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蓄电池使用维护技术培训讲义 保定风帆股份有限公司 第一章蓄电池基础知识第一节蓄电池定义 一 蓄电池的定义 能将所获得的电能以化学能的形式储存 并能将化学能转化为电能释放的一种能循环使用化学装置 二 蓄电池的分类按蓄电池使用电解液和正负极材料的不同可分为两类 铅酸蓄电池 碱性蓄电池 1 铅酸蓄电池铅酸蓄电池的电解液是浓度为27 37 的硫酸溶液 H2SO4 即稀硫酸 其正极板的活性物质是二氧化铅 PbO2 负极板的活性物质是绒状铅 Pb 2 碱性蓄电池碱性蓄电池的电解液是浓度为20 的氢氧化钾 KOH 水溶液 其正极是一般由活性物质氢氧化镍组成 按负极极板活性物质材料的不同分为铁镍蓄电池 镉镍蓄电池等系列 用银做正极 锌做负极的叫银锌电池 蓄电池的分类 第二节铅酸蓄电池的基本常识 一 铅酸蓄电池电动势所谓电动势就是蓄电池在开路状态下 蓄电池的两极的端电压 电动势是由两极间的电位差决定的 铅酸蓄电池主要由正 负极板 电解液 容器组成 正极的二氧化铅和负极的绒状铅都有各自的电极电位 标准状况下 二氧化铅的电极电位是1 69伏 绒状铅的电极电位是 0 358伏 二者之间的电动势就等于它们之间的差值 即 电动势E 1 69 0 358 2 048 伏 这也是铅酸蓄电池的电压为什么能达到2伏的原因 蓄电池的电动势是由两极的电位差决定的 电动势的大小与极板上活性物质的性质及电解液的浓度有关 而与活性物质的多少 极板的大小无关 所以 当电极材料一定的情况下 电解液浓度增大 电动势升高 电解液浓度降低 电动势就下降 实际使用中 用下式计算蓄电池的电动势 E 0 85 d 25 式中 0 85为铅酸蓄电池电动势常数 d为25 时电解液密度 二 铅酸蓄电池活性物质质量与电量的关系从铅蓄酸电池的工作原理看 充放电过程极板上的活性物质以及电解液均参与了反应 这就说明 铅酸蓄电池的成流反应与电极和电解液的电化当量有关 根据反应方程式可计算出要产生1安时 Ah 电量所需活性物质的数量 PbO2 Pb H2SO4 2PbSO4 2H2O查表 PbO2电化当量为 4 46g Ah Pb电化当量为 3 87g Ah H2SO4电化当量为3 66g Ah也就是说 每生产1安时电量 在正极需要4 46g二氧化铅 在负极需3 66g硫酸 但应注意 这个数值只是一个极值 即假设活性物质能全部利用时的物质数量与电量的关系 实际上 每一种活性物质都不能完全利用 以上说明 蓄电池的容量 取决于参加电化学反应的活性物质二氧化铅 绒状铅和硫酸的数量 蓄电池的体积 重量越大 蓄电池的容量越大 即蓄电池的容量与活性物质的数量有关 而与电极的性质无关 铅酸蓄电池的基本常识 三 铅酸蓄电池的内阻蓄电池的内阻 是指电流通过蓄电池时所受到的阻力 它包括欧姆内阻和极化内阻两部分 蓄电池的欧姆内阻的大小不仅与电解液的性质 浓度 连接体 电极 隔板等因素有关 而且与蓄电池的尺寸大小 结构有关 蓄电池的结构越紧密 尺寸越小 欧姆内阻就越小 蓄电池极化内阻主要是通过电流的大小而变化 由于蓄电池的内阻的存在 蓄电池放电的工作电压总是小于电动势 而充电的电压总是大于电动势 蓄电池的内阻是有害的因素 它消耗蓄电池自身能量 而且工作电流越大 消耗的能量越多 蓄电池使用时的发热现象就是内阻消耗能量的表现 四 铅酸蓄电池的容量定义 蓄电池的容量是指在一定的放电条件下 可以从蓄电池中获得的电量 用A h 安培小时 为单位 容量Q等于放电电流I与放电时间t的乘积 即 Q I t A h 理论容量 是参加电池反应的物质全部利用时蓄电池所能供给的容量 额定容量 是设计生产蓄电池时 规定或保证在指定的放电条件下 蓄电池应该放出的最低限度的电量 实际容量 是蓄电池在实际使用的条件下放出的电量 储备容量 指汽车在停置状态全车用电器同时用蓄电池所能供电的时间 第三节铅酸蓄电池有关名词术语 1 单体蓄电池由电极和电解质组成 构成蓄电池组的基本单元 2 蓄电池组用电气方式连接起来的用作能源的两个或多个单体蓄电池 3 整体蓄电池多个集群组装在一个多格蓄电池壳中的一种蓄电池 4 活性物质当蓄电池放电时通过化学反应产生电能 而在充电时又恢复为原组份的极板物质 5 开路电压开路时 蓄电池正 负极板间的电位差 6 电解质含有移动离子并起离子导电作用的液相或固相物质 7 终止放电认为放电终止时的规定电压 深放 大电流 6V 浅放 小电流 10 5V 8 负载电压蓄电池输出电流时端子间的电位差 9 初始电压电路闭合后 初始瞬间极化效应达到稳定时刻的负载电压 10 平均电压在充电或放电期间电压的平均值 11 使用寿命在规定的条件下 蓄电池的有效寿命期限 美国是按里程计算 日本是按时间计算 我国是按充放电周期计算 实验数据 12 自放电当蓄电池不与外电路连接时 由于蓄电池内自发反应而引起的化学能损失 指实际容量下降 13 起动能力蓄电池在规定条件下给发动机起动电机提供电能的能力 14 浮充放电蓄电池和其他直流电源并联对外电路输出电能的过程 叫做浮充放电 铅酸蓄电池有关名词术语 第四节铅酸蓄电池型号含义 1 日本标准 