應(yīng)用化學(xué)33二次電池(201603)

1、 二次電池，又稱二次電池，又稱蓄電池蓄電池或或:3.3 二次電池二次電池一一. 二次電池的一般性質(zhì)二次電池的一般性質(zhì)特征特征: 放電后可通過充電方法使活性物質(zhì)復(fù)原放電后可通過充電方法使活性物質(zhì)復(fù)原且可再放電的電池，可反復(fù)循環(huán)多次。放電時(shí)且可再放電的電池，可反復(fù)循環(huán)多次。放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，充電時(shí)電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，充電時(shí)電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能并貯存于電池中并貯存于電池中.二次電池的存在已有100多年的歷史。1859年，布蘭特研制出了，該電池目前仍然是用途最廣泛的二次電池；1908年，愛迪生發(fā)明了堿性鐵鎳蓄電池堿性鐵鎳蓄電池，該電池早期用于電動(dòng)汽車，它的優(yōu)點(diǎn)是耐用和壽命長，但由于其成

2、本高、能量密度低，已逐漸被淘汰。從1909年開始研制，主要用于重負(fù)載工業(yè)，20世紀(jì)50年代燒結(jié)極板的設(shè)計(jì)使得二次電池在功率和能量密度上有了較大的提高，開辟了其應(yīng)用市場(chǎng)。密封鎘鎳二次電池的開發(fā)帶來了新客戶的應(yīng)用，并且與密封鉛酸電池共享。隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的二次電池主要性能隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的二次電池主要性能已得到了已得到了，并出現(xiàn)了一些新型的二，并出現(xiàn)了一些新型的二次電池。次電池。如近期出現(xiàn)的如近期出現(xiàn)的，這些，這些電池已進(jìn)入了商品化應(yīng)用。由于電動(dòng)車輛和電池已進(jìn)入了商品化應(yīng)用。由于電動(dòng)車輛和市電負(fù)荷平衡對(duì)高性能電池的要求，使得許市電負(fù)荷平衡對(duì)高性能電池的要求，使得許多新的研制和開發(fā)工作得到了

3、有力的支持。多新的研制和開發(fā)工作得到了有力的支持。目前對(duì)于二次電池的研究主要集中在改善現(xiàn)目前對(duì)于二次電池的研究主要集中在改善現(xiàn)有的電池系列的性能，并開發(fā)新的系列以適有的電池系列的性能，并開發(fā)新的系列以適應(yīng)需要。應(yīng)需要。下一頁最后頁（二）評(píng)價(jià)二次電池性能的主要指標(biāo)（二）評(píng)價(jià)二次電池性能的主要指標(biāo) 除了與一次電池同樣的除了與一次電池同樣的電流、電壓、電電流、電壓、電池容量、比性能、比功率池容量、比性能、比功率等指標(biāo)以外，等指標(biāo)以外，還增加了與充放電相關(guān)的一些指標(biāo)：例如，還增加了與充放電相關(guān)的一些指標(biāo)：例如，容量效率，伏特效率、能量效率和充放電行容量效率，伏特效率、能量效率和充放電行為等。為等。目錄

4、總目錄 1.1.容量效率：容量效率： 蓄電池放電蓄電池放電輸出的電量輸出的電量和和充充電電至原始狀態(tài)時(shí)至原始狀態(tài)時(shí)所需所需電量的比。的比。 2.2.伏特效率：伏特效率： 蓄電池放電和充電過程的蓄電池放電和充電過程的工作電壓之比工作電壓之比。 3.3.能量效率：能量效率： 指容量效率和伏特效率的乘積，它是評(píng)價(jià)電指容量效率和伏特效率的乘積，它是評(píng)價(jià)電池能量瞬時(shí)和極化行為的綜合指標(biāo)。池能量瞬時(shí)和極化行為的綜合指標(biāo)。 4.4.充放電行為：充放電行為： 是評(píng)價(jià)二次電池優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一是評(píng)價(jià)二次電池優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一 圖圖3.4 蓄電池充放電曲線示意圖蓄電池充放電曲線示意圖充電充電充電終止電壓充電終止電

5、壓平均充電電壓平均充電電壓平均放電電壓平均放電電壓E開開E關(guān)關(guān)EEV放電放電放電終止電壓放電終止電壓（三）電池放電的方式（三）電池放電的方式 1.1.恒電流放電：恒電流放電： 在放電過程中改變負(fù)載電阻，維持電流不變。在放電過程中改變負(fù)載電阻，維持電流不變。 2.2.恒電阻放電：恒電阻放電： 放電過程中負(fù)載電阻阻值不變。放電過程中負(fù)載電阻阻值不變。 1.1.恒電流充電恒電流充電 2.2.變電流充電：變電流充電： 在充電開始階段以較大電在充電開始階段以較大電流充電，后階段用較小電流充電。流充電，后階段用較小電流充電。 3.3.定電位充電：定電位充電： 在充電過程中，調(diào)節(jié)充電電流，維持充電電在充電過

6、程中，調(diào)節(jié)充電電流，維持充電電流，維持充電電壓恒定在某一值的充電方式。流，維持充電電壓恒定在某一值的充電方式。二、鉛酸蓄電池二、鉛酸蓄電池1.1.電極與電池反應(yīng)電極與電池反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：Pb+HSO4- PbSO4+H+ +2e 正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：PbO2+HSO4 - +2H+ +2e P bSO4+2H2O放電放電充電充電電池表達(dá)式為：電池表達(dá)式為：(一一) PbH2SO4PbO2 (+) 電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O其生產(chǎn)已有其生產(chǎn)已有100100多年的歷史，多年的歷史，該電池具有價(jià)格低廉、工作該電池具有價(jià)格低廉、工作安全、電壓高且穩(wěn)

7、定（安全、電壓高且穩(wěn)定（2V2V），），電池的容量較大，技術(shù)最成電池的容量較大，技術(shù)最成熟等優(yōu)點(diǎn)，仍是目前使用最熟等優(yōu)點(diǎn)，仍是目前使用最普及的一種二次電池普及的一種二次電池。鉛酸蓄電池中使用的電解液是由鉛酸蓄電池中使用的電解液是由純純H2SO4和和電導(dǎo)水電導(dǎo)水配制的密度為配制的密度為1.201.31(相當(dāng)于質(zhì)量相當(dāng)于質(zhì)量百分比濃度為百分比濃度為2841)的水溶液。由于硫的水溶液。由于硫酸濃度較高，參加電極反應(yīng)的離子是酸濃度較高，參加電極反應(yīng)的離子是HSO4-而非而非SO42-、原因是原因是H2SO4的兩級(jí)電離常數(shù)相的兩級(jí)電離常數(shù)相差太大：差太大： 作為二次電池，通常被認(rèn)為作為二次電池，通常被認(rèn)

