新能源汽車電池與管理系統檢修2.1鉛酸動力電池的結構組成、工作原理及應用2.1鉛酸動力電池的結構組成、工作原理及應用知識目標：1、了解鉛酸電池的儲能工作原理；2、掌握鉛酸電池的檢測方法。能力目標：1、能夠正確闡述鉛酸蓄電池的充放電原理；2、能對鉛酸蓄電池進行性能檢測與維護。素質目標：1、培養學生自主學習、查找資料、制定計劃的能力；2、培養學生具備從事汽車行業工作的職業素養。教學重點：鉛酸電池的儲能原理與檢測教學難點：鉛酸電池的儲能原理2.1鉛酸動力電池的結構組成、工作原理及應用1.鉛酸電池的類型與儲能原理2.鉛酸電池的結構組成及工作特性；3.鉛酸電池的日常使用與維護；4.鉛酸電池的故障檢測。主要內容：2.1鉛酸動力電池的結構組成、工作原理及應用一、鉛酸電池的類型與儲能原理鉛酸電池技術成熟、性能可靠、成本低廉、維護方便。1、鉛酸電池的簡介鉛酸電池發明已有150多年產量達10億只之多所有化學電源中，鉛酸電池生產規模最大在儲能電源、起動電源、車載電源等領域仍然應用廣泛。一、鉛酸電池的類型與儲能原理1、鉛酸電池的類型根據鉛酸電池的作用可分為①起動式鉛酸蓄電池（Starterbatteries)②牽引式鉛酸蓄電池(Tractionbatteries)③固定式鉛酸蓄電池(Stationarybatteries)一、鉛酸電池的類型與儲能原理1、鉛酸電池的類型類型常用容量A·h正極板負極板特點起動式鉛酸蓄電池5-200涂膏式涂膏式比功率高、比能量高牽引式鉛酸蓄電池40-1200管狀涂膏式可深度充放電固定式鉛酸蓄電池40-5000板狀涂膏式比能量較低、自放電率小一、鉛酸電池的類型與儲能原理1、鉛酸電池的類型（1）起動式鉛酸蓄電池：由于不能深度充放電，不能用于電動汽車的主電源，一般僅作為低壓輔助電源使用。（2）牽引式鉛酸蓄電池：容量相對較大，可深度充放電，比能量較高，可用于電動汽車主動力電源。（3）固定式鉛酸蓄電池：容量很大，但比能量較低，體積和質量很大，不適合車用，一般僅用于不間斷電源等位置相對固定的場合。一、鉛酸電池的類型與儲能原理2、鉛酸電池的儲能原理鉛酸電池的放電時的電化學反應被稱為雙硫化反應正極成流反應為:負極成流反應為:電池總反應:一、鉛酸電池的類型與儲能原理2、鉛酸電池的儲能原理當鉛蓄電池的正、負極板浸入電解液中時，在正、負極板間就會產生約2.1V的靜止電動勢，此時若接入負載，在電動勢的作用下，電流就會從蓄電池的正極經外電路流向蓄電池的負極，這一過程稱為放電，蓄電池的放電過程是化學能轉變為電能的過程。放電時，正極板上的PbO2和負極板上的Pb，都與電解液中的H2SO4反應生成硫酸鉛PbSO4，沉附在正、負極板上。電解液中H2SO4不斷減少，密度下降。

鉛酸電池放電過程一、鉛酸電池的類型與儲能原理2、鉛酸電池的儲能原理理論上，放電過程可以進行到極板上的活性物質被耗盡為止，但由于生成的PbSO4沉附于極板表面，阻礙電解液向活性物質內層滲透，使得內層活性物質因缺少電解液而不能參加反應，在使用中活性物質利用率只有20％～30％。因此，采用薄型極板，增加極板的多孔性，可以提高活性物質的利用率，增大蓄電池的容量。鉛酸電池放電耗盡過程一、鉛酸電池的類型與儲能原理2、鉛酸電池的儲能原理（1）單格電池電壓降到放電終止電壓；（2）電解液密度降到最小許可值。放電終止電壓與放電電流的大小有關，放電電流越大，允許的放電時間就越短，放電終止電壓也越低。

鉛酸電池放電終了過程放電電流（A）0.05C20

0.1C200.25C20C203C20放電時間20h10h3h25min5min單格電池終止電壓（V）1.751.701.651.551.50C20蓄電池的額定容量一、鉛酸電池的類型與儲能原理2、鉛酸電池的儲能原理充電時，蓄電池的正、負極分別與直流電源的正、負極相連，當充電電源的端電壓高于蓄電池的電動勢時，在電場的作用下，電流從蓄電池的正極流入，負極流出，這一過程稱為充電。蓄電池充電過程是電能轉換為化學能的過程。充電時，正、負極板上的PbSO4還原成PbO2和Pb，電解液中的H2SO4增多，密度上升。鉛酸電池充電過程一、鉛酸電池的類型與儲能原理2、鉛酸電池的儲能原理