以电池型号95D31L为例 95D31L端子位置电池长度宽和高的区别性能等级2 德国标准 以电池型号56318为例 55415蓄电池特有的结构特性额定容量12V蓄电池 3 美国标准 以电池型号58 430为例 58 430 18 冷启动电流蓄电池尺寸组 4 法国标准 以电池型号L2 300为例 L2 300 18 冷启动电流蓄电池尺寸组 5 国家标准 等效采用国际电工委员会IEC95 1标准 以电池型号6 QA 100a为例 6QA100a表示略有改进蓄电池额定容量 20h 率干荷电起动型单体电池数 注 型号后面加 HD 是耐震型电池型号后面加 MF 是少维护电池型号后面加 D 是耐低温电池型号后面加 J 表示胶体电池 不带 J 或带 S 表示塑体 第二章铅酸蓄电池第一节铅酸蓄电池发展概况 铅酸蓄电池是于1859年由法国人普兰特发明的 他用两块铅板作电极 放置于稀硫酸中进行电解 使电解的电流方向不断变换 铅板蓄电容量不断增加形成蓄电池 1881年福尔发明了涂膏式极板 他用铅的氧化物 一氧化铅或二氧化铅 与稀硫酸混合成铅膏 添涂在凹凸不平的铅板上 放在稀硫酸中进行电解 形成极板 20世纪以来 随着科学技术的进步 涂膏式极板有了进一步的发展 采用铅锑合金板栅 大大提高了蓄电池的比能量 70年代出现了以塑代胶 以穿壁焊替代桥式连接技术 到了80年代又出现了少维护电池 免维护电池 合金材料开始使用低锑合金 铅钙合金等 铅酸蓄电池近一百五十年的发展和革新 已经形成以下特点 1 可移动性能好 使用方便 2 电压电流量可在相当大的范围内调整 变化 通过蓄电池的串并联关系及混联关系实现 3 可以根据需要制成任意形状 4 经过特殊设计加工后 能够用于高压 失重 高温 低温 剧震 强冲击等特殊环境 第二节铅酸蓄电池结构 铅酸蓄电池是用稀硫酸做电解液 用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性电池 铅酸蓄电池主要由正负极板 隔板 硫酸电解液 电池壳体等主要部件组成 铅酸蓄电池结构 1 正负极板 正负极板是由板栅和活性物质构成的 板栅的作用 支承活性物质 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或低锑合金 直筋 放射筋 活性物质的作用 参加成流反应 充电状态 正极活性物质主要成分为二氧化铅 负极活性物质主要成分为绒状铅 2 隔板 电池用隔板是由微孔橡胶 塑料玻璃纤维等材料制成的 它的主要作用是 防止正负极板短路 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 因此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重要组成部分 它的作用是 传导电流 参加电化学反应电解液是由浓硫酸和净化水配置而成的 电解液的纯度和密度对电池容量和寿命有重要影响 汽车用蓄电池采用电解液密度为1 280 0 005g cm3 25 稀硫酸 铅酸蓄电池结构 4 电池壳盖 电池壳 盖是盛正 负极板和电解液的容器 主要由塑料和橡胶材料制成 5 排气栓 由塑料材料制成 对电池起密封作用 阻止空气进入 防止极板氧化 使用前 必须将排气栓上的盲孔用铁丁刺穿 以保证气体逸出畅通 6 其他 蓄电池除上述主要零部件外 还有链条 端子 极柱 荷电显示器等零部件 铅酸蓄电池结构 阳板 阴板 第三节铅酸蓄电池工作原理 铅酸蓄电池正极活性物质是二氧化铅 PbO2 负极活性物质是海绵状金属铅 Pb 导电介质稀硫酸 电解液 在蓄电池充放电过程中 正负极将发生下列反应 将电能转化成化学能贮存在电池中或将化学能转化成电能提供给外界 负极反应 放电Pb HSO 4 2ePbSO4 H 充电正极反应 放电PbO2 HSO4 3H 2ePbSO4 2H2O充电 放电 H2SO4浓度下降 正负极板上生成PbSO4 使内阻增大 从而电池电动势降低 充电 电解液浓度增加 内阻减小 正极生成二氧化铅 负极还原为绒状铅 蓄电池电动势升高 充电后期由于水的电解 将产生大量气泡 电池总反应正极活性物质电解液负极活性物质正极生成物电解液生成物负极生成物放电PbO2 2H2SO4 PbPbSO4 2H2O PbSO4充电二氧化铅稀硫酸铅硫酸铅水硫酸铅电池在放电后两极活性物质均转化为硫酸铅 这种解释铅酸蓄电池成流反应的理论称为 双硫酸盐化 理论 铅酸蓄电池工作原理 1 干荷电蓄电池 极板处于干燥的已完全充电状态的蓄电池 如 6 QA 100型电池 2 非干荷电蓄电池 极板处于干燥的半充电状态的蓄电池 如 6 Q 135J型电池 第四节铅酸蓄电池分类一 按铅酸蓄电池的性能可分为 3 少维护蓄电池 采用低锑合金 使用期间只进行少量维护即加水期延长 如 55B24LMF型电池 4 免维护蓄电池 在使用中无需维护和添加纯水的蓄电池 富液 如 6 QW 54型电池 按铅酸蓄电池的性能可分为 5 阀控式密封蓄电池 采用吸附式超细玻璃纤维隔板和负板活性物质过量设计 贫液 如 MSE 500型电池 二 按铅酸蓄电池的用途可分为 1 起动型蓄电池 主要应用于汽车 摩托车 舰 