第二章 二次電池材料

1、第第 二二 章章 二二 次次 電電 池池 材材 料料第二章第二章 二次電池材料二次電池材料2.1 基本概念基本概念2.2概述概述2.3鉛蓄電池鉛蓄電池2.4鋰離子電池鋰離子電池2.5鋰離子聚合物電池鋰離子聚合物電池2.1 基本概念基本概念 2.1.1 化學(xué)能化學(xué)能 化學(xué)能是一種很隱蔽的能化學(xué)能是一種很隱蔽的能量，它不能直接用來(lái)做功，只量，它不能直接用來(lái)做功，只有在發(fā)生化學(xué)變化的時(shí)候才釋有在發(fā)生化學(xué)變化的時(shí)候才釋放出來(lái)，變成熱能或者其他形放出來(lái)，變成熱能或者其他形式的能量。式的能量。 (1) 電池電池1: 把化把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。裝置。如干電池、如干電池、蓄電池。蓄電池。

2、(2)電解池電解池:把把電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的裝置。能的裝置。2.1.2 電池電池和電解池和電解池2.1.3電極（電極（electrode）及其稱呼及其稱呼（1）電極）電極:可以接受電子或放出電子成為中介的導(dǎo)電物質(zhì)。可以接受電子或放出電子成為中介的導(dǎo)電物質(zhì)。一個(gè)電池氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)要各自分別進(jìn)行，所以需要兩個(gè)一個(gè)電池氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)要各自分別進(jìn)行，所以需要兩個(gè)電極。電極。（2）陽(yáng)極）陽(yáng)極(anode)：進(jìn)行氧化反應(yīng)的電極稱為陽(yáng)極。：進(jìn)行氧化反應(yīng)的電極稱為陽(yáng)極。 陰極陰極(cathode)：進(jìn)行還原反應(yīng)的電極稱為陰極。：進(jìn)行還原反應(yīng)的電極稱為陰極。（3）正極）正極(positive

3、 electrode)：電勢(shì)高的一極稱為正極。：電勢(shì)高的一極稱為正極。 負(fù)極負(fù)極(negative electrode)：電勢(shì)低的一極稱為負(fù)極。：電勢(shì)低的一極稱為負(fù)極。稱稱 呼呼陽(yáng)陽(yáng) 極極陰陰 極極反反 應(yīng)應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)別別稱稱電解體系電解體系陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極電池體系電池體系負(fù)極負(fù)極正極正極碳棒碳棒鋅皮鋅皮（4）參比電極：把電勢(shì)穩(wěn)定、操作容易的電極作為負(fù)參比電極：把電勢(shì)穩(wěn)定、操作容易的電極作為負(fù)極與某一電極組成電池，測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)即為某一電極與某一電極組成電池，測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)即為某一電極的電極電勢(shì)，其中電勢(shì)穩(wěn)定的電極稱為參比電極，極的電極電勢(shì)，其中電勢(shì)穩(wěn)定的電極稱為參比電極

4、，也叫基準(zhǔn)電極也叫基準(zhǔn)電極 。常用的參比電極有銀。常用的參比電極有銀-氯化銀電極、氫氯化銀電極、氫電極和甘汞電極。電極和甘汞電極。電電池池電極電極電解液電解液正極正極負(fù)極負(fù)極陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極電極電極電解液電解液電解池電解池2.1.3電極（電極（electrode）及其稱呼）及其稱呼參比電極參比電極氫電極氫電極銀銀-氯化銀電極氯化銀電極甘汞電極甘汞電極v俗稱水銀，在常溫下為液態(tài)俗稱水銀，在常溫下為液態(tài)v能與大部分金屬形成汞齊能與大部分金屬形成汞齊v有毒，化合物毒性更大有毒，化合物毒性更大汞汞溫度計(jì)溫度計(jì) 水銀開(kāi)關(guān)水銀開(kāi)關(guān) 殺蟲(chóng)劑殺蟲(chóng)劑 牙醫(yī)用的汞齊牙醫(yī)用的汞齊22 防腐劑防腐劑 電極電極、電池電