8、為電池反應(yīng)可逆；只采用一電池反應(yīng)可逆；只采用一種電解質(zhì)溶液；放電生成難溶于電解液種電解質(zhì)溶液；放電生成難溶于電解液的固體產(chǎn)物。以避免充電時(shí)過早產(chǎn)生枝晶的固體產(chǎn)物。以避免充電時(shí)過早產(chǎn)生枝晶和兩極產(chǎn)物的相互轉(zhuǎn)移。和兩極產(chǎn)物的相互轉(zhuǎn)移。 1. 放電中的化學(xué)變化放電中的化學(xué)變化蓄電池連接外部電路放電時(shí)，稀硫酸即會(huì)與陰、陽極板上的活性物質(zhì)產(chǎn)蓄電池連接外部電路放電時(shí)，稀硫酸即會(huì)與陰、陽極板上的活性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)生反應(yīng),生成新化合物硫酸鉛。經(jīng)由放電硫酸成分從電解液中釋出，生成新化合物硫酸鉛。經(jīng)由放電硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測(cè)得放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。

9、所消耗之成份與放電量成比例，只要測(cè)得電解液中的硫酸濃度，亦即測(cè)其比重，即可得知放電量或殘余電量。電解液中的硫酸濃度，亦即測(cè)其比重，即可得知放電量或殘余電量。2. 充電中的化學(xué)變化充電中的化學(xué)變化由于放電時(shí)在陽極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會(huì)在充電時(shí)被分解還原由于放電時(shí)在陽極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會(huì)在充電時(shí)被分解還原成硫酸成硫酸,鉛及過氧化鉛鉛及過氧化鉛,因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加, 亦即電解液之亦即電解液之比重上升，并逐漸回復(fù)到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活比重上升，并逐漸回復(fù)到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀

10、態(tài)，當(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀態(tài)，當(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時(shí)，即等于充電結(jié)束，而陰極板就產(chǎn)生氫，陽極板則產(chǎn)生氧，活性物質(zhì)時(shí)，即等于充電結(jié)束，而陰極板就產(chǎn)生氫，陽極板則產(chǎn)生氧，充電到最后階段時(shí)，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會(huì)減少，此充電到最后階段時(shí)，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會(huì)減少，此時(shí)應(yīng)以純水補(bǔ)充之。時(shí)應(yīng)以純水補(bǔ)充之。鉛酸蓄電池放電時(shí)，兩電極的產(chǎn)物都是難溶的PbSOPbSO4 4，因此此成流反應(yīng)理論又被稱為雙極硫酸化理論。另外，從以上機(jī)理還可以發(fā)現(xiàn)、現(xiàn)、在電池在電池放電過程中，消耗硫酸生成水放電過程中，消耗硫酸生成水，所以放電后電池電解

11、液的濃度變稀，相對(duì)密度所以放電后電池電解液的濃度變稀，相對(duì)密度要降低；相反當(dāng)電池充電時(shí)，消耗水而生成要降低；相反當(dāng)電池充電時(shí)，消耗水而生成酸電液濃度升高，相對(duì)密度將增加。因此，酸電液濃度升高，相對(duì)密度將增加。因此，可以可以情況。情況。在實(shí)際生產(chǎn)中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)公式：在實(shí)際生產(chǎn)中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)公式： d（15）是）是15時(shí)所用時(shí)所用。在實(shí)際生產(chǎn)中，雖然在實(shí)際生產(chǎn)中，雖然硫酸濃度升高硫酸濃度升高，會(huì)使電，會(huì)使電池的池的電動(dòng)勢(shì)得以提高電動(dòng)勢(shì)得以提高，但同時(shí)電池的，但同時(shí)電池的了，電池的使用壽命也顯著縮短另了，電池的使用壽命也顯著縮短另外，在生產(chǎn)維護(hù)上也存在著諸多不便，所以外，在生產(chǎn)維護(hù)上也存在著諸多

12、不便，所以濃度也不宜過高，通常濃度也不宜過高，通常相對(duì)密度在相對(duì)密度在1.241.28(298K)之間。之間。電池電動(dòng)勢(shì)與開路電壓電池電動(dòng)勢(shì)與開路電壓: 二者一致二者一致,25時(shí)約為時(shí)約為2.10V額定電壓：額定電壓：2.0V放電時(shí)的截止電壓放電時(shí)的截止電壓：1.75V.低溫時(shí)可達(dá)低溫時(shí)可達(dá)1.0V容量效率：容量效率：80%90%能量效率能量效率：70%80%比能量：比能量：2040whkg-1（理論比能量為（理論比能量為70.370.3，實(shí)際，實(shí)際的極片上活性物質(zhì)利用率在的極片上活性物質(zhì)利用率在35-60%35-60%之間。較小）之間。較?。?022-3-1515鉛蓄電池的構(gòu)造鉛蓄電池的構(gòu)造

13、 蓄電池是由正負(fù)極板、隔板、殼體、電解液組成，單格電池靠連接條串聯(lián)起來組成 1、正、負(fù)極板組 2、隔板 3、電解液 4、外殼 5、單格電池 6、單格電池的連接方式：串聯(lián)方法一般有傳統(tǒng)外露式鉛連接條連接、內(nèi)部穿壁式連接和跨越式連接三種方式 圖11.2 2022-3-15161、正負(fù)極板組（1）正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），呈深棕色；負(fù)極板上的活性物質(zhì)是海綿狀純鉛(Pb)，呈青灰色。（2）用來填充活性物質(zhì)的柵架，是用鉛銻合金澆鑄成的。 （3）極板厚度：薄型極板對(duì)提高蓄電池的比容量（極板單位尺寸所提供的容量）和改善起動(dòng)性能都是有利的。（4）正、負(fù)極板組：為了增大蓄電池的容量，將多片正、負(fù)

14、極板分別并聯(lián)，用橫板焊接，組成正、負(fù)極板組，橫板上聯(lián)有極樁（如圖）。2022-3-15172、隔板（1）要求： 應(yīng)具有多孔性，以便電解液滲透，且化學(xué)性能要穩(wěn)定，即具有良好的耐酸性和抗氧化性。（2）材料： 有木質(zhì)、微孔塑料、玻璃纖維和紙板等。（3）形狀：隔板上帶有溝槽的一面應(yīng)朝向正極板。 在鉛酸蓄電池中，通常由澆鑄或拉網(wǎng)制成，其作用是、。板柵的材料主要是鉛銻合金鉛銻合金。在澆鑄板柵冷卻后，Pb會(huì)自行收縮()也太軟，而Sb在冷卻后卻可膨脹() 并能增加機(jī)械強(qiáng)度，正好彌補(bǔ)了Pb的不足。含Sb的Pb合金優(yōu)點(diǎn)還有：鑄造性好；同時(shí)，Sb又是PbO2成核的，可以提高電池的容量和壽命。所以，自從1881年提出