船等 如 6 QA 60Q 启动用 按铅酸蓄电池的性能可分为 2 固定型蓄电池 主要应用于计算机UPS电源 通讯设备 发电设备开关控制等停电备用电源 如 MSE 500 3 电动车用蓄电池 用于电动车 电瓶车 电瓶插车 工矿电机车动力电源等 如 6 DA 150D 电动车用 按铅酸蓄电池的用途可分为 4 风力发电用型电池 用于风力发电机的储能 稳压作用 如 6 CA 200C 储能用 按铅酸蓄电池的用途可分为 三 按铅酸蓄电池的结构分类 1 普通型 传统结构 开口型 2 全免维护型 壳盖设计循环气路 工作时排出少量气体 3 阀控密封型 吸附式玻璃纤维隔板 负板活性物质过量设计 工作时无气体排出 按铅酸蓄电池的结构分类 第三章铅酸蓄电池的充放电第一节铅酸蓄电池充放电的工作特性 蓄电池的端电压 是随着充电和放电过程中的改变而变化的 所以分析充放电过程中端电压的变化十分重要 一 充放电过程中电压的变化特征1 放电时端电压的变化特征蓄电池完全充电后 活性物质微孔中的硫酸与容器中的硫酸浓度相等 蓄电池的端电压与此电解液浓度相对应 然而放电一开始 活性物质表面的硫酸被消耗 U浓度立即下降 而硫酸由主体溶液向活性物质表面扩散较为缓慢 不能及时补充所消耗的硫酸 故活性物质表面的硫酸浓度继续下降 导致端电压急剧下降 oa段 由此产生了活性物质表面与溶液主体之间的浓度的差别 促进了硫酸向活性物质表面扩散 使得微孔中硫酸得到补充 在一定放电时间内 硫酸的消耗 能得到补充 所以端电压较为稳定 ab段 由于放电时间的持续 整体电解液中的硫酸被逐渐消耗 电极上的硫酸铅逐渐增多 电阻增加 导致端电压急剧下降 bc 达到规定的终止电压 停止放电后 电压又逐渐恢复 见下图 充电开始时 由于硫酸铅转化为二氧化铅和铅 相应的有硫酸生成 所以活性物质表面硫酸浓度迅速增加 端电压沿Oa段急剧上升 达到a点以后 由于扩散使得活性物质表面及微孔中的硫酸浓度不再急剧变化 端电压也就上升较缓慢 ab段 活性物质逐渐从硫酸铅转变成二氧化铅和铅 孔隙逐渐扩大 孔率增加 随着充电的进行 电化学极化增加 这时正极的电极电位变得很正使得氧气大量析出 负极的电极电位变得很负 达到析出氢的电位 结果充电的蓄电池端电压迅速升高 大量气体析出 进行水的电解过程 表现为cd段电压急剧上升 2 充电时端电压的变化 根据电池的总反应得知 每放出一安时电量消耗硫酸3 66g 生成0 67g水 所以放电时电解液密度下降 充电时密度上升 在充放电过程中不仅是电解液的整体浓度发生变化 而且在蓄电池槽上部和下部也产生浓度差别 放电时上端密度下降较快 这是由于极板表面硫酸消耗快 局部密度变小 形成硫酸上稀下浓 充电时极板表面硫酸生成较多 局部密度增大 产生浓度差别 自动下沉 形成电解液自身流动 因此蓄电池槽上部电解液密度上升就显得平缓 直到蓄电池充电电压明显升高时 气体大量析出对电解液起搅拌作用 电解液趋于均匀 表现出电解液密度明显增加 由于电解液密度与蓄电池充放电程度关系密切 所以通过电解液的密度可以概略地判断蓄电池的充放程度 a 在实际使用中蓄电池的端电压可用下式计算 V 0 84 d 25 式中 d 电解液密度0 84 常数b 在实际使用中起动用蓄电池以电解液密度1 280为容量的100 则密度下降0 01蓄电池的容量降低5 来判断容量损失情况 所以 在实际使用中 一定要是蓄电池达到完全充电的状态 Z 二 充放电中电解液浓度的变化特征 第二节铅酸蓄电池的充放电 一 充电前的准备工作1 测量用仪表a测量电压 电流的仪表具有1 0级以上的精度 b测量电解液温度用的温度计应具有0 100 的量程 每个分度值不应大于1 C测量电解液密度用的密度计应具有1 000 1 300的量程 2 电解液的灌注a将新蓄电池自包装箱取出后 检查外观无误后 拧下排气栓 务必检查排气孔 使其保持排气通畅 b将配置好的密度为1 280 0 01 25 的电解液 注入每个单格内 c电解液温度必须冷却到30 以下 方能灌入蓄电池 d灌入的电解液液面应与外壳标记线 max 平齐 胶壳蓄电池应高出集群10 15毫米左右 e干荷电蓄电池灌入电解液激活30分钟后即可装车使用 非干荷电蓄电池灌入电解液后 静置2 3小时 在蓄电池电解液温度低于35 时 按制造厂说明书进行初充电 干荷电蓄电池首次使用前 如按制造厂说明书补充电 效果更好 3 充电机的选择对蓄电池的充电必须采用直流电源 直流电源的种类很多 用户可根据实际需要选择 串联充电的直流电源的电压必须比蓄电池的电压足够大才行 一般12伏蓄电池按18伏 6伏蓄电池按9伏计算 对有恒压充电要求的蓄电池 直流电源的电压值对12伏蓄电池控制在14 4 0 1伏 6伏蓄电池控制在7 2 0 1伏 每组串联充电的最大电池的只数 N 可按下列公式计算 每组电池只数 N 充电机的最大输出电压 V 184 充电的连接a 充电前必须仔细检查充电线路的连接是否正确 注意蓄电池的正极接电源的正极 蓄电池的负极接电源的负极 切记不可接反 因为反充电对蓄电池的危害极大 b 根据所需充电蓄电池的型号 数量和直流电源的能力 一般采用串联 并联及混联三种方法充电 c 充电过程中应每2小时测量一次蓄电池的电压和电解液密度 