5、池和催化劑和催化劑 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域化妝品化妝品23汞的危害v汞的化合物和鹽的毒性非常高，口服、吸入或接觸后可以導(dǎo)致腦和肝的損傷。v汞是一種可以在生物體內(nèi)積累的毒物，它很容易被皮膚以及呼吸和消化道吸收。水俁病是汞中毒的一種。汞破壞中樞神經(jīng)組織，對(duì)口、粘膜和牙齒有不利影響。長(zhǎng)時(shí)間暴露在高汞環(huán)境中可以導(dǎo)致腦損傷和死亡。盡管汞的沸點(diǎn)很高，但在室內(nèi)溫度下飽和的汞蒸氣已經(jīng)達(dá)到了中毒計(jì)量的數(shù)倍。v最危險(xiǎn)的汞有機(jī)化合物是C2H6Hg，僅數(shù)微升接觸在皮膚上就可以致死。 日本水俁病日本水俁病21的故事：的故事： 水俁市是日本熊本縣靠海的城市。由于當(dāng)?shù)丨h(huán)境水俁市是日本熊本縣靠海的城市。由于當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染嚴(yán)重，附近的

6、居民在污染嚴(yán)重，附近的居民在1953到到1959年間，不斷的有年間，不斷的有怪病發(fā)生，后來(lái)大家都叫這病為水俁病。怪病發(fā)生，后來(lái)大家都叫這病為水俁病。 由于那時(shí)候問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)解決，以致在由于那時(shí)候問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)解決，以致在1964年的年的日本新瀉地區(qū)，發(fā)生了第二次水俁病。引起水俁病的日本新瀉地區(qū)，發(fā)生了第二次水俁病。引起水俁病的兇手是水銀。使用水銀的工廠將廢水排放進(jìn)水溝、河兇手是水銀。使用水銀的工廠將廢水排放進(jìn)水溝、河川、湖泊或海洋，那里的小生物會(huì)讓水銀變得更毒，川、湖泊或海洋，那里的小生物會(huì)讓水銀變得更毒，這些毒素會(huì)在魚(yú)蝦體內(nèi)越積越多。這些毒素會(huì)在魚(yú)蝦體內(nèi)越積越多。 于是當(dāng)?shù)厝祟惓粤诉@些含毒性水

7、銀的魚(yú)蝦，日子于是當(dāng)?shù)厝祟惓粤诉@些含毒性水銀的魚(yú)蝦，日子久了就會(huì)生?。荷窠?jīng)系統(tǒng)被水銀破壞，吃飯喝水的時(shí)久了就會(huì)生病：神經(jīng)系統(tǒng)被水銀破壞，吃飯喝水的時(shí)候，手和嘴巴都不聽(tīng)指揮，最后死亡。候，手和嘴巴都不聽(tīng)指揮，最后死亡。 如何辨認(rèn)毒素的存在3 （1）看標(biāo)簽）看標(biāo)簽 鉛：鉛：40mg/kg； 汞：汞： 1mg/kg； 砷砷: 10mg/kg （2）帶帶pH試紙去買洗面奶試紙去買洗面奶 適合用弱酸性的適合用弱酸性的 （3）面霜遇）面霜遇火知優(yōu)劣火知優(yōu)劣 礦物油礦物油 （4）清水測(cè)驗(yàn)乳液清水測(cè)驗(yàn)乳液 油石酯油石酯 （5）銀戒判斷鉛多少銀戒判斷鉛多少 （6）碘酒分辨抗氧化功能碘酒分辨抗氧化功能 體溫計(jì)破了

8、該如何處理？ 人們?nèi)粘Ｊ秤玫镊|魚(yú)、金槍魚(yú)等魚(yú)類體內(nèi)都人們?nèi)粘Ｊ秤玫镊|魚(yú)、金槍魚(yú)等魚(yú)類體內(nèi)都含有一定量的汞金屬。大多數(shù)時(shí)候，含量很少，含有一定量的汞金屬。大多數(shù)時(shí)候，含量很少，但假如食用過(guò)量的魚(yú)類就可能引起汞中毒。但假如食用過(guò)量的魚(yú)類就可能引起汞中毒。 硫粉：硫粉：Hg + S = HgS2.1.4電池的充電和放電電池的充電和放電 （1）電池的放電：電池接在電燈、計(jì)算器）電池的放電：電池接在電燈、計(jì)算器和收音機(jī)等上面時(shí)的使用狀態(tài)叫做電池的放電。和收音機(jī)等上面時(shí)的使用狀態(tài)叫做電池的放電。放電是要消耗電池的電能。放電是要消耗電池的電能。 （2）電池的充電：電池放電后，由于被外部）電池的充電：電池放電