15、使用用以制造電極板柵，至今仍被廣泛使用著。 2.2.隔板隔板- -電極板柵電極板柵當(dāng)然該極柵也存在一些缺點(diǎn)，如：耐電化學(xué)腐蝕的性能差；Sb脫落遷移到負(fù)極板上會(huì)導(dǎo)致其析氫超電勢(shì)降低，從而加劇了氫的析出和水的消耗、尤其會(huì)對(duì)密封免維護(hù)的電池帶來不利影響。因此，。極板的制造方式有多種，以其中使用較多的涂膏式為例，將鉛粉(含有少部分氧化鉛粉末)與稀硫酸等混合調(diào)制為膏狀物，俗稱，操作中負(fù)極鉛膏中加入的，其作用主要有：1.防止負(fù)極活性物質(zhì)在循環(huán)過程中表面積收縮。負(fù)極海綿狀鉛的表面能高，是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，充電過程易使其表面收縮，加入的膨脹劑可吸附在電極的表面，抑制該過程的發(fā)生；2.推遲電極鈍化。BaSO4和

16、PbSO4具有近似的晶格參數(shù)，在放電時(shí)可作為PbSO4的結(jié)晶中心從而降低了生成PbSO4晶核需要的過飽和度同時(shí)由于生成的PbSO4多在BaSO4上而不是在海綿鉛上，使得金屬鉛上不易生成致密連續(xù)的鈍化層。2022-3-15213、電解液蓄電池的電解液，是由純硫酸（相對(duì)密度為1.84g/cm3）和蒸餾水按一定比例配制而成的，電解液的密度一般為1.241.28g/cm3。配制電解液時(shí)，必須使用耐酸、耐熱的器皿，并且要注意只能將硫酸徐徐加入水中，并不斷攪拌，不能將水往硫酸中加。2022-3-15224、外殼（1）材料：硬橡膠外殼，耐熱、酸、震性能較好，厚度為10mm。 （2）結(jié)構(gòu)：外殼為整體式結(jié)構(gòu)，殼

17、內(nèi)分成3個(gè)或6個(gè)互不相通的單格。底部有突起的筋條。圖11.1 （3）蓋子：蓋子與外殼之間的縫隙用封口劑密封 。 電池蓋上對(duì)應(yīng)于每個(gè)單格電池的頂部都有一個(gè)加液孔。 2022-3-15235、單格電池單格電池由正負(fù)極板組和極板間的隔板組成每個(gè)單格電池電壓2.1V電壓的高低主要取決于極板活性物質(zhì)及電解液的性質(zhì)，而與極板數(shù)無關(guān)放電電流大小取決于極板數(shù)和其面積，增加每單格內(nèi)的極板數(shù)或每塊極板的面積，將增加電流量將和好的鉛膏涂覆于平板狀的基板上制得，然后進(jìn)行具體來說，就是將相對(duì)密度為1.101.15的硫酸噴淋到生極板上，或?qū)⑸鷺O板浸泡在上述硫酸中使其表面生成一薄層PbSO4，再經(jīng)過固化及干燥處理后，在稀硫

18、酸中對(duì)上述極板進(jìn)行充電化成，(所充入電量為其容量的57倍)分別在正極板上生成PbO2在，之后通常還要進(jìn)行短時(shí)間的放電。稱為保護(hù)性放電，至此，化成結(jié)束。此時(shí)的極板被稱為“”，正極板中大約含有80以上的PbO2，其余為PbSO4，負(fù)極為含量約90的海綿狀Pb.將極性相同極板按照要求的間距焊接到一起，然后將極性不同的極群對(duì)插，以防止正負(fù)極短路，如圖所示。2022-3-15262022-3-1527 1.極板柵腐蝕極板柵腐蝕：Pb電極在與電極在與PbO2和和酸酸接觸接觸的地方腐蝕以及的地方腐蝕以及Pb板柵的暴露部分充電時(shí)可板柵的暴露部分充電時(shí)可能發(fā)生的陽極能發(fā)生的陽極氧化氧化而導(dǎo)致的腐蝕。這些過程而導(dǎo)

19、致的腐蝕。這些過程的有害作用在于破壞板柵與活性物料的接觸，的有害作用在于破壞板柵與活性物料的接觸，此外，生成的此外，生成的PbO2具有比具有比Pb更大的比體積，更大的比體積，因而使極板柵變形。因而使極板柵變形。 影響電池的壽命和容量減小原因影響電池的壽命和容量減小原因 (2)正極活性物質(zhì)的脫落：現(xiàn)認(rèn)為放電時(shí)PbS04緊密層的形成是導(dǎo)致正極活性物質(zhì)脫落的主要原因。同時(shí)BaSO4的加入也會(huì)促使脫落。為了防止正極活性物質(zhì)的脫落，電極采用緊密裝配，并混入玻璃纖維，有時(shí)也在活性物質(zhì)中加入一些黏合劑。(3)負(fù)極自放電：主要原因是由于電極體系和電解液中存在的雜質(zhì)(如Fe，Cu，Mn)相互作用而使海綿鉛腐蝕。

20、鉛的腐蝕速度隨溫度升高和硫酸濃度增大而增加。因此，為了降低自放電，必須用純Pb制備活性物料的合金粉末，采用純硫酸和電導(dǎo)水配制電解液，并保持適宜的運(yùn)行條件。 (4)極板柵硫酸化：表現(xiàn)為在電極上生成緊密的白色硫酸鹽外皮，此時(shí)電池不能再充電，原因是當(dāng)蓄電池保存在放電狀態(tài)時(shí)硫酸鹽再結(jié)晶，5. “5. “開口式開口式”鉛酸蓄電池的維護(hù)和保養(yǎng)鉛酸蓄電池的維護(hù)和保養(yǎng)的出現(xiàn)給傳統(tǒng)的鉛酸蓄電的出現(xiàn)給傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池帶來了勃勃生機(jī)，它以其優(yōu)良的性能價(jià)池帶來了勃勃生機(jī)，它以其優(yōu)良的性能價(jià)格比，安全可靠的使用性能迅速占領(lǐng)了市格比，安全可靠的使用性能迅速占領(lǐng)了市場(chǎng)。其基本結(jié)構(gòu)圖如下：場(chǎng)。其基本結(jié)構(gòu)圖如下：鉛酸蓄電池由正

21、負(fù)極板柵、隔膜、電解鉛酸蓄電池由正負(fù)極板柵、隔膜、電解液以及殼體等主要部件組成。為了克服液以及殼體等主要部件組成。為了克服維護(hù)麻煩的缺點(diǎn)，人們對(duì)該電池的結(jié)構(gòu)維護(hù)麻煩的缺點(diǎn)，人們對(duì)該電池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的改進(jìn)。進(jìn)行了大量的改進(jìn)。 6.6.鉛酸蓄電池的改進(jìn)鉛酸蓄電池的改進(jìn) 傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池均為開口式或防酸防爆傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池均為開口式或防酸防爆式，充放電時(shí)析出的酸霧污染和腐蝕嚴(yán)重，式，充放電時(shí)析出的酸霧污染和腐蝕嚴(yán)重，又需要經(jīng)常維護(hù)，即補(bǔ)加酸和水。又需要經(jīng)常維護(hù)，即補(bǔ)加酸和水。凝膠電解凝膠電解質(zhì)技術(shù)質(zhì)技術(shù)在鉛酸蓄電池上的應(yīng)用在鉛酸蓄電池上的應(yīng)用為電池的密封為電池的密封提供了基礎(chǔ)提供了基礎(chǔ)，“氧氣復(fù)