充电结束时必须使单格电解液密度达到规定值 d 充电过程中 电解液温度不得超过45 否则应尽快采取冷却降温措施使电解液温度降至35 以下再充电 但初充电中停电时间不能过长 充电线路示意如图 串联充电线路图 v A v 并联充电线路图 v A 混合联充电线路图 v A A1 A2 串联充电线路实物连接图 二 充电的方式 充电方式主要有初充电 普通充电 均衡充电 补充电四种 1 初充电初充电是指蓄电池在使用之前的首次充电 其目的是为了使在生产运输和贮存过程中 极板上被氧化的活性物质经充电后得以恢复 对蓄电池容量和寿命有重要影响 1 初充电电流和时间应严格按制造厂说明书规定进行 一般初充电电流不宜过大 电流过大电液温度上升过急过高 损害极板与隔板 并影响活性物质的形成过程 当环境温度过高 充电电流应性相应减小 2 在没有说明书的情况下 应按下列要求掌握初充电的程序 a 根据灌酸后电解液密度和温度变化的情况来判断蓄电池是否为干荷电蓄电池 即当注入电解液后 放置1 2小时 检查电解液的温度是否超过环境温度5 7 电解液密度值下降是否超过0 02 如上述两项指标均不超过标准范围 则蓄电池为干荷蓄电池 否则为非干荷蓄电池 b 对于干荷蓄电池 在注入电解液后 放置40分钟后 可不经过初充电直接装车使用 也可按0 1C20的电流补充电5小时后使用 c 对于非干荷电蓄电池的初充电 按下表的规定进行 初充电电流与充入的电量表注 充电电压超过2 4伏时 则该改用第二阶段电流 C20 C10 C5分别表示20小时率 10小时率 5小时率的额定容量 实际应用时 对于起动型电池初充电时常以0 1C20的电流充入额定容量的3 0 4 5倍 如普通起动型6 Q 60电池的额定容量为60Ah 可确定应充入电量为60 A h 3 180 A h 按规定的充电电流0 1C20 0 1 60A h 6A计算 充电时间应为180A h 6A 30h 2 普通充电普通充电是指蓄电池使用后的再次充电 充电前应全面检查单格蓄电池的电压和电解液密度 对液面低落者应添加蒸馏水后 方可进行充电 1 普通充电的电流和充入的电量应严格按说明书规定进行 在没有说明书的情况下 可参照下表来确定普通充电的电流和电量 表注 充入电量 倍 表示充入电量的总和为该蓄电池实际放容量的倍数 实际放电容量可测电解液密度估算 C20 C10 C5分别表示20小时率 10小时率 5小时率的额定容量 实际应用时 对于起动型电池初充电时常以0 1C20的电流充入损失容量的1 5 2 0倍 2 根据电解液浓度的变化掌握蓄电池放电的程度 蓄电池由于使用情况比较复杂 所以给蓄电池充电 必须认真掌握蓄电池使用情况和电量亏损程度 以便对蓄电池进行正确的充电 如果对蓄电池使用情况不够清楚 要根据电解液密度下降情况来判断蓄电池容量的亏损程度 对于起动型蓄电池 可以按密度每下降0 01容量损失约为额定容量的5 左右 电解液密度下降与容量损失关系可参照下表 按上表估算出蓄电池已放出的电量后 就可以按放电容量的1 5 2 0倍确定本次充电量 如6 QA 60电池比重1 18时 容量损失50 可确定应补充电量为 60Ah 50 2 60Ah 按规定的充电电流0 1C20 6A 0 1 60Ah 计算 充电时间应为60Ah 6A 10h 3 均衡充电 均衡充电是指对蓄电池以小电流进行过量的充电来平衡蓄电池的电气性能 以达到均衡一致的目的 充电对象 当蓄电池连续工作三个月后 放电容量不佳者 蓄电池组中个别单格容量不够的时候 单格极板取出修正之后者 过放电的蓄电池 或电解液中有不纯物混入极板有不正常现象时 都应进行均衡充电 充电方法 将蓄电池用普通充电方法进行充电完毕后 再用初充电时第二阶段的电流充电 当蓄电池内冒出均匀气泡 温度可能上升 时 停止充电一小时 如此反复进行三 四次 直到每个蓄电池均能产生大量气泡 蓄电池电压 电解液密度趋于一致不变为止 4 补充充电 针对存放时间较长 干荷电性能较差的干荷电池或灌酸充足电后停用一个月左右时间的电池而说的 补充电电流为0 1C20C20A 补充电时间为5小时左右 或根据存放时间长短确定充电时间 三 充电的方法1 恒流充电法 对蓄电池以一定不变的电流充电至完全充电状态 起动用蓄电池的充电就是如此 2 恒流分阶段充电法 就是将蓄电池按充电电流大小 分阶段进行充电 开始用较大电流 当蓄电池单格电压达到2 4伏以上时 再用较小的电流进行充电 3 恒电压充电 即在一定电压下 一般按2 5伏计算 对蓄电池进行充电 由于电压不变 开始时充电电流较大 然后电流渐渐减少 这种方法未广泛采用 4 快速充电法 当蓄电池容量不够时 又急于完成某项任务必须使用 在此情况下 可以用大电流进行快速充电 但电流不应超过普通充电电流的2倍 当充电电压达到2 4伏时 再将电流减半 直到完全充电状态 这种充电方法 易对蓄电池容量造成损伤 尽量避免使用 四 充电结束的判断标准及注意事项 1 完全充电的判断标准 蓄电池冒出均匀大量气泡 电解液呈 沸腾 状态 蓄电池单格电解液密度达到规定值 且3小时稳定不变 蓄电池单格电压达到2 6 2 8伏 且2小时保持不变 2 充电过程中的注意事项 