9、后，由于被外部取走了電能，所以，要使電池恢復(fù)原狀，必須取走了電能，所以，要使電池恢復(fù)原狀，必須從外部對(duì)電池補(bǔ)充電能。補(bǔ)充電能的過(guò)程叫做從外部對(duì)電池補(bǔ)充電能。補(bǔ)充電能的過(guò)程叫做充電。充電。 充電和放電是逆反應(yīng)。電池充電時(shí)進(jìn)行的是充電和放電是逆反應(yīng)。電池充電時(shí)進(jìn)行的是電解反應(yīng)，此時(shí)其相當(dāng)于一個(gè)電解池。電解反應(yīng)，此時(shí)其相當(dāng)于一個(gè)電解池。電池為什么能夠進(jìn)行充電呢？ 充電電池一般有一共同的電化學(xué)特性，充電電池一般有一共同的電化學(xué)特性，即：其中的化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可以通過(guò)即：其中的化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可以通過(guò)外加電源，讓電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，使放過(guò)電外加電源，讓電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，使放過(guò)電的電池恢復(fù)到原來(lái)的狀

10、態(tài)。注意：如果其中的電池恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。注意：如果其中的化學(xué)反應(yīng)是不可逆的，電池就不能充電，的化學(xué)反應(yīng)是不可逆的，電池就不能充電，否則將造成泄漏、爆炸等事情！否則將造成泄漏、爆炸等事情！討論：電池的重要指標(biāo)是什么？電池電壓、電池容量和電池壽命電池電壓、電池容量和電池壽命2.1.5 電池電壓電池電壓v電池的標(biāo)稱電壓為電池電壓的近似值。電池的標(biāo)稱電壓為電池電壓的近似值。 v用用電壓表或電壓表或萬(wàn)用表可以進(jìn)行測(cè)定萬(wàn)用表可以進(jìn)行測(cè)定v不同類型、不同大小的電池電壓也不同不同類型、不同大小的電池電壓也不同 2.1.6電池容量電池容量 容量是指電池容量是指電池存儲(chǔ)存儲(chǔ)電量的大小。電池容量的單位電量的大小。

11、電池容量的單位是是“mAh”，中文名稱是毫安時(shí)（在衡量大容量電池，中文名稱是毫安時(shí)（在衡量大容量電池如鉛蓄電池時(shí)，為了方便起見(jiàn)，一般用如鉛蓄電池時(shí)，為了方便起見(jiàn)，一般用“Ah”來(lái)表示，來(lái)表示，中文名是安時(shí)，中文名是安時(shí)，1Ah=1000mAh）。）。 不同型號(hào)，拋開(kāi)體積和重量的因素不同型號(hào)，拋開(kāi)體積和重量的因素,當(dāng)然容量越當(dāng)然容量越高越好高越好. 但是同樣的電池型號(hào)但是同樣的電池型號(hào),標(biāo)稱容量標(biāo)稱容量4(比如比如600mAh)也也相同相同,實(shí)際測(cè)的初始容量不同實(shí)際測(cè)的初始容量不同:比如一個(gè)為比如一個(gè)為660mAh,另另一個(gè)是一個(gè)是605mAh,那么那么660mAh的就比的就比605mAh的好嗎