22、合原理氧氣復(fù)合原理”在電池中的在電池中的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了鉛酸蓄電池密封技術(shù)工的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了鉛酸蓄電池密封技術(shù)工的重大重大突破突破，目前，目前密閉式鉛酸電池密閉式鉛酸電池已成為已成為發(fā)展的主發(fā)展的主流流。 其結(jié)構(gòu)圖如下：其結(jié)構(gòu)圖如下： 7. 7. 鉛酸蓄電池的鉛酸蓄電池的“密封密封”（1）采用較輕材料制備板柵采用較輕材料制備板柵， 電解槽采用電解槽采用ABS、PP塑料，質(zhì)量輕有利于電池的小型塑料，質(zhì)量輕有利于電池的小型輕量化。輕量化。以提高比容量以提高比容量，（2）采用分散度更高的電極采用分散度更高的電極一提高活性物質(zhì)的利一提高活性物質(zhì)的利用率。用率。（3）電解液電解液采用采用膠狀電解液（點(diǎn)擊）膠狀

23、電解液（點(diǎn)擊）（加（加SiO2或硅膠）使電池在任何情況下都能運(yùn)行?；蚬枘z）使電池在任何情況下都能運(yùn)行。（4）采用）采用Pb-Ca合金和合金和Pb-Sb合金為板柵，以降合金為板柵，以降低自放電和水的分解。低自放電和水的分解。（5）把）把“開口式開口式”和和“防酸防爆式防酸防爆式”改進(jìn)為改進(jìn)為“有有排空閘密封電池排空閘密封電池”等。等。2022-3-1544 起動(dòng)型鉛蓄電池的規(guī)格型號(hào)起動(dòng)型鉛蓄電池的規(guī)格型號(hào)按我國機(jī)械工業(yè)部JB2599-1985起動(dòng)用鉛蓄電池標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其型號(hào)編制和含義由4個(gè)部分組成： 1.串聯(lián)單格電池?cái)?shù)-2.蓄電池類型-3.蓄電池特征-4.額定容量型號(hào)舉例： 3-Q-90：表示由3

24、只單格電池組成，額定電壓6伏，額定容量90A.h，起動(dòng)用鉛蓄電池。6-QA-105G：表示由6只單格電池組成，額定電壓12伏，額定容量為105A.h，起動(dòng)用干式荷電極板，高起動(dòng)率鉛蓄電池。6-QAW-100：表示由6個(gè)單格電池組成，額定電壓為12V，額定容量為100Ah的起動(dòng)用干荷電免維護(hù)蓄電池。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鉛酸蓄電池在實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鉛酸蓄電池在，電極上發(fā)，電極上發(fā)生的生的為：為：8 鉛蓄電池充電鉛蓄電池充電2022-3-1546充電特性充電特性是指在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓U和電解液相對(duì)密度隨著時(shí)間而變化的規(guī)律（U=f（t）；=f（t）。1、充電特性曲線 （1）電解液的變化：從1.111.

25、27g/cm3 （2）電壓的變化：U=E+ICR0 2、蓄電池充電終了的特征端電壓，在充電開始后便迅速上升 極板孔隙內(nèi)析出的硫酸量與向孔外擴(kuò)散的硫酸量達(dá)到平衡時(shí)，蓄電池的電壓就不再迅速上升，而是隨著整個(gè)容器內(nèi)電解液相對(duì)密度的上升而相應(yīng)增高。 端電壓達(dá)到2.32.4V時(shí)，極板幾乎恢復(fù)為PbO2和純Pb。繼續(xù)充電，電解液中的水開始分解，產(chǎn)生氫氣和氧氣，形成“沸騰”狀態(tài)。極板之間就產(chǎn)生了附加電位差，約為0.33V（稱為氫的過電位），因而使端電壓急劇升高到2.7V 。 2022-3-1548充電終了的特征蓄電池內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，即所謂“沸騰”。端電壓和電解液相對(duì)密度均上升到最大值：U=2.7V；=1.2

26、7g/cm3，且在23h內(nèi)不再增加。可以看出，電池在充電時(shí)產(chǎn)生氫氣和氧氣是不可避可以看出，電池在充電時(shí)產(chǎn)生氫氣和氧氣是不可避免免（注：正極往往在充電達(dá)（注：正極往往在充電達(dá)70%放氧，負(fù)極在充電放氧，負(fù)極在充電90%析出氫）析出氫）的，而的，而兩種氣體的再化合是密封的關(guān)兩種氣體的再化合是密封的關(guān)鍵鍵。目前主要有三種技術(shù)：目前主要有三種技術(shù)：1.氣相催化氣相催化 在催化劑存在時(shí)使氧氣和氫氣復(fù)合生在催化劑存在時(shí)使氧氣和氫氣復(fù)合生成水再回到電解槽中。成水再回到電解槽中。2.輔助電極法輔助電極法 是通過使用輔助電極，使是通過使用輔助電極，使氧氣和氫氧氣和氫氣離子化氣離子化而結(jié)合。而結(jié)合。3.負(fù)極吸收負(fù)

27、極吸收 是設(shè)法使正極在充電過程中產(chǎn)生的氧是設(shè)法使正極在充電過程中產(chǎn)生的氧氣容易的擴(kuò)散到負(fù)極去，與負(fù)極的海綿狀的鉛發(fā)生氣容易的擴(kuò)散到負(fù)極去，與負(fù)極的海綿狀的鉛發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到被負(fù)極吸收的目的。實(shí)際操作中反應(yīng)，從而達(dá)到被負(fù)極吸收的目的。實(shí)際操作中采用采用玻璃纖維隔板玻璃纖維隔板作為良好的正負(fù)極間的氣體良好作為良好的正負(fù)極間的氣體良好通道。通道。 負(fù)極活性物質(zhì)過量等方法。負(fù)極活性物質(zhì)過量等方法。多孔玻璃纖維隔板多孔玻璃纖維隔板(孔率孔率90)在正負(fù)極之間在正負(fù)極之間為為氧氣氧氣的傳遞提供了良好的的傳遞提供了良好的通道通道。充電時(shí)正極。充電時(shí)正極析出的氧氣在負(fù)極以極高的速度被還原。反應(yīng)析出的氧氣在負(fù)