充电过程中 电解液温度不得超过45 当温度超过40 时 应减半电流充电 相应延长充电时间 若超过45 应停止充电 待降温后继续充电 充电时可视具体情况 采用人工冷却措施 如水冷 冰冷 风冷等 充电过程中 要每小时测量一次蓄电池电压 温度和电解液密度 充电结束后 要进行电解液密度及液面高度的调整 调整后继续充电半小时 以使各处均匀 各单格蓄电池电解液密度相差不得大于0 01 充电时要严格按制造厂说明书进行 防止过充电或充电不足 充电期间内 应具有良好的通风设备 以防止室内氢气含量过高发生爆炸危险 充电期间内 严禁吸烟和带入明火 五 放电种类及方法 1 放电电路的连接蓄电池在放电时 应根据不同要求连接负荷 通常要在蓄电池正极接电流表和可变电阻 然后接以负荷 有时为了同时得到较大电流而并联 应注意以下事项 电压相同 容量不同的蓄电池 可以并联使用 不同容量的蓄电池在串联放电时 放电电流不应超过最小蓄电池组规定的电流值 不同电压而容量相同的蓄电池 可以串联使用 但不准并联使用 食盐或稀硫酸 槽内插入两块铅板 作为电极 用调节两极间的距离和插入电解液的深度来控制电阻 使其电流值达到规定的数值 容量相同 电压不同 电压相同 容量不同 放电电路的连接 2 检查放电新蓄电池或经过修理后的蓄电池 经过初充电后的检查放电按照制造厂说明书规定的电流进行 放电放至终止电压然后停止放电 通过检查放电 可以了解蓄电池的性能 便于对该蓄电池的使用效果进行估量 检查放电对于新蓄电池或经修复的蓄电池是十分必要的 检查放电的种类 是根据各种不同型号的蓄电池 规定各种不同放电率 检查放电要按制造厂的说明书规定进行 蓄电池的检查放电可以用水阻法进行 在绝缘槽加水 在水中放少量食盐或稀硫酸 槽内插入两块铅板 作为电极 用调节两极间的距离和插入电解液的深度来控制电阻 使其电流值达到规定的数值 A v 铅板 铅板 水阻法放电线路图 稀酸或盐水 蓄电池 放电槽 3 使用放电蓄电池充足电后 在使用中 应注意不使蓄电池过放电或大电流放电时间过长 更不许将蓄电池容量全部放完 一般情况下 放电量不应超过额定容量的75 对其放电程度的判断 可用电解液浓度每降低0 01相当于放出容量的5 来计算 4 蓄电池放电注意事项 放电电流不应超过制造厂说明书的规定 在特殊情况下 放电如以极大电流或低温放电后 应及时对蓄电池进行均衡充电 来使蓄电池性能全面恢复 对放电终期电解液密度 电压下降较快的蓄电池 应检查原因 下次充电时 应进行过量充电 放电结束的蓄电池 应在12小时之内及时充电 要认真做好放电记录 第四章铅酸蓄电池的使用维护保管第一节铅酸蓄电池的使用方法 一 铅酸蓄电池初次使用时的注意事项 1 揭去电池注液上的密封干胶条 少维护 铅酸蓄电池初次使用时的注意事项 排气栓上有透气孔的 请将孔穿透 开口电池 铅酸蓄电池初次使用时的注意事项 栓上栓下有密封纸的 请将密封或纸撕去 新工作栓 铅酸蓄电池初次使用时的注意事项 2 注入密度为1 28 0 005 25 g cm3的电解液 液温不能超过35 拧紧排气栓 铅酸蓄电池初次使用时的注意事项 3 电解液液面应保持在Max和Min液面线之间 胶体电池应超过隔板10 15mm 铅酸蓄电池初次使用时的注意事项 4 干式荷电池注入电解液静置30分钟后 测量电压12 5V以上 即可装车使用 铅酸蓄电池初次使用时的注意事项 5 非干式荷电池注入电解液静置1 6小时后 经充电后方可使用 充电方法参照制造厂说明书进行 柜式充电机 铅酸蓄电池初次使用时的注意事项 6 电池 端分别与车辆正负接线连接 严禁反接 否则 会损坏车辆用电设备 铅酸蓄电池初次使用时的注意事项 7 按装 先安装正极连线 后安装搭铁连线 拆卸 先拆卸搭铁连线 后拆卸正板连线 二 铅酸蓄电池运行过程中的正确使用 1 蓄电池大电流放电时间不应过长 否则会使极板因过热而变形造成短路或活性物质脱落而容量降低 启动车辆时 每次不得超过 秒 连续启动时间间隔不得低于 秒 2 用高倍率放电计 放电表 检测容量时 也不应超过 秒 3 汽车在正常行驶时 蓄电池一般都处于充电状态 但因调节器调节不当等原因 致使发电机供电能力低 或因启动频繁消耗电池电能过多 或因用电设备短路故障造成蓄电池严重亏电时 均应对电池进行补充充电 4 一般蓄电池在使用 个月后 或发现电池容量不足 时 或有起车无力 灯光暗淡 喇叭声音不正常等现象时 除进行正常的维护外 还应将电池进行车下补充电 同时 在充电过程中应注意不同电压 容量相同的电池不能混充 新旧电池不允许混装使用 第二节铅酸蓄电池的定期维护 定期维护的对象 是指针对带液搁置时间较长或不正常使用的铅酸蓄电池进行的定期维护 如配套主机厂和部队战备车辆及工程车辆使用的铅酸蓄电池带液搁置现象较为普遍 尤为引起注意 定期维护的时间间隔 一般带液搁置的普通开口蓄电池1个月需保养一次 全免维护蓄电池带液搁置3个月需保养一次 定期维护内容 1 每月检查电池表面是否有灰尘或酸液 并用纯净水或蒸馏水及时擦洗干净 2 应每月检查电池端子连接部位是否有腐蚀氧化物 有条件的应在端子部位涂上凡士林或黄油 以防端子氧化腐蚀 1 铅酸蓄电池的定期维护 3 应每月检查电池电压 电解液密度 