電動汽車用鉛酸電池

1、 電動汽車用鉛酸電池電動汽車用鉛酸電池講解：韓超講解：韓超指導老師：張利鵬指導老師：張利鵬一、電動汽車對車載電池要求一、電動汽車對車載電池要求 有持續(xù)穩(wěn)定的大電流放電，能夠保證汽車保持一定有持續(xù)穩(wěn)定的大電流放電，能夠保證汽車保持一定的行駛速度；的行駛速度；有短暫大電流放電的能力，保證汽車在加速、上有短暫大電流放電的能力，保證汽車在加速、上坡時有足夠的動力；坡時有足夠的動力；能一次性提供足夠的能源，保證汽車有一定的行駛能一次性提供足夠的能源，保證汽車有一定的行駛里程。里程。二、車載電池分類二、車載電池分類1、車載電池可分為：物理電池、生物電池和化、車載電池可分為：物理電池、生物電池和化學電池三大

2、類學電池三大類 。*物理電池是指利用物理原理制成的電池，其特點是能物理電池是指利用物理原理制成的電池，其特點是能在常溫常壓條件下進行能量轉換。如太陽能電池、核在常溫常壓條件下進行能量轉換。如太陽能電池、核能電池和溫差電池；能電池和溫差電池；*生物電池是利用生物酶、微生物或葉綠素做成的電池，生物電池是利用生物酶、微生物或葉綠素做成的電池，如微生物電池、生物太陽能電池；如微生物電池、生物太陽能電池；*化學電池是一種直接地把化學能轉化為電能的電池?；瘜W電池是一種直接地把化學能轉化為電能的電池。目前世界上研發(fā)的電動汽車電池最成功的就是化學目前世界上研發(fā)的電動汽車電池最成功的就是化學電池。電池。 三、鉛

3、酸蓄電池三、鉛酸蓄電池1、動力鉛酸蓄特點類型。、動力鉛酸蓄特點類型。特點：特點：(1)單格電壓高，汽車用鉛酸蓄電池單格額定電壓可達單格電壓高，汽車用鉛酸蓄電池單格額定電壓可達20 V，開路電壓，開路電壓21 V，工作電壓，工作電壓l820 V。 (2)比功率和功率密度大，內阻小，長時間可輸出大電流。比功率和功率密度大，內阻小，長時間可輸出大電流。 (3)性能可靠，沖放電可逆性好。性能可靠，沖放電可逆性好。 (4)循環(huán)次數多，壽命長。循環(huán)次數多，壽命長。 (5)結構簡單，價格低廉。結構簡單，價格低廉。2、蓄電池的結構蓄電池的結構 鉛酸蓄電池主要由：鉛酸蓄電池主要由： 正極板、負極板、隔板、電正極

4、板、負極板、隔板、電池蓋、電解液、加液孔蓋和池蓋、電解液、加液孔蓋和電池外殼組成。電池外殼組成。 圖圖1-1 蓄電池的基本結構蓄電池的基本結構1）極板）極板（1）構成）構成 極板是電池的基本部件，極板由柵架和活性物質組成。極板是電池的基本部件，極板由柵架和活性物質組成。分為正極板和負極板，分為正極板和負極板，正極正極板上的活性物質是板上的活性物質是棕紅色棕紅色的二氧化的二氧化鉛（鉛（bO2）；）；負極負極板上的活性物質是板上的活性物質是青灰色的海綿狀純鉛青灰色的海綿狀純鉛（b），如圖所示。），如圖所示。圖圖1-2 蓄電池極板蓄電池極板柵架一般由鉛銻合金鑄成，其作用是固結活性物質柵架一般由鉛銻合

5、金鑄成，其作用是固結活性物質 。（2）極板的片數）極板的片數將正、負極板各一片浸入電解液中，可獲得將正、負極板各一片浸入電解液中，可獲得2V左右的電動勢。左右的電動勢。為了增大蓄電池的容量，常將多片正、負極板分別并聯(lián)，為了增大蓄電池的容量，常將多片正、負極板分別并聯(lián)，組成正、負極板組，如圖所示。組成正、負極板組，如圖所示。 在每個單格電池中，在每個單格電池中，正極板的片數要比負極板少一片正極板的片數要比負極板少一片，這樣，這樣每片正極板都處于兩片負極板之間，可以使正極板兩側放每片正極板都處于兩片負極板之間，可以使正極板兩側放電均勻，避免因放電不均勻造成極板拱曲。電均勻，避免因放電不均勻造成極板

6、拱曲。極板的片數決定電池容量極板的片數決定電池容量）隔板）隔板作用：放置在正負極板之間，以避免其接觸而短路。作用：放置在正負極板之間，以避免其接觸而短路。要求：應具有多孔性，以便電解液滲透，且化學穩(wěn)定性要好，具有耐酸和抗要求：應具有多孔性，以便電解液滲透，且化學穩(wěn)定性要好，具有耐酸和抗原氧化性。原氧化性。類型：類型：）木質）木質 價格便宜，但耐酸性差，已很少使用。價格便宜，但耐酸性差，已很少使用。）微孔橡膠）微孔橡膠 性能好，壽命長，但生產工藝復雜、成本高，故尚未推廣使性能好，壽命長，但生產工藝復雜、成本高，故尚未推廣使用。用。）微孔塑料）微孔塑料 其孔徑小、孔率高、薄而軟，生產效率高、成本低