12、的好嗎. . 2.1.7使用壽命使用壽命 使用壽命：蓄電池每充電、放電一次，叫做一使用壽命：蓄電池每充電、放電一次，叫做一次充放電循環(huán)，蓄電池在保持輸出一定容量的情況次充放電循環(huán)，蓄電池在保持輸出一定容量的情況下所能進(jìn)行的充放電循環(huán)次數(shù)，叫做蓄電池的使用下所能進(jìn)行的充放電循環(huán)次數(shù)，叫做蓄電池的使用壽命。壽命。 自身放電：正極與負(fù)極反應(yīng)的溶液要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)自身放電：正極與負(fù)極反應(yīng)的溶液要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間會(huì)逐漸混合，放電在電池中進(jìn)行，這種現(xiàn)象時(shí)間會(huì)逐漸混合，放電在電池中進(jìn)行，這種現(xiàn)象叫做自身放電。叫做自身放電。2.1.8自身放電自身放電2.1.9一次電池（一次電池（primary battery)與二次電池與

13、二次電池(secondary cell)（1）一次電池）一次電池:電池內(nèi)的活性物質(zhì)因放電而消耗，用電池內(nèi)的活性物質(zhì)因放電而消耗，用完就扔的、不能再進(jìn)行充電的電池稱為一次電池，比完就扔的、不能再進(jìn)行充電的電池稱為一次電池，比如錳干電池。經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但浪費(fèi)材料，丟棄物還容易如錳干電池。經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但浪費(fèi)材料，丟棄物還容易污染環(huán)境。污染環(huán)境。（2）二次電池：可以反復(fù)進(jìn)行放電、充電的電池叫二次電池：可以反復(fù)進(jìn)行放電、充電的電池叫做二次電池，也叫蓄電池，比如鉛蓄電池。做二次電池，也叫蓄電池，比如鉛蓄電池?？梢杂玫娇梢杂玫讲荒茉俪潆姀?fù)原為止不能再充電復(fù)原為止。放電時(shí)負(fù)極上發(fā)生氧。放電時(shí)負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極

14、上發(fā)生還原反應(yīng)?；磻?yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)。 充電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生充電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)，正極上發(fā)生氧化反應(yīng)。還原反應(yīng)，正極上發(fā)生氧化反應(yīng)。 2.1.9 電池的分類電池的分類電電池池能否重復(fù)使用能否重復(fù)使用一次電池一次電池二次電池二次電池電解液的狀態(tài)電解液的狀態(tài)濕電池濕電池干電池干電池2.1.9電池的分類電池的分類電電池池能否重復(fù)使用能否重復(fù)使用一次電池一次電池二次電池二次電池電解液的狀態(tài)電解液的狀態(tài)濕電池濕電池干電池干電池通過(guò)向電解液中添通過(guò)向電解液中添加明膠或淀粉等物加明膠或淀粉等物質(zhì)使其糊狀化的電質(zhì)使其糊狀化的電池池2.1.9 電池的分類電池的分類電電池池能否重復(fù)使用能否重復(fù)使用一次電

15、池一次電池二次電池二次電池電解液的狀態(tài)電解液的狀態(tài)濕電池濕電池干電池干電池電解液處電解液處于流動(dòng)狀于流動(dòng)狀態(tài)的電池態(tài)的電池2.1.9 電池的分類電池的分類電電池池能否重復(fù)使用能否重復(fù)使用一次電池一次電池二次電池二次電池電解液的狀態(tài)電解液的狀態(tài)濕電池濕電池干電池干電池形狀形狀圓柱形電池圓柱形電池紐扣電池紐扣電池扁平形電池扁平形電池2.1.9 電池的分類電池的分類電電池池能否重復(fù)使用能否重復(fù)使用一次電池一次電池二次電池二次電池電解液的狀態(tài)電解液的狀態(tài)濕電池濕電池干電池干電池形狀形狀圓柱形電池圓柱形電池紐扣電池紐扣電池扁平形電池扁平形電池當(dāng)前世界電池工業(yè)發(fā)展的當(dāng)前世界電池工業(yè)發(fā)展的3個(gè)特點(diǎn)：個(gè)特點(diǎn)：