以便对电池容量做出判断 对容量低于50 的蓄电池 电解液密度低于1 18g cm3 要及时补充电 3 3 铅酸蓄电池的定期维护 4 发现电池失水时应及时补加纯水 防止极群露出液面而氧化影响电池容量 切勿补加电解液 5 根据季节气候的变化 换季时 按说明书的要求及时调整电解液的密度 4 5 铅酸蓄电池的定期维护 6 要经常检查和校对蓄电池测量仪表 如密度计 温度计 电压表 电流表 以免因为仪表不准确 导致蓄电池的维护保养工作质量受到影响 7 安装蓄电池时 要防止电路短路 以免发生危险 7 铅酸蓄电池的定期维护 8 电池在使用过程中应调整好充电系统的电压 一般13 8V 4 4V 防止过充电或充电不足 9 严禁使用蓄电池车下为起动机供电来驱动车辆移动或行驶 10 如果车辆长期存放 为了避免过度自放电和严重的硫酸盐化 开口电池要一月补充一次电 全免电池三个月补充一次电 11 不允许放电电流超过制造厂家的最大电池 一般此值为4 5C20电池容量的4 5倍 严禁使用短路法测试电池是否有电 第三节铅酸蓄电池的日常维护 蓄电池作为汽车电源系统的主要部件 在日常运行中若不进行维护常会影响汽车的起动性能 日常维护的内容有 1 蓄电池必须经常保持外壳表面的清洁 2 不要使任何外来的杂质落入电池内 1 2 3 端子的接触必须可靠 必要时可涂上凡士林 对端子不可拧力过大 保证端子的清洁 防止端子腐蚀 4 检查排气栓或密封盖上的排气孔 必须使之随时保持通畅 防止堵塞产生爆炸 3 4 铅酸蓄电池的日常维护 5 注意液面高度 定期加水 蒸馏水 不要让极板和隔板露出液面 5 铅酸蓄电池的日常维护 6 必须将电解液调整到正常高度 而且只能在电池充电终止时进行 6 铅酸蓄电池的日常维护 7 电解液温度不得超过制造厂家的规定 一般为45 7 充电电流不得超过规定值 一般恒流充电电流为0 1C20 恒压限流充电时 限制的电流一般为0 25C20 8 铅酸蓄电池的日常维护 不得拆卸指示器 如有松动 可使用适当工具依瞬时针方向进行强制性禁锢 逐格检查蓄电池的电解液液面是否高出极板约10 15mm 如果缺液 请加蒸馏水 发电机运转时 不要断开蓄电池的电路 正负极电缆接头 切勿接反 否则会损坏交流发电机的二极管 给蓄电池充电时 要拆掉车上蓄电池的正负极接线 14 应确保端子和接头接触良好 严禁敲击端头 10 14 第四节铅酸蓄电池的保管 铅酸蓄电池保管的好坏 不仅直接影响蓄电池的质量和使用寿命 还影响起动设备安全和工作任务的完成 因此 蓄电池的保管是蓄电池使用者及经销单位的一项重要工作 保管期间应注意 蓄电池应保存在干燥 洁净 通风良好 并能防止灰尘 雨雪 侵入 能避免阳光直射与热源辐射的房间内 室温全日在5 30 范围 绝对禁止酸性蓄电池与碱性蓄电池同存放在一个房间内 2 干荷蓄电池保管期限超过二年后 使用时应按非干荷电池进行补充充电 干荷蓄电池在保管期内启用时 灌入电解液后 不需进行初充电或只给予少量的补充电即可使用 3 蓄电池不得重叠堆放 带包装箱的电池除外 4 对加有电解液的电池应充足电存放 普通开口电池每1个月左右补充电一次 全免电池3个月补充电一次 5 普通开口蓄电池电解液密度低于1 18g cm3 25 或单格电压低于1 75V时 应及时补充电 全免蓄电池电压低于12 2V时 或间隔3个月进行一次补充电 6 普通开口蓄电池电解液密度低于1 18g cm3 25 或单格电压低于1 75V时 应及时补充电 全免蓄电池电压低于12 2V时 或间隔3个月进行一次补充电 7 蓄电池预计中断使用3 6个月时 应采取带电解液封存保管的方法保管 其方法是 a 蓄电池在保管前 应排除蓄电池的故障缺陷 按规定进行过量充电 并将电解液密度调整为1 28g cm3 25 b 过量充电结束 待电解液冷却后 拧上排气栓 将蓄电池各部位擦洗干净 在连接条 极柱 提把等金属部位涂上一层凡士林油 c 将蓄电池在台架上摆放整齐 不得重叠 盖好盖子 8 带电解液封存保管的蓄电池 保管期内应做好以下的维护工作 a 经常保持清洁 每隔5 7天擦试一次蓄电池外壳和沥青表面的电解液 及时消除硫酸盐结晶 必要时可更换涂在金属部位的凡士林油 b 每个月用第二个阶段给蓄电池补充充电一次 若发现蓄电池的端电压低于规定时 应立即进行补充充电 充电结束后 电解液密度应保持1 28g cm3 25 c 按照规定进行实际容量检验 检验前将电解液密度调整到正常规定的数值 检查后如果需继续带电解液封存保管 则再按以上方法封存 d 无论是补充充电 放电检查 均应将其情况填入履历本 e 带电解液封存保管的蓄电池 需要使用的时候 应擦净金属部位的凡士林油 按规定进行补充充电 并将电解液密度调到正常规定的数值 铅酸蓄电池的保管 第五章铅酸蓄电池故障常用的检测判断方法 铅酸蓄电池常用的故障检测工具有 比重计 温度计 万用表 放电叉等 用玻璃管式密度计 量程 1 100 1 300g cm3 25 测量法 见下表 第一节密度 比重 测量法 第一节密度 比重 测量法 第二节电压测量法 用万用表直流挡V 量程1 20V挡 蓄电池专用电压表 量程15V挡 测量法见下表 第二节电压测量法 第三节容量测量法 一 