28、極以極高的速度被還原。反應(yīng)生成的生成的PbO與與H2S04作用生成水：作用生成水：生成的生成的PbS04在充電時(shí)重新轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)極的活性物質(zhì)在充電時(shí)重新轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)極的活性物質(zhì)“海綿狀的鉛海綿狀的鉛”充電時(shí)擴(kuò)散到負(fù)極表面的氧氣也可以直接被還原為水充電時(shí)擴(kuò)散到負(fù)極表面的氧氣也可以直接被還原為水：上述一系列反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了氧氣的循環(huán)，凈結(jié)上述一系列反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了氧氣的循環(huán)，凈結(jié)果是沒有氧氣的積累，沒有水的損失。氧果是沒有氧氣的積累，沒有水的損失。氧氣的復(fù)合使負(fù)極去極化，減緩了氫氣的析氣的復(fù)合使負(fù)極去極化，減緩了氫氣的析出。出。從以上的密封原理可以看出實(shí)施鉛酸電從以上的密封原理可以看出實(shí)施鉛酸電池池“密封密封”的關(guān)鍵

29、在于：的關(guān)鍵在于：(1)采用多孔采用多孔(孔隙率應(yīng)孔隙率應(yīng)93)超細(xì)超細(xì)(微米級(jí)微米級(jí))的玻璃纖的玻璃纖維棉作為隔板；維棉作為隔板；(2)采用過量的負(fù)極活性物質(zhì)，使采用過量的負(fù)極活性物質(zhì)，使是氧氣還原是氧氣還原，并減，并減緩和推遲氫氣的析出；緩和推遲氫氣的析出；(3)在正極，采用低在正極，采用低Sb或無或無Sb板柵合金，如采用板柵合金，如采用Pb-Ca-Sn、Pb-Ca-Sn-AI合金等；在合金等；在負(fù)極板柵采負(fù)極板柵采用鉛鈣合金，以用鉛鈣合金，以提高析出氫氣的超電勢(shì)。提高析出氫氣的超電勢(shì)。(4)電解液中加入適量的添加劑，提高氫氣析出的超電解液中加入適量的添加劑，提高氫氣析出的超電勢(shì)，并改善放

30、電性能等。電勢(shì)，并改善放電性能等。需要指出的是鉛酸蓄電池要做到絕對(duì)的密封是不可能的，特別是當(dāng)電流過充或工作異常時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生多余氣體，而且電池的氣體復(fù)合效率也不可能達(dá)到100，因此，是電池十分重要的元件。“閥控式”密閉鉛酸電池就是密封電池中發(fā)展比較迅速的一種。2022-3-15549 蓄電池的故障及其排除方法 一、外部故障 二、內(nèi)部故障 1、極板硫化 2、活性物質(zhì)脫落 3、自行放電 4、極板短路 5、極板拱曲 2022-3-1555一、外部故障外殼裂紋(是一種最嚴(yán)重的破壞性故障 )封口膠破裂和極樁松動(dòng) 聯(lián)條極樁腐蝕燒損 2022-3-1556 1、極板硫化（1）現(xiàn)象： a.放電時(shí)，蓄電池容量明顯

31、下降，用高率放電計(jì)檢查時(shí)，單格電壓急劇降低； b.充電時(shí)，單格電壓上升快，電解液溫度迅速升高，但電解液密度卻增加很慢，甚至無明顯變化。 （2）極板硫化主要原因： a.蓄電池長期充電不足，或放電后未及時(shí)充電 b.電池內(nèi)液面太低，使極板上部與空氣接觸而強(qiáng)烈氧化 c.電解液的相對(duì)密度過高 （3）避免措施、方法長期充電不足或放電后長時(shí)間未充長期充電不足或放電后長時(shí)間未充電，極板上生成一層白色粗晶粒的電，極板上生成一層白色粗晶粒的硫酸鉛，在正常充電時(shí)，很難轉(zhuǎn)化硫酸鉛，在正常充電時(shí)，很難轉(zhuǎn)化為為PbO2和海綿狀和海綿狀Pb，導(dǎo)致容量下降，導(dǎo)致容量下降，稱為稱為“硫酸鉛硬化硫酸鉛硬化”簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“硫化硫化”。

32、 2022-3-15572、活性物質(zhì)脫落（1）現(xiàn)象：充電時(shí)，有褐色物質(zhì)自底部上升，蓄電池的容量不足。（2）原因：如果正極板上在充電過程中，形成的PbO2不夠致密，則易脫落。主要取決于放電時(shí)，PbSO4形成的疏密程度。 負(fù)極板上活性物質(zhì)的脫落主要是由于大電流過充電。 汽車行駛顛簸、振動(dòng)，也會(huì)加速活性物質(zhì)脫落。 （3）措施 2022-3-15583、自行放電原因：（1）極板材料不純 （2）本身缺陷 （3）電解液不純 （4）蓄電池蓋上灑有電解液，沒有及時(shí)擦掉 （5）電池長期放置不用避免措施三、堿性三、堿性Ni/Cd電池（電池（點(diǎn)擊進(jìn)出點(diǎn)擊進(jìn)出） 1.1.電池、電極反應(yīng)電池、電極反應(yīng)電池表達(dá)式：電池表

33、達(dá)式：（一）（一）CdKOHNiOOH (+)負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：Cd+2OH - -2e Cd (OH)2正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：NiOOH+H2O+e Ni(OH)2+OH -電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)22.反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理 3.3.密封堿性密封堿性Ni/CdNi/Cd電池電池 (2)結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 主要分為主要分為開放式開放式和和密封式密封式兩種，其中圓柱型兩種，其中圓柱型密封式電池是用途最廣泛的類型。密封式電池是用途最廣泛的類型。圖圖3.5 3.5 圓柱密封圓柱密封Ni/CdNi/Cd電池結(jié)構(gòu)電池結(jié)構(gòu)密封式密封式NiCd電池是一種電池是

34、一種。與。與鉛酸電池相比，堿性鉛酸電池相比，堿性NiCd電池更牢電池更牢固，循環(huán)壽命固，循環(huán)壽命(高達(dá)高達(dá)2000次次)和使用壽命和使用壽命(810年年)亦長。同時(shí)該電池工作間隙時(shí)易貯存，亦長。同時(shí)該電池工作間隙時(shí)易貯存，安全方便自放電小，可在任意狀態(tài)下貯存，安全方便自放電小，可在任意狀態(tài)下貯存，長期貯存應(yīng)置于長期貯存應(yīng)置于放電狀態(tài)放電狀態(tài)，且耐過充能力強(qiáng)，且耐過充能力強(qiáng)，低溫性能好，目前已得到了較為廣泛的使用。低溫性能好，目前已得到了較為廣泛的使用。4.4.影響堿性影響堿性Ni/CdNi/Cd電池容量和壽命的主要原因電池容量和壽命的主要原因(1) 混入混入Fe,Mg,Al等雜質(zhì)以氫氧化物形式