當充電接近終了時，PbSO4已基本還原成PbO2和Pb，過剩的充電電流將電解水，使正極板附近產生O2負極板附近產生H2，電解液液面高度降低，因此鉛蓄電池需要定期補充蒸餾水。蓄電池充足電的標志是：1.電解液中有大量氣泡冒出，呈沸騰狀態；2.電解液的密度和蓄電池的端電壓上升到規定值，且在

2～3h內保持不變。鉛酸電池充電終了過程二、鉛酸電池的結構組成及工作特性1、鉛酸電池的結構組成如圖為6V鉛酸蓄電池的構造圖，由三個相同且電壓為2V的單格電池組成，通過聯條把各單格串聯起來鉛酸蓄電池主要由極板、隔板、電解液、外殼（容器）等組成。二、鉛酸電池的結構組成及工作特性1、鉛酸電池的結構組成（1）極板與極板組極板是蓄電池的核心部分，極板分為：正極板、負極板，極板做成網架形式，上面附滿活性物質。蓄電池的充電和放電，就是靠正、負極板上活性物質與硫酸溶液的化學反應來實現的。正極板上活性物質為二氧化鉛（PbO２）呈棕紅色。負極板上活性物質為海綿狀純鉛（Pb）呈青灰色。二、鉛酸電池的結構組成及工作特性1、鉛酸電池的結構組成（2）網架網架的作用固結活性物質，一般由鉛銻合金鑄成，具有良好導電性、耐蝕性和一定機械強度。鉛占94%，加入6%銻是為了改善力學強度和澆鑄性能，0.1%~0.2%的砷為了增加耐腐蝕性，提高硬度與機械強度。正極板：二氧化鉛與稀硫酸調成膏狀涂在柵架上。負極板：純鉛粉與稀硫酸調成膏狀涂在柵架上。二、鉛酸電池的結構組成及工作特性1、鉛酸電池的結構組成（3）隔板（1）隔板的作用：把正、負極板隔開，防止正、負極板互相接觸造成短路。（2）對隔板的要求：隔板要耐酸、具有多孔性，以利于電解液的滲透。（3）隔板常用材料：常用的隔板材料有木質、微孔橡膠和微孔塑料等。微孔塑料隔板孔徑小、孔率高、成本低，因此被廣泛采用。二、鉛酸電池的結構組成及工作特性1、鉛酸電池的結構組成（4）單格鉛酸電池在正、負極板中間插入一隔板便成為單格電池。由于正極板上活性物質較疏松，機械強度低，如果極板的兩面放電不均，就會形成正極板拱曲而使其上的活性物質脫落，因而用兩片負極板夾一片正極板的辦法。將一定數量的正負極板組裝起來，中間插進隔板，就組成了電池組。在每個電池組中，正極板的片數要比負極板少一片。將多個組串聯起來就構成了電池體。二、鉛酸電池的結構組成及工作特性1、鉛酸電池的結構組成（5）電解液電解液是蓄電池內部發生化學反應的主要物質，蓄電池電解液是用純硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成的。電解液中硫酸密度高，可增強化學反應，提高電動勢，冬季還可避免電解液凍結，但密度過高，會使極板腐蝕作用加快，縮短極板與隔板的使用壽命。電解液的比重一般為1.24～1.28（20℃）。氣溫高的地區或季節，應采用較低密度；氣溫低的地區或季節，應采用較高密度。二、鉛酸電池的結構組成及工作特性1、鉛酸電池的結構組成（5）外殼外殼用硬橡膠或塑料制成。內用間隔分隔成幾個單格，每個單格內放入極板組和電解液便組成一個單格電池。殼的底部有凸起的筋條各單格電池極板組的正、負極柱，用聯條接成串聯，即一個單格電池的正極柱和相鄰單格電池的負極柱相連。加液口上有蓋，蓋上有通氣孔，它們應保持暢通，以防充電時外殼內氣體增多而把外殼脹裂。二、鉛酸電池的結構組成及工作特性2、鉛酸電池的規格型號串聯單格數－電池類型和特征－額定容量－特殊性能例如：6—QA—60S

序號12345產品特征干荷電濕荷電免維護少維護膠質電解液代號AHWSJ6個單格特征（常見電池產品特征代號）G：高起動率S：塑料殼D：低溫起動

額定容量為60A?h漢語拼音qidong（起動）的縮寫，表示起動蓄電池，以區別于拖動蓄電池二、鉛酸電池的結構組成及工作特性3、鉛酸電池的工作特性1)影響蓄電池容量因素