7、，所以目其孔徑小、孔率高、薄而軟，生產效率高、成本低，所以目前推薦使用。前推薦使用。4）玻璃纖維紙漿和玻璃纖維絲棉）玻璃纖維紙漿和玻璃纖維絲棉5）袋式隔板）袋式隔板 免維護蓄電池使用較多，它將正極板裝入，起到良好的分隔作免維護蓄電池使用較多，它將正極板裝入，起到良好的分隔作用，這樣可以增大極板面積，進而增大蓄電池的容量。用，這樣可以增大極板面積，進而增大蓄電池的容量。注意事項：隔板一面平整，一面有溝槽，溝槽應面對著正極板，且與底部垂注意事項：隔板一面平整，一面有溝槽，溝槽應面對著正極板，且與底部垂直，以便充放電時，電解液能通過溝槽及時供給正極板，當正極板上的活直，以便充放電時，電解液能通過溝槽

8、及時供給正極板，當正極板上的活性物質性物質PbO2脫落時能迅速通過溝槽沉入容器底部。脫落時能迅速通過溝槽沉入容器底部。）電解液）電解液稀硫酸稀硫酸汽車用鉛蓄電池的電解液密度一般為1.241.30 g/cm3，使用中應根據地區(qū)、氣候條件和制造廠家的要求而定。 電解液的密度對蓄電池的影響： 密度大，可減少結冰的危險并提高蓄電池的容量，但密度過大，則粘度增加，反而降低蓄電池的容量，縮短使用壽命。 4）外殼）外殼 作用：用于盛裝極板組和電解液。要求：耐酸、耐熱、耐震動沖擊。材料：硬橡膠、聚丙烯塑料兩種 1）.電動勢的建立電動勢的建立正極板上二氧化鉛電離為正四價鉛離子和負二價氧離子,鉛離子附著在正極板上

9、,氧離子進入電解液中,使正極板具有2.0V的正電位；負極板上的純鉛電離為正二價鉛離子和兩個電子，鉛離子進入電解液中，電子留在負極板上，使負極板具有-0.1的負電位。因此，正、負極板間有2.1V的電位差。2）.放電過程放電過程在電位差的作用下，電流從正極流出，經過燈泡流回負極，使燈泡發(fā)光。正極板上的正四價鉛離子與電子結合生成正二價鉛離子，進入電解液再與硫酸根離子結合生成硫酸鉛（附著在正極板上）；負極板上，正二價鉛離子也同硫酸根離子結合生成硫酸鉛（附著在負極板上)b) 放電過程放電過程3）. 充電過程充電過程外接直流電源的正極接蓄電池的正極板，電源的負極接蓄電池的負極板。當直流電源的電動勢高于蓄電

10、池的電動勢時，電流將以放電電流相反的方向流過蓄電池。結論：充電過程中，正極板上的正二價鉛離子失電子成為正四價鉛離子，電位上升；負極板上的正二價鉛離子得到電子成為鉛分子，電位降低。正、負極板間的電位差加大。電解液的密度不斷升高。正正極極負負極極3）.蓄電池的充電特性蓄電池的充電特性定義:在恒流充電過程中,蓄電池的端電壓V、電動勢E和電解液密度隨時間變化的規(guī)律。充電過程可分為以下四個階段: 迅速上升階段穩(wěn)定上升階段急劇上升階段急劇下降階段。 圖圖1-8 蓄電池充電特性曲線蓄電池充電特性曲線4）蓄電池放電特性）蓄電池放電特性定義：在恒流放電時,蓄電池的端電壓、電動勢和電解液密度隨時間變化的規(guī)律。放電

11、過程可分為以下四個階段:開始放電階段相對穩(wěn)定階段迅速下降階段電壓回升階段。 四、鉛酸電池主要參數四、鉛酸電池主要參數1.靜止電動勢靜止電動勢定義：蓄電池在靜止狀態(tài)下（充電或放電后靜止定義：蓄電池在靜止狀態(tài)下（充電或放電后靜止23小時），正負極板間的電位差稱靜止電動勢，用小時），正負極板間的電位差稱靜止電動勢，用E0(Ej)表示表示測量方法：測量方法： 用直流電壓表或萬用表的直流電壓檔直接用直流電壓表或萬用表的直流電壓檔直接測得；測得；2.內電阻內電阻鉛蓄電池的內電阻包括鉛蓄電池的內電阻包括:電解液電阻、極板電阻、隔板電解液電阻、極板電阻、隔板電阻、聯(lián)條電阻。（內阻約為電阻、聯(lián)條電阻。（內阻約為0.011歐姆）歐姆）3、容量、容量定義：蓄電池在完全充足電的情況下，在允許放電的范圍內對外輸出的電量，單位為安培小時（Ah）。額定容量：完全充足電的蓄電池在電解液平均溫度為額定容量：完全充足電的蓄電池在電解液平均溫度為25的情況下，以的情況下，以20h率放電的電流連續(xù)放電至單格率放電的電流連續(xù)放電至單格電壓降至電壓降至1.75V時所輸出的電量。時所輸出的電量。 （Ah）。4、能量、能量 電池的能量是指在一定的放電條件下電池對外做功電池的能量是指在一定的放電條件下電池對外做功時所