放电检测仪放电检测仪 放电叉 6V电池 12V电池 测量法 见下表 第三节容量测量法 第三节容量测量法 二 荷电显视器测量方法 荷电显视器是铅酸蓄电池自备的一种容量显视功能 在蓄电池实际容量显视中 显视器的颜色变化是靠电解液密度的变化来调整 测量方法 见下表 1 200以下 1 200以上 第三节容量测量法 第四节直观判定法 一 外观判定法 第四节直观判定法一 外观判定法 见下表 第四节直观判定法二 内部检查法 见下表 第四节直观判定法二 内部检查法 见下表 第四节直观判定法二 内部检查法 见下表 第六章铅酸蓄电池故障判断分析第一节影响蓄电池容量和寿命的因素 影响蓄电池容量的因素蓄电池容量除与极板片数 尺寸 面积 厚度 极板的多孔性等构造因素有关外 使用条件 即放电电流 温度 电解液密度 对蓄电池容量影响也极大 1 硫酸电解液的浓度和纯度的影响 浓度的影响 在一定范围内 适当加大电解液密度 可提高蓄电池的电动势及电解液向极板内活性物质渗透的能力 并减小电解液的电阻 而使蓄电池容量增加 但电解液密度过大 将使其粘度增加 若密度超过某一定值 可使渗透能力降低 内阻增大 端电压及容量均减小 硫酸浓度过低 酸量少 容量下降 适当提高浓度 酸量增加 容量增加 电解液浓度过高 电阻增大 容量下降 且极板腐蚀加剧 缩短寿命 汽车电池的密度一般为1 28 1 30g cm3 影响蓄电池容量和寿命的因素 纯度的影响 硫酸电解液不纯 会造成蓄电池严重的自放电和加速隔板 极板的腐蚀 造成容量下降及寿命缩短 这些有害杂质有 铁 锰 氯化物 盐酸 硝酸 硝酸盐 醋酸 蔗糖 淀粉等 2 充电的影响电池初期或经常充电不足 硫酸铅会变成坚硬致密的晶体 充电时不易转变成二氧化铅和铅 失去可逆作用 使容量明显降低 即产生所谓的硫酸盐化的现象 过充电会使极板变松 活性物质脱落 加速板栅腐蚀 从而降低容量及寿命 一般蓄电池充电量为实际放出电量的110 130 若充电量超过150 即为过充电 3 放电的影响铅酸蓄电池放电电流密度对容量影响极大 容量随放电电流增大而降低 放电电流密度越小 放电深度越浅 电池寿命越长 放电电流越大 极板孔隙内硫酸消耗过快 孔隙外硫酸又来不及向孔隙深处扩散 就已被表面生成的硫酸铅堵塞 造成极板内部大量活性物质不能参加化学反应 导致蓄电池实际容量减小 放电电流越大 蓄电池端电压下降越快 则允许放电时间越短 蓄电池输出的容量越小 放电 终了 现象提前出现 若继续放电 则导致过放电而影响蓄电池使用寿命 一般为保护蓄电池 放电都设置终止电压 放电时不允许低于终止电压 小电流放电终止电压为1 75V 单格 大电流放电为1V 单格 因此在使用蓄电池时 切勿大电流放电 在起动发动机时 规定每次起动时间不应超过5s 再次起动的间歇时间为10 15s 影响蓄电池容量和寿命的因素 4 电解液温度对铅蓄电池容量的影响电解液温度降低时 电解液的内阻增加 离子运动速度慢 同时由于低温时电解液粘度大 不易渗入极板内部参加化学反应 使反应速度变慢 导致容量减小 一般情况下 温度每下降1 小电流放电时蓄电池容量约减小1 大电流放电时 容量将减小2 冬季用起动机起动汽车时 一方面低温使容量降低 同时又由于强电流放电使蓄池端电压降得很低 常常造成点火困难 这就是冬季启动时感到蓄电池电量不足的主要原因之一 蓄电池厂规定的电池容量称为额定容量 是电解液在25 时 按20小时率 或其它标称小时 连续放电10小时的电量 Ah 当电解液温度在10 35 的变化范围内 每升高1 时 蓄电池的容量相应地增大或减小额定容量的0 008 如放电过程中电解液温度不在25 时 可先求出电解液的平均温度T 代入下列公式换算成25 时的容量Q25Q25 额定电流 I t 1 0 008 T 25 Ah 式中 t 蓄电池连续放电的时间 h I 蓄电池20小时率放电电流 A T 蓄电池电解液平均温度 影响蓄电池容量和寿命的因素 高温度的影响蓄电池的寿命在一定温度范围内 随温度升高而有所延长 但超过50 60 则由于负板硫酸盐化及对正极板栅腐蚀的加剧而降低寿命 特别是对汽车电池 在恒压充电状态下 由于温度的提高 造成充电电流的增大 实际上过充电造成水损耗增大 板栅腐蚀剧烈 造成寿命的大大缩短 恒压充电应设置温度补偿系数为 3mv 单格 如在标准温度25 下14 8V 在75 下应设置13 9V就可以保证电池的正常状态 以下是温度影响充电电压的计算公式 V V0 t t0 d n 14 8 t 25 0 003伏 6注 V0 14 8伏t0 25 d 0 003伏t 75 n 6 单格数 影响蓄电池容量和寿命的因素 低温影响在冬季或气温较低的条件下使用蓄电池 应特别注意保持其充足电的状态 以免电解液密度降低而结冰 导致壳体破裂 极板弯曲和活性物质脱落等故障 冬季的电解液 应在不结冰的前提下尽量采用偏低的密度 一般不应大于1 24 1 28g cm3 补加蒸馏水应在充电时进行 使水较快和电解液混合 减少冰冻危险 由于低温起动困难 应适当提高充电电压 但要避免过充电 下图为电解液的冰点 影响蓄电池容量和寿命的因素 5 自放电的影响蓄电池在放置过程中 容量自然下降的现象叫电池的自放电 