从一般的以稀硫酸为电解质的电池多灌10-50%的电解质，延长了使用寿命；②充电接受能力强，容量衰减慢，能量转换效率高；③自放电率小，采用优质合金板栅，超纯电解液；④循环寿命长，25℃正常使用，标准情况下循环次数在480次以上；⑤耐低温在-20℃状态下的放电，达到常温状态的95％；⑥安全可靠，绿色环保。（2）胶体电解质蓄电池的特点4、碱性电池目前，镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池其比能量可达55W·h／kg，比功率超过190W／kg，可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的4－5倍。它的初期购置成本虽高，但由于其在能量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。使用中要注意做好回收工作，以免重金属镉成环境污染。5、钠硫电池钠硫蓄电池也是近期普遍看好的电动汽车菩电池，美国福特汽车公司的Mnivan电动汽车就是使用钠硫蓄电池的。它已被美国先进电池联合体(USMABC)列为中期发展的电动汽车蓄电池，德国ABB公司生产的B240K型钠硫蓄电池，其质量为17.5kg，蓄电量19.2Kw·h；比能量达109W·h／kg，循环使用寿命1200次，装车试验时最好的一辆车无故障地行驶了2300km。钠硫蓄电池主要存在高温腐蚀严重，电池寿命较短。性能稳定性及使用安全性不太理想等问题。6、燃料电池燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。它不经历热机过程，不受热力循环限制，故能量转换效率高，燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100％，实际效率已达60％-80％，是普通内燃机热效率的2-3倍。现在应用于电动汽车中的燃料电池是一种被称为质于交换膜燃料电池(PEMFC)，它以纯氢为燃料，以空气为氧化剂。在1993年加拿大温哥华科技展览会上，加拿大的BALLABC公司推出了世界上第一辆以PEMFC电池为动力的电动公共汽车。载客20人，可行驶160km/h，最高速度72.2km／h。德国奔驰汽车公司也研制了以PEMFC电池为动力的电动汽车。7、锌空气电池锌空气电池的潜在比能量在200w·h/kg左右。美国DEMI公司为电动汽车开发的锌空气电池的比能量已达160W·h／kg左右，但它目前尚存在寿命短、比功率小、不能输出大电流及难以充电等缺点。美国的CRX电动汽车装的就是锌空气电池，该车为弥补它的不足，还装有镍镉蓄电池以帮助汽车起运和加速CRX车的锌空气电池组质量为340kg，充足电后可存储45kw·h的能量，同时装备CRX的重达159kg的镍锡蓄电池充足电后有4kw·h能量。充电12分钟可使CRX电动汽车行驶65km，充电一小时则可行驶160km。