16、v綠色環(huán)保電池迅猛發(fā)展，包括鋰離子電池、綠色環(huán)保電池迅猛發(fā)展，包括鋰離子電池、鎳氫電池等；鎳氫電池等；v一次電池向二次電池轉(zhuǎn)化，這符合可持續(xù)發(fā)一次電池向二次電池轉(zhuǎn)化，這符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；展戰(zhàn)略；v電池進(jìn)一步向小、輕、薄方向發(fā)展。電池進(jìn)一步向小、輕、薄方向發(fā)展。 2.2概述概述 二次電池是能夠通過(guò)反復(fù)充電與放電儲(chǔ)存二次電池是能夠通過(guò)反復(fù)充電與放電儲(chǔ)存電能，根據(jù)需要向外界提供直流電的電源，常電能，根據(jù)需要向外界提供直流電的電源，常用做能夠運(yùn)輸、儲(chǔ)藏的電源。用做能夠運(yùn)輸、儲(chǔ)藏的電源。二二次次電電池池鎳鎳-氫二次電池氫二次電池 鋰離子二次電池鋰離子二次電池鎳鎳-鎘二次電池鎘二次電池 鉛鉛 蓄蓄 電電

17、 池池電池的種電池的種類類負(fù)極活性負(fù)極活性物質(zhì)物質(zhì)電解質(zhì)電解質(zhì)正極活性正極活性物質(zhì)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)電標(biāo)準(zhǔn)電壓壓/V鉛蓄電池鉛蓄電池Pb/PbSO4H2SO4水溶水溶液液PbO2/PbSO42.0鎳鎳-鎘二次鎘二次電池電池Cd/Cd(OH)2KOH(LiOH)水溶液水溶液NiOOH/Ni(OH)21.2鎳鎳-氫二次氫二次電池電池LaNi5H6/LaNi5KOH(LiOH)水溶液水溶液NiOOH/Ni(OH)21.2鋰離子二鋰離子二次電池次電池C6Li/C6LiPF6(EC+DEC)Li0.4CoO2/LiCoO23.8電池種類電池種類 鎳鎘電池鎳鎘電池鎳氫電池鎳氫電池 鉛酸電池鉛酸電池 鋰離子電池鋰離子

18、電池能量密度能量密度40-6060-8030100循環(huán)周期循環(huán)周期1500500200-300500-1000高速充電耗時(shí)高速充電耗時(shí)1-1.5 h2-4 h8-16 h3-4 h過(guò)量充電容忍度過(guò)量充電容忍度適中適中低低高高非常低非常低每月自身電力散每月自身電力散逸度逸度20%30%5%10%使用溫度范圍使用溫度范圍 ()-40至至60-20至至60-20至至60-20至至60 保養(yǎng)耗時(shí)保養(yǎng)耗時(shí)30-60天天60天天3-6個(gè)月個(gè)月不需要不需要 市場(chǎng)推出時(shí)間市場(chǎng)推出時(shí)間1950199019701991二二次次電電池池鎳鎳-氫二次電池氫二次電池 鋰離子二次電池鋰離子二次電池鎳鎳-鎘二次電池鎘二次電

19、池 鉛鉛 蓄蓄 電電 池池1902年年Jngner發(fā)明的。發(fā)明的。鎳鎳-鎘二次電池的優(yōu)缺點(diǎn)鎘二次電池的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)自身放電少自身放電少輸出功率大輸出功率大耐過(guò)充電過(guò)放電耐過(guò)充電過(guò)放電缺點(diǎn)：價(jià)格高，負(fù)極材料鎘有毒、會(huì)污染環(huán)境。缺點(diǎn)：價(jià)格高，負(fù)極材料鎘有毒、會(huì)污染環(huán)境。Cd的介紹 1817年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn),德國(guó)的斯特羅邁厄，從不純的氧德國(guó)的斯特羅邁厄，從不純的氧化鋅中分離出褐色粉，使它與木炭共熱，制化鋅中分離出褐色粉，使它與木炭共熱，制得鎘。和鋅一同存在于自然界中。它是一種得鎘。和鋅一同存在于自然界中。它是一種吸收中子的優(yōu)良金屬，制成棒條可在原子反吸收中子的優(yōu)良金屬，制成棒條可在原子反應(yīng)爐內(nèi)減緩核子