35、在等雜質(zhì)以氫氧化物形式在 正極上沉淀時(shí)容量明顯下降正極上沉淀時(shí)容量明顯下降. (2) 過量的正極活化劑或與氧化鎳形成惰性化合過量的正極活化劑或與氧化鎳形成惰性化合 物，使電極工作能力變差，導(dǎo)致容量損失。物，使電極工作能力變差，導(dǎo)致容量損失。 (3) 由于鎘表面吸附氧化物（由于鎘表面吸附氧化物（CdO）和）和Cd的難融的難融 化合物引起的負(fù)極的鈍化?；衔镆鸬呢?fù)極的鈍化。(4) Cd的電極中雜質(zhì)的存在或?qū)е潞＞d狀鎘的表面的電極中雜質(zhì)的存在或?qū)е潞＞d狀鎘的表面 積和電池容量顯著降低，最有害的雜質(zhì)是鉈。積和電池容量顯著降低，最有害的雜質(zhì)是鉈。 5.5.缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 污染環(huán)境污染環(huán)境, 比特性較鉛酸

36、電池差，開路比特性較鉛酸電池差，開路電壓低電壓低1.3V, 維護(hù)不當(dāng)易報(bào)廢維護(hù)不當(dāng)易報(bào)廢 。四四.鎳氫電池鎳氫電池 氫鎳電池氫鎳電池(MHxNi電池電池)是一種新型的是一種新型的二次電池，自二次電池，自20世紀(jì)世紀(jì)80年代末以來就成為年代末以來就成為電化學(xué)工作者研究和開發(fā)的熱點(diǎn)，它是在發(fā)電化學(xué)工作者研究和開發(fā)的熱點(diǎn)，它是在發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)了能夠用電化學(xué)的方法可逆地吸能夠用電化學(xué)的方法可逆地吸收和放出氫，并能用作可逆貯氫電極之后，收和放出氫，并能用作可逆貯氫電極之后，才得到快速發(fā)展的。才得到快速發(fā)展的。電池表達(dá)式：電池表達(dá)式：(-) MHxKOHNiOOH (+)負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：MHx+xOH -

37、M+xH2O+xe正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：NiOOH+H2O+e Ni(OH)2+OH -電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：MHx+xNiOOH xNi(OH)2+MMHxNiMHxNi電池的電池的反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理如下：如下：與與鎘鎳電池相同鎘鎳電池相同充電時(shí)氫由正極到負(fù)極，放電充電時(shí)氫由正極到負(fù)極，放電時(shí)氫由負(fù)極到正極，電解液沒有增減現(xiàn)象。時(shí)氫由負(fù)極到正極，電解液沒有增減現(xiàn)象。負(fù)極容量比正極容量大，過充電時(shí)，正極產(chǎn)負(fù)極容量比正極容量大，過充電時(shí)，正極產(chǎn)生的氧氣在貯氫負(fù)極上還原，電池可實(shí)現(xiàn)密生的氧氣在貯氫負(fù)極上還原，電池可實(shí)現(xiàn)密封設(shè)計(jì)。封設(shè)計(jì)。注意：氫鎳電池的注意：氫鎳電池的可采用混合可采用混合稀土貯氫稀土貯氫

38、合金合金( (如如LaNiHxLaNiHx，x=6)x=6)或或鈦鈦鎳合金鎳合金(MHx)(MHx)，采用堿性采用堿性NiNiCdCd電池中電池中NiNi電極技術(shù)，并電極技術(shù)，并加以改進(jìn)加以改進(jìn)。五五.鋰電池和鋰離子電池鋰電池和鋰離子電池 （一）鋰電池（一）鋰電池 在鋰二次電池中，在鋰二次電池中，電池是電池是 電池電池： xLi + MoS2 LixMoS2 該電池以該電池以Li作為負(fù)極作為負(fù)極和和的活性物質(zhì)，采用的活性物質(zhì)，采用有機(jī)電解液。有機(jī)電解液。 該電池具有較高的該電池具有較高的比能量比能量，再充電能力強(qiáng)，再充電能力強(qiáng)，工作電壓在工作電壓在1.32.2V之間，平均工作電壓為之間，平均工

39、作電壓為1.8V，循環(huán)壽命達(dá)數(shù)百次。，循環(huán)壽命達(dá)數(shù)百次。 在在Li的二次電池中，的二次電池中， Li/MnO2 電池電池最令人關(guān)注最令人關(guān)注：負(fù)極為負(fù)極為Li，正極為，正極為LiMn2O4（錳酸鋰或鋰錳氧化物錳酸鋰或鋰錳氧化物 無統(tǒng)一命名無統(tǒng)一命名）或正極為）或正極為,-EMD（即即電解電解MnO2）作為作為正極活性物質(zhì)正極活性物質(zhì)，電池充放電反應(yīng)為，電池充放電反應(yīng)為: xLi + LiMn2O4 Li1+X Mn2O4 xLi + ，-MnO2 LiX MnO2 這兩種電池的優(yōu)點(diǎn)是正極活性物質(zhì)較廉價(jià)，這兩種電池的優(yōu)點(diǎn)是正極活性物質(zhì)較廉價(jià)，充放電循環(huán)較好，低的污染。充放電循環(huán)較好，低的污染。

40、(二二) 鋰離子二次電池鋰離子二次電池 鋰離子二次電池鋰離子二次電池是在鋰二次電池技術(shù)的基是在鋰二次電池技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種的二次電池。的二次電池。該類電池以該類電池以，。電池反應(yīng)電池反應(yīng)實(shí)際上也是一種實(shí)際上也是一種。該類電池不僅保持了鋰二次電池。該類電池不僅保持了鋰二次電池的優(yōu)點(diǎn)，而且較好地克服了鋰電池的缺點(diǎn)，的優(yōu)點(diǎn)，而且較好地克服了鋰電池的缺點(diǎn)，循環(huán)壽命長，電池容量高，安全性好。循環(huán)壽命長，電池容量高，安全性好。負(fù)極工作原理：負(fù)極工作原理：六六.Na/NiCl2二次電池二次電池(ZEBRA) ZEBRA電池一電池一金屬鈉為負(fù)極金屬鈉為負(fù)極，Ni和和NiCl2為正極為

41、正極，-Ai2O3作為固體電解質(zhì)。作為固體電解質(zhì)。電池表達(dá)式為：電池表達(dá)式為：(-)Na (l)NaAlCl4 （復(fù)鹽，氯化鋁鈉）（復(fù)鹽，氯化鋁鈉）+-Al2O3NiCl2(s),Ni(s)(+)電池充放電時(shí)反應(yīng)為電池充放電時(shí)反應(yīng)為 ： 2Na+NiCl2 2NaCl+Ni特色特色 ： 電池制備在放電狀態(tài)；電池工作范圍寬（電池制備在放電狀態(tài)；電池工作范圍寬（-4070）；電池可在任意狀態(tài)下充電；可回收利用，）；電池可在任意狀態(tài)下充電；可回收利用，無環(huán)境污染，安全性好。無環(huán)境污染，安全性好。用途：用途： 該電池主要用作電動(dòng)汽車用電池。該電池主要用作電動(dòng)汽車用電池。七七.處于研究開發(fā)中的鋅二次電池