(1)結構因素極板表面積大小；極板片數多少；極板的薄厚；

(2)使用因素：放電電流；電解液溫度；密度。放電電流電解液密度二、鉛酸電池的結構組成及工作特性3、鉛酸電池的工作特性2)鉛酸蓄電池的充電特性恒流限壓法作為鉛酸電池最為常用的充電方法，在工程實踐中應用最多。二、鉛酸電池的結構組成及工作特性3、鉛酸電池的工作特性3)鉛酸蓄電池的放電特性在大部分放電過程中，電池端電壓是穩定下降的，到放電末期，電池端電壓急劇下降，此時應停止放電，否則會造成電池的過度放電。過放電會致使電池內部大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面，造成電池陰極“硫酸鹽化”。4)鉛酸蓄電池的溫度特性溫度對蓄電池的容量和電動勢影響很大，電解液溫度高時擴散速度增加、電阻降低，其電池電動勢也略有增加．因此鉛酸電池的容量及活化物質利用率隨溫度的增加而增加電解液溫度降低時反之。三、鉛酸電池的日常使用與維護1、鉛酸電池的正確使用（1）蓄電池正、負極接線柱的識別（樁頭粗細、顏色、標識）（2）蓄電池的就車拆裝及其注意事項從汽車上拆卸蓄電池時，應先拆搭鐵電纜，然后拆正極上的電纜；往車上裝蓄電池時，應認清正、負極，保持負極搭鐵，應先接正極上的電纜，再接搭鐵電纜。三、鉛酸電池的日常使用與維護2、鉛酸電池的使用與維護①啟動時間不宜過長。每次起動時間應小于5s，相鄰兩次起動應間隔15s以上。②盡量避免蓄電池過放電和長期處于虧電狀態下工作，虧電蓄電池應及時取下進行充電，放完電的蓄電池應在24h之內進行充電。③冬季使用蓄電池，要特別注意保溫，保持足電狀態，以免電解液密度降低而結冰。

④蓄電池的儲存滿足以下條件：室溫5~40℃，干燥、通風良好；避免疊放或受沖擊；避免陽光直射，距離熱源2m以上。三、鉛酸電池的日常使用與維護2、鉛酸電池的使用與維護⑤日常維護時，檢查蓄電池外殼與極柱是否有裂紋和電解液泄漏；檢查蓄電池本身安裝是否牢固，防止振動損壞；檢查極柱接線是否牢固，防止電量損失或產生火花；保持加液孔蓋上通氣孔的暢通，定期疏通。經常檢查并調整電解液的液面高度（高于極板10~15mm），不足時應補充蒸餾水。⑥保持蓄電池外表面的清潔干燥，及時清除極柱和電纜卡子上的氧化物，并確定蓄電池極柱上的電纜連接是否牢固、蓄電池在托架上的安裝是否牢固。清洗時要將蓄電池從車上拆下，先刮除腐蝕物，再用蘇打水清洗，然后用清水沖洗并用紙巾擦干。電纜卡子在清洗后還應涂上凡士林或潤滑脂防止氧化。三、鉛酸電池的日常使用與維護2、鉛酸電池的使用與維護⑤日常維護時，檢查蓄電池外殼與極柱是否有裂紋和電解液泄漏；檢查蓄電池本身安裝是否牢固，防止振動損壞；檢查極柱接線是否牢固，防止電量損失或產生火花；保持加液孔蓋上通氣孔的暢通，定期疏通。經常檢查并調整電解液的液面高度（高于極板10~15mm），不足時應補充蒸餾水。⑥保持蓄電池外表面的清潔干燥，及時清除極柱和電纜卡子上的氧化物，并確定蓄電池極柱上的電纜連接是否牢固、蓄電池在托架上的安裝是否牢固。清洗時要將蓄電池從車上拆下，先刮除腐蝕物，再用蘇打水清洗，然后用清水沖洗并用紙巾擦干。電纜卡子在清洗后還應涂上凡士林或潤滑脂防止腐蝕。四、鉛酸電池的故障檢測蓄電池常見的故障檢測步驟1.觀察、觀看蓄電池的外觀；2.看蓄電池的真偽；3.看蓄電池的殼體老化程度（塑料殼）；4.看蓄電池的生產批次；5.看蓄電池底部是否有脫落物質；6.看蓄電池正負電池頭是否松動或漏夜；7.聞問結合；8.詢問蓄電池的使用情況；9.聞蓄電池的氣味是否正常；10.看電解液的顏色是否正常；11.看正負極板膨脹程度（是否達到正常的使期）；12.看工作栓及中隔的顏色（判斷有過過充電情況）。1.檢測、測量；2.測量蓄電池的開路電壓；3.測量蓄電池的單體電壓；4.測量蓄電池的密度；5.測量蓄電池的放電電壓（利用放電叉測量）；6.測量蓄電池的放電電流（在有條件情況下）；7.判斷故障；8.正確分析造成故障的責任（用戶使用不當、車身線路問題或工廠制造責任）；9.正確使用技術性術語；10得出正確的結論；11.讓用戶滿意；使經銷商滿意；使生產廠家滿意；使自己滿意。四、鉛酸電池的故障檢測蓄電池常用檢測法1、開路電壓的檢測把數字式萬用表跨接在蓄電池兩極，跨接時注意極性，測量開路電壓的讀數要精確到0.1V。對于額定電壓為12V的蓄電池，將測得其電壓小于12V，說明蓄電池過量放電；若測得其電壓為12