20、連鎖反應(yīng)速率，而且在鋅應(yīng)爐內(nèi)減緩核子連鎖反應(yīng)速率，而且在鋅-鎘鎘電池中頗為有用。它的鮮明的硫化物所制成電池中頗為有用。它的鮮明的硫化物所制成的鎘黃顏料，廣受藝術(shù)家的歡迎。的鎘黃顏料，廣受藝術(shù)家的歡迎。銀白色或鉛灰色有光澤的軟質(zhì)金屬銀白色或鉛灰色有光澤的軟質(zhì)金屬 .Cd的的來(lái)源來(lái)源 元素來(lái)源：在自然界中主要成硫鎘礦而元素來(lái)源：在自然界中主要成硫鎘礦而存在；也有小量存在于鋅礦中，所以也存在；也有小量存在于鋅礦中，所以也是鋅礦冶煉時(shí)的副產(chǎn)品。鎘的主要礦物是鋅礦冶煉時(shí)的副產(chǎn)品。鎘的主要礦物有硫鎘礦有硫鎘礦(CdS)，賦存于鋅礦、鉛鋅礦，賦存于鋅礦、鉛鋅礦和銅鉛鋅礦石中。鎘的世界儲(chǔ)量估計(jì)為和銅鉛鋅礦石中

21、。鎘的世界儲(chǔ)量估計(jì)為 900萬(wàn)噸。萬(wàn)噸。Cd的用途的用途v用于電底、制造合金等；并可做成原子反應(yīng)用于電底、制造合金等；并可做成原子反應(yīng)堆中的中子吸收棒。鎘氧化電位高，故可用堆中的中子吸收棒。鎘氧化電位高，故可用作鐵、鋼、銅之保護(hù)膜，廣用于電鍍上，并作鐵、鋼、銅之保護(hù)膜，廣用于電鍍上，并用于充電電池、電視映像管、黃色顏料及作用于充電電池、電視映像管、黃色顏料及作為塑料之安定劑。鎘化合物可用于殺蟲(chóng)劑、為塑料之安定劑。鎘化合物可用于殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、顏料、油漆等之制造業(yè)。殺菌劑、顏料、油漆等之制造業(yè)。Cd的毒性的毒性v鎘會(huì)對(duì)呼吸道產(chǎn)生刺激，長(zhǎng)期暴露會(huì)造鎘會(huì)對(duì)呼吸道產(chǎn)生刺激，長(zhǎng)期暴露會(huì)造成嗅覺(jué)喪失癥、牙

22、齦黃斑或漸成黃圈，成嗅覺(jué)喪失癥、牙齦黃斑或漸成黃圈，鎘化合物不易被腸道吸收，但可經(jīng)呼吸鎘化合物不易被腸道吸收，但可經(jīng)呼吸被體內(nèi)吸收，積存于肝或腎臟造成危害被體內(nèi)吸收，積存于肝或腎臟造成危害5。 二二次次電電池池鎳鎳-氫二次電池氫二次電池 鋰離子二次電池鋰離子二次電池鎳鎳-鎘二次電池鎘二次電池 鉛鉛 蓄蓄 電電 池池二十世紀(jì)八十年代二十世紀(jì)八十年代末出現(xiàn)的新型二次末出現(xiàn)的新型二次電池電池 鎳鎳-氫二次電池的優(yōu)點(diǎn)氫二次電池的優(yōu)點(diǎn)鎳鎳-氫二氫二次電池次電池和和Ni/Cd電池相比電池相比不含有毒金屬鎘不含有毒金屬鎘 能量密度高能量密度高無(wú)記憶效應(yīng)無(wú)記憶效應(yīng) 自從鋰離子電池出現(xiàn)以來(lái)，鎳氫可充自從鋰離子電

23、池出現(xiàn)以來(lái)，鎳氫可充電電池的市場(chǎng)正在逐漸被鋰離子電池產(chǎn)品電電池的市場(chǎng)正在逐漸被鋰離子電池產(chǎn)品蠶食，并且隨著高功率鋰離子的出現(xiàn)鎳蠶食，并且隨著高功率鋰離子的出現(xiàn)鎳氫可充電電池在傳統(tǒng)的電動(dòng)工具場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)氫可充電電池在傳統(tǒng)的電動(dòng)工具場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)也正在一步步喪失。也正在一步步喪失。二二次次電電池池鎳鎳-氫二次電池氫二次電池 鋰離子二次電池鋰離子二次電池鎳鎳-鎘二次電池鎘二次電池 鉛鉛 蓄蓄 電電 池池1894年年開(kāi)發(fā)以來(lái)開(kāi)發(fā)以來(lái)作為二次電池的作為二次電池的代表一直在廣泛代表一直在廣泛使用之中使用之中二二次次電電池池鎳鎳-氫二次電池氫二次電池 鋰離子二次電池鋰離子二次電池鎳鎳-鎘二次電池鎘二次電池 鉛鉛 蓄蓄