42、處于研究開發(fā)中的鋅二次電池 已見報(bào)道的二次電池有：已見報(bào)道的二次電池有：Zn/-MnO2電池、電池、Zn/V6O13電池和電池和Zn/PAni電池等。電池等。Zn為負(fù)極，嵌入式過渡金屬化合物等作為正極活性物質(zhì)，一般有機(jī)電解液Zn/ V6O13二次電池表達(dá)式為二次電池表達(dá)式為: (-)ZnZn(ClO4)2+PCV6O13,C(+)電池充放電反應(yīng)為：電池充放電反應(yīng)為：xZn +V6O13 ZnXV6O13Zn/-MnO2二次電池表達(dá)式為：二次電池表達(dá)式為： (-) ZnZn(ClO4)2+PC-MnO2,C (+)電池充放電反應(yīng)為：電池充放電反應(yīng)為： xZn+ -MnO2 ZnXMnO2Zn/P

43、Ani二次電池表達(dá)式為：二次電池表達(dá)式為： (-) ZnZnCl2+NH4PAni,C(+)電池充放電反應(yīng)為：電池充放電反應(yīng)為： xZn+2PAni(Cl)X 2PAni+xZn 2+2xCl -2022-3-1595七 汽車用新型蓄電池簡(jiǎn)介 1、干荷電鉛蓄電池2、免維護(hù)蓄電池或MF蓄電池3、膠體電解質(zhì)蓄電池 4、智慧型雙電池系統(tǒng)5、堿性蓄電池6、其它新型電池 2022-3-1596一、干荷電鉛蓄電池在極板完全呈干燥狀態(tài)下，能較長期（一般為2年）保存在制造過程中所得到的電量的蓄電池，稱為干式荷電鉛蓄電干式荷電鉛蓄電池，簡(jiǎn)稱為干荷電鉛蓄電池池，簡(jiǎn)稱為干荷電鉛蓄電池。負(fù)極板的制造工藝與普通鉛酸蓄電

44、池不同。 （1）在負(fù)極板的鉛膏中，加入抗氧化劑，象松香、油脂、硬脂肪酸等。（2）在極板化成過程中，有一次深放電循環(huán)或進(jìn)行反復(fù)地充電、放電過程，使極板的深層也形成海綿狀鉛。（3）化成后的負(fù)極板，先用清水沖洗后，再放入防氧化劑溶液（硼酸水楊酸混合液）中進(jìn)行浸泡處理，讓負(fù)極板表面生成一層保護(hù)膜，并在真空或惰性氣體中干燥。2022-3-1597二、免維護(hù)蓄電池 1、免維護(hù)蓄電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)免維護(hù)蓄電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 2、免維護(hù)蓄電池的優(yōu)點(diǎn)：、免維護(hù)蓄電池的優(yōu)點(diǎn)：（1）使用中，不需加蒸餾水。所謂無需維護(hù)，主要就是）使用中，不需加蒸餾水。所謂無需維護(hù)，主要就是指在使用中不需補(bǔ)加蒸餾水。指在使用中不需補(bǔ)加蒸餾水

45、。（2）自放電少，壽命長。）自放電少，壽命長。（3）接線柱腐蝕較小。）接線柱腐蝕較小。（4）起動(dòng)性能好。）起動(dòng)性能好。1、免維護(hù)蓄電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）極板柵架采用鉛鈣錫合金或低銻合金（含銻量小于23）。（2）將正極板裝入袋式聚氯乙稀隔板中，保證正極板活性物質(zhì)不致脫落。（3）孔蓋內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)氧化鋁過濾器可以使H2 和O2順利溢出，又可以阻止水蒸氣和硫酸氣體的通過，故減少了電解液的消耗。 在通氣塞中還裝入催化劑鈀，可幫助排出的氫、氧離子結(jié)合生成水，再回到電池中去，減少了水的消耗。 （4）單格電池間的連接采用穿壁式貫通聯(lián)接，可減小內(nèi)阻 （5）外殼為聚丙烯塑料熱壓而成，槽底沒有筋條 （6）對(duì)于無加液

46、孔的全密封型免維護(hù)蓄電池，頂部裝有內(nèi)裝式密度計(jì)，如圖。2022-3-1599三、膠體電解質(zhì)蓄電池（1）電解質(zhì)呈凝膠狀，不會(huì)流動(dòng)、無濺出，因此，維護(hù)、使用、保管和運(yùn)輸極為方便。（2）使用中只需添加少量的蒸餾水而無需測(cè)量和調(diào)整相對(duì)密度，并且膠狀電解質(zhì)本身失水量也少。（3）凝膠狀的電解質(zhì)會(huì)象保護(hù)套一樣把極板緊緊裹起來，極板活性物質(zhì)不易脫落，耐震動(dòng)，因而，使用壽命可適當(dāng)延長。（4）由于放電產(chǎn)生的硫酸鉛很難溶解到硫酸膠狀體中去，同時(shí)又阻止了溶于硫酸中的硫酸鉛再次回到極板上形成再結(jié)晶，因而在一定程度上可防止極板的硫化。（5）膠體電解質(zhì)的電阻比硫酸溶液大，因而使蓄電池內(nèi)阻有所增加，大電流放電時(shí)容量有所降低。

47、（6）膠體電解質(zhì)與極板的接觸不易均勻，使極板各部分形成電位差，自放電較大，且易造成極板腐蝕。 2022-3-15100四、智慧型雙電池系統(tǒng)四、智慧型雙電池系統(tǒng) 1、雙電池的必要智慧型電池是第三代的鉛酸蓄電池，它在一個(gè)電池箱內(nèi)有兩組電池，并且采用了微電子技術(shù)的EMC能量管理器進(jìn)行控制，壽命更長，性能更可靠。 電池的負(fù)載有兩種，一種是起動(dòng)機(jī)，一種是其他的輔助用電，如照明、風(fēng)扇、加熱器、音響、電動(dòng)窗的起動(dòng)機(jī)等。 在智慧型電池里分起動(dòng)和輔助兩個(gè)電池，這樣就可以針對(duì)各自的特點(diǎn)而進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 2、起動(dòng)電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3、輔助電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 4、能量管理器EMC2022-3-151012、起動(dòng)電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