电解液中有害杂质引起自放电是电池的外来因素 由于正负极板自溶引起的自放电是电池的内在因素 铅酸蓄电池的自然现象 但电池极板的自溶是很小的 一般全免电池自放电相对较小 充足电后在25 下可放置3个月以上 普通电池充足电以后在25 下放置60天容易损失20 40 的容量 一般电池贮存电压最低不能低于12 2V 这是防止硫酸盐化的最低要求 铅酸蓄电池自放电与温度关系极大 每提高10 自放电要加快一倍 应该指出的是 充好电的电池在搁置期间 容量损失不是每天都相同的 初期较大 以后逐渐减小 一般电池每月下降0 1V左右是正常的 铅酸蓄电池自放电与电解液浓度的关系也很大 在电解液密度在1 200 1 300范围内 随酸浓度增大 自放电越强烈 下表表示了各种密度下的自放电与密度系数的关系 影响蓄电池容量和寿命的因素 另外 还需要注意的是 保持电池表面清洁和端子的干净对电池容量的保持是很重要的 因为电池表面存在液体 受电池排除微量酸气的影响 并呈弱酸性 在电池两端子之间形成短路电流 造成容量的损失 在汽车上安装 更需考虑汽车电路漏电影响 有时该影响是很大的 如 额定容量60Ah的蓄电池装在汽车上 汽车电路漏电电流为40mA时 1个月时间 电池放电容量为29AH 对普通开口电池来讲 其容量损失为40 左右 电压已降为12V左右 密度为1 17g cm3左右 此放电速度是电池自放电的6 12倍 影响蓄电池容量和寿命的因素 K C1 C2 C1 100 式中 K 自放电容量损失的分值 C1 电池搁置前放电容量 A h C2 电池搁置后放电容量 A h 6 终止电压根据放电率的不同 终止电压也不同 大电流放电时规定较低的终止电压 反之小电流放电则规定较高的终止电压 根据放电电流和极板种类不同 终止电压也不同 固定型蓄电池电解液较多 放电中电解液密度变化较少 所以即使活性物质很多转化为硫酸铅 但电池电压也变化不大 这时如果继续放电 将生成过多的硫酸铅损坏极板 故应取较高的终止电压 反之汽车起动用蓄电池的电解液浓度较高 液量较小 放电时电解液浓度变化较大 即使活性物质转化为硫酸铅的量不大 电压降低也较大 所以选取较低的放电终止电压值也不会对极板有何损害 固定电池 10小时率终止电压为1 8V 单格 整体10 8V 5小时率终止电压为1 75V 单格 整体10 5V 3小时率终止电压为1 7V 单格 整体10 2V 汽车起动电池 20小时率的终止电压为1 75V 单格 整体10 5V 阀控密封电池 终止电压为1 75V 单格 整体10 5V 电动车用电池 5小时率终止电压为1 75V 单格 整体10 5V 第二节铅酸蓄电池常见缺陷分析及处理方法 常见缺陷分析处理 常见缺陷分析处理 常见缺陷分析处理 常见缺陷分析处理 常见缺陷分析处理 第三节铅酸蓄电池常见故障及其责任分析 一 铅酸蓄电池常见故障 产品制造质量原因 一 铅酸蓄电池常见故障 产品制造质量原因 铅酸蓄电池常见故障 产品制造质量原因 铅酸蓄电池常见故障 产品制造质量原因 铅酸蓄电池常见故障 产品制造质量原因 铅酸蓄电池常见故障 产品制造质量原因 二 铅酸蓄电池常见故障 客户使用问题 铅酸蓄电池常见故障 客户使用问题 铅酸蓄电池常见故障 客户使用问题 第七章免维护铅酸蓄电池第一节概述 一 蓄电池在使用中不需要补充添加纯水 也不需要进行其他维护的蓄电池 叫免维护铅酸蓄电池 无需维护 二 免维护蓄电池的发展历史自二十世纪三十年代 阿道夫 德斯乐 获得第一个免维护免维护密闭蓄电池的雏形专利以来 纽曼等人相继于1951年在美国申请了相关专利 60年代末开始 国际上行起了免维护密闭铅酸蓄电池热潮 当今美国 日本 德国等工业发达国家都有自己的免维护铅酸蓄电池系列产品 而且占有相当的市场 我国对于免维护铅酸蓄电池的研制是在1975年全国蓄电池行业会议上提出 但因受到合金材料的限制 直到八十年代末期已能投入批量生产 目前国内几个主要大的蓄电池厂均已不同程度地掌握了制造技术 并具备了生产能力 第二节免维护蓄电池的特点 一 性能特点免维护铅酸蓄电池除了在使用中不需要加补充水和不需要其他维护外 还应有 自放电低经较长时间存放后仍能使用 3个月 具有过充电性能好充电时无酸雾排出使用寿命长安全防爆无溢液不腐蚀极柱和车体 二 结构特点 普通电池在接近充电完毕时 由于水的分解 析出大量水分 使电解液液面下降 如果充电电流过大 则失水分就会越多 由于免维护电池采用了低锑合金或铅钙合金的板栅 可使蓄电池析出的气体和水分减到最小 免维护蓄电池在使用中不需加水的另一个原因是采用了信封隔板 它是聚氯乙烯制成的 这种隔板对正极板活性物质能起保护作用 可有效地防止活性物质不正常脱落造成蓄电池底部沉淀短路 因此 蓄电池壳体底部没有肋条 也就没有专用的沉淀池 极群直接坐落在蓄电池壳体底部 这样就能使极群上部的电解液比普通电池多出一倍以上 由于免维护铅酸蓄电池设计密封 不易腐蚀极柱与车体 蓄电池通气孔设计了新的安全通气系统 气孔塞内有过滤气片能阻止水份和氢氧气体通过 避免其与外部火花接触而发生爆裂 盖能把电池析出的氢氧气体吸收到气道内冷却回流产生气水循环减少电池温度和水分的消耗 三 使用特点 自放电低 使用寿命长 免维护