24、 電電 池池2.3鉛蓄電池鉛蓄電池（lead acid battery)2.3.1概述概述 鉛蓄電池又稱鉛酸電池（俗名電瓶），是鉛蓄電池又稱鉛酸電池（俗名電瓶），是1894年普年普蘭特（蘭特（Plante)開(kāi)發(fā)的，經(jīng)過(guò)多次改良至今仍在使用。開(kāi)發(fā)的，經(jīng)過(guò)多次改良至今仍在使用。1990年，鎳年，鎳-氫二次電池應(yīng)用非常廣泛，但日本的二次電氫二次電池應(yīng)用非常廣泛，但日本的二次電池總產(chǎn)量的池總產(chǎn)量的66%是鉛蓄電池。是鉛蓄電池。2.3.2鉛蓄電池的優(yōu)勢(shì)鉛蓄電池的優(yōu)勢(shì)（1）電極上的充放電反應(yīng)的物理、化學(xué)可逆性好）電極上的充放電反應(yīng)的物理、化學(xué)可逆性好（2）由于用作電解質(zhì)的是常溫下離子電導(dǎo)率最大的）由于用作

25、電解質(zhì)的是常溫下離子電導(dǎo)率最大的硫酸水溶液，能夠獲得高輸出功率密度硫酸水溶液，能夠獲得高輸出功率密度（3）容易進(jìn)行充電）容易進(jìn)行充電（4）工作電壓高、安全可靠）工作電壓高、安全可靠 （5）壽命長(zhǎng)、價(jià)廉）壽命長(zhǎng)、價(jià)廉 （6）取材方便、原材料容易回收利用）取材方便、原材料容易回收利用 鉛蓄電池的不足鉛蓄電池的不足 一是過(guò)充電容易析出氣體；二是硫酸一是過(guò)充電容易析出氣體；二是硫酸6液溢出時(shí)腐蝕污染環(huán)液溢出時(shí)腐蝕污染環(huán)境，三是比能量偏低，實(shí)用重量比能量只有境，三是比能量偏低，實(shí)用重量比能量只有35wh/kg左右。左右。 鉛酸蓄電池污染環(huán)境危害人體廢鉛回收亟待規(guī)范鉛酸蓄電池污染環(huán)境危害人體廢鉛回收亟待規(guī)

26、范 鉛v為青灰色重金屬為青灰色重金屬v鉛及其化合物對(duì)人體有較大毒性，并可在人鉛及其化合物對(duì)人體有較大毒性，并可在人體內(nèi)積累體內(nèi)積累鉛的應(yīng)用鉛的應(yīng)用 鉛主要用于制造鉛蓄電池；鉛主要用于制造鉛蓄電池； 鉛合金可用于鑄鉛字，做焊錫；鉛合金可用于鑄鉛字，做焊錫； 鉛還用來(lái)制造放射性輻射、鉛還用來(lái)制造放射性輻射、X射線射線的防護(hù)設(shè)備；的防護(hù)設(shè)備； 鉛被用作建筑材料，用作槍彈和炮鉛被用作建筑材料，用作槍彈和炮彈，焊錫、獎(jiǎng)杯和一些合金中也含鉛。彈，焊錫、獎(jiǎng)杯和一些合金中也含鉛。 鉛的鉛的中毒中毒7v鉛及其化合物侵入途徑，主要是呼吸道，其次鉛及其化合物侵入途徑，主要是呼吸道，其次是消化道，完整的皮膚不能吸收。