48、 （1）薄極板上涂以低密度的活性物質(zhì)，大電流放電時(shí)具有最大的極板面積，起動(dòng)時(shí)，可以給起動(dòng)機(jī)提供大的起動(dòng)電流。（2）正極板柵架采用低銻合金，負(fù)極板柵架采用鉛鈣錫合金，負(fù)極板上涂有專門的添加劑，可提高低溫時(shí)提供大電流的能力。（3）起動(dòng)電池內(nèi)阻低。（4）起動(dòng)可靠性高，即處于充足電的狀態(tài)。（5）因?yàn)槠饎?dòng)電池是處于充足電的狀態(tài)，所以降低了起動(dòng)容量的要求，也降低了起動(dòng)電池的重量和體積。（6）起動(dòng)電池在起動(dòng)時(shí)，不必因?yàn)殡妷航德涠鴮?duì)點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。（7）一組獨(dú)立的充足的電壓用于點(diǎn)火，減少了起動(dòng)時(shí)間，從而也降低了這一階段廢氣的排出，也降低了油耗和發(fā)動(dòng)機(jī)磨損。（8）起動(dòng)電池不需要循環(huán)放電和深度放電，從而延長了壽

49、命。 2022-3-151023、輔助電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 輔助電池專門設(shè)計(jì)的適合于循環(huán)放電和深度放電，即能夠滿足長時(shí)間、中小強(qiáng)度電流供電的要求，它具有以下特性和優(yōu)點(diǎn)：（1）厚的極板，涂以高密度的活性物質(zhì)，正極板柵架用低銻合金，負(fù)極板柵架用鉛鈣錫合金，提高在深度放電下的循環(huán)性能，使它在這種負(fù)載下有長的壽命。（2）在深度放電之后，仍然有良好的放電特性。（3）隔套上襯有玻璃絲墊，以獲得長的壽命。2022-3-151034、能量管理器EMC雙電池系統(tǒng)由能量管理器對(duì)兩個(gè)電池的充、放電進(jìn)行控制，它由傳感器、控制線路、繼電器等組成 （1）當(dāng)汽車開動(dòng)時(shí)，將起動(dòng)電池和輔助電池及充電電路連接。（2）當(dāng)汽車停止而某輔助

50、負(fù)載接通時(shí)，將起動(dòng)電池和輔助電池分開，這樣可以提高起動(dòng)的可靠性和延長電池的壽命。（3）如果輔助電池電壓過低，振動(dòng)傳感器檢測(cè)到汽車有人上車，管理器把起動(dòng)電池與輔助電池連接。（4）當(dāng)起動(dòng)時(shí)，把起動(dòng)電池和輔助電池分開，提供充足的電壓給點(diǎn)火系統(tǒng)，以提高起動(dòng)性能。如果輔助負(fù)載大，該功能要求輔助電池具有充足的儲(chǔ)備容量和足夠的電壓。（5）在充電系統(tǒng)不良的情況下，將起動(dòng)和輔助電池的組合容量供給點(diǎn)火系統(tǒng)。（6）智慧型電池系統(tǒng)的能量管理器用微處理器來確定電池的充電狀態(tài)，并由此決定充電方式，避免了過度充電，同時(shí)可避免傳統(tǒng)充電系統(tǒng)所固有的一系列問題。智慧型蓄電池有許多方法可以確定電池的充電狀態(tài)，通常有以下幾種方法：（

51、7）智慧型蓄電池具有低充電狀態(tài)切斷功能。智慧型蓄電池是當(dāng)充電狀態(tài)跌到預(yù)定的狀態(tài)值以下時(shí)切斷負(fù)載，（好處）2022-3-15104智慧型蓄電池確定電池的充電狀態(tài)方法根據(jù)溫度和電壓來近似確定充電狀態(tài)。根據(jù)端電壓降時(shí)間的變化由微處理器進(jìn)行計(jì)算來確定充電狀態(tài)。根據(jù)電流、電壓、溫度和時(shí)間由微處理器進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)對(duì)內(nèi)阻、自動(dòng)電和容量進(jìn)行修正，從而確定充電狀態(tài)。2022-3-15105好處是： 使放電深度處于安全水平。提高了循環(huán)壽命和整個(gè)電池的使用壽命。降低在接下去的充電時(shí)的電解液分層?？商岣叱潆娦??？煽s短充電時(shí)間。在嚴(yán)寒地區(qū)可以防止電解液因過度放電而容易凍結(jié)。2022-3-15106五、堿性蓄電池1、鎘

52、鎳蓄電池2、鐵鎳蓄電池3、銀鋅蓄電池2022-3-151071、鎘鎳蓄電池 （1）構(gòu)造：活性物質(zhì)：正極-氫氧化鎳；負(fù)極-鎘；電解液-KOH或NaOH 溶液，密度為1.21.27。隔板材料：橡膠或塑料。 外殼：用優(yōu)質(zhì)鋼板壓制，焊接、鍍鎳而成?；蛴媚秃瓵BS樹脂注成。 （2）工作原理： 2Ni(OH)3+2KOH +Cr=2Ni(OH)2 +2KOH +Cr(OH)2 正極 電解液 負(fù)極 正極 電解液 負(fù)極2022-3-151082、鐵鎳蓄電池正極的活性物質(zhì)是氫氧化鎳Ni（OH）3，負(fù)極是海綿狀鐵Fe，電解液也是化學(xué)純凈的氫氧化鉀溶液。充放電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)： 2Ni(OH)3 + KOH + Fe

53、= 2Ni(OH)2 + KOH + Fe(OH)2 正極 電解液 負(fù)極 正極 電解液 負(fù)極2022-3-151093、銀鋅蓄電池銀鋅蓄電池正極板上的活性物質(zhì)為氧化銀，負(fù)極板上為鋅，用銀絲導(dǎo)線制成的銀導(dǎo)電骨架，起著傳導(dǎo)電流和支撐活性物質(zhì)的作用。電解液是KOH溶液，外殼用不繡鋼或塑料制成。充放電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)： Ag2O + Zn + KOH + H2O = 2Ag + Zn(OH)2 KOH 正極板 負(fù)極板 電解液 正極板 負(fù)極板 電解液2022-3-15111 汽車用新一代汽車用新一代36V(42V)電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)一、一、36V（42V）電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1、14/42

54、V雙電壓電氣系統(tǒng)雙電壓電氣系統(tǒng) 2、42V單電壓電氣系統(tǒng)單電壓電氣系統(tǒng)二、二、36V（42V）電源的）電源的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)三、三、36V(42V)電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)對(duì)整車結(jié)構(gòu)的影響對(duì)整車結(jié)構(gòu)的影響四、我國汽車工業(yè)四、我國汽車工業(yè)如何應(yīng)對(duì)如何應(yīng)對(duì)42V電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)2022-3-151121、14/42V雙電壓電氣系統(tǒng)雙電壓電氣系統(tǒng)2022-3-151131、14/42V雙電壓電氣系統(tǒng)雙電壓電氣系統(tǒng)2022-3-151142、42V單電壓電氣系統(tǒng)單電壓電氣系統(tǒng)單一電壓的42V電氣系統(tǒng)具有使用效率高、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、配用的蓄電池為一組同等電壓的蓄電池等特點(diǎn) 汽車采用42V電源，安全是關(guān)鍵。 采用新電源不但涉及電器的電壓改變問題，還涉及到插接件結(jié)構(gòu)及汽車布線的改變問題，涉及面很廣