27、是消化道，完整的皮膚不能吸收。v呼吸道呼吸道:通常以蒸氣、煙塵及粉塵形態(tài)進(jìn)入。一通常以蒸氣、煙塵及粉塵形態(tài)進(jìn)入。一般說(shuō)，吸入的鉛般說(shuō)，吸入的鉛70%75%仍隨呼氣排出，僅仍隨呼氣排出，僅30%50%吸收人體內(nèi)。吸收人體內(nèi)。v消化道消化道:主要來(lái)自鉛作業(yè)場(chǎng)所進(jìn)食、飲水。日常主要來(lái)自鉛作業(yè)場(chǎng)所進(jìn)食、飲水。日常生活食物、飲料中每天攝入鉛量約生活食物、飲料中每天攝入鉛量約300mg。吃蒜可防止兒童鉛中毒中毒表現(xiàn)急性慢性胃疼，頭痛，顫抖，胃疼，頭痛，顫抖，神經(jīng)性煩躁神經(jīng)性煩躁 在最嚴(yán)重的情況下，可在最嚴(yán)重的情況下，可能人事不醒，直至死亡能人事不醒，直至死亡 影響腦子和神經(jīng)系統(tǒng)影響腦子和神經(jīng)系統(tǒng) 預(yù)防26

28、 （1）減少鉛的使用）減少鉛的使用 （2）減少人與鉛的接觸）減少人與鉛的接觸 （3）定期監(jiān)測(cè)工作場(chǎng)所鉛濃度）定期監(jiān)測(cè)工作場(chǎng)所鉛濃度 （4）定期健康監(jiān)護(hù)）定期健康監(jiān)護(hù)2.3.3電池構(gòu)成電池構(gòu)成蓄電池蓄電池過(guò)氧化鉛過(guò)氧化鉛正極活性物質(zhì)正極活性物質(zhì) 鉛鉛 粉粉 負(fù)極活性物質(zhì)負(fù)極活性物質(zhì)硫酸水溶液硫酸水溶液電解液電解液電電 池池 構(gòu)構(gòu) 成成 在蓄電池中，用電子導(dǎo)體中耐蝕性好的鉛銻合金作極板，在蓄電池中，用電子導(dǎo)體中耐蝕性好的鉛銻合金作極板，用填充了作為還原劑的負(fù)極活性物質(zhì)（糊狀鉛粉末）的極板用填充了作為還原劑的負(fù)極活性物質(zhì)（糊狀鉛粉末）的極板作負(fù)極，用填充了作為氧化劑的正極活性物質(zhì)（糊狀過(guò)氧化作負(fù)極，

29、用填充了作為氧化劑的正極活性物質(zhì)（糊狀過(guò)氧化鉛粉末）的極板作正極。在離子導(dǎo)電性的電解質(zhì)（硫酸水溶鉛粉末）的極板作正極。在離子導(dǎo)電性的電解質(zhì)（硫酸水溶液）中并排插入正極和負(fù)極，正極與負(fù)極間夾著隔膜，這樣液）中并排插入正極和負(fù)極，正極與負(fù)極間夾著隔膜，這樣做成的單電池?cái)?shù)個(gè)并聯(lián)或串聯(lián)起來(lái)，放入合成樹(shù)脂制的電池做成的單電池?cái)?shù)個(gè)并聯(lián)或串聯(lián)起來(lái)，放入合成樹(shù)脂制的電池槽中，組成蓄電池。充放電反應(yīng)在活性物質(zhì)與電解液的界面槽中，組成蓄電池。充放電反應(yīng)在活性物質(zhì)與電解液的界面上進(jìn)行，離子在電解液中移動(dòng)。上進(jìn)行，離子在電解液中移動(dòng)。 2.3.4鉛蓄電池的充放電鉛蓄電池的充放電電池放電時(shí)：電池放電時(shí)： 負(fù)極：負(fù)極：P

30、b(SO4)2- PbSO4+2e 正極：正極：PbO2 (SO4)2- 4H3O+2e PbSO4+6H2O總反應(yīng)為總反應(yīng)為: PbO2 +Pb+ 2 (SO4)2- + 4H3O+ 2PbSO4+6H2O電池充電時(shí)電池充電時(shí): 陽(yáng)極陽(yáng)極: PbSO4+6H2O PbO2 +2e+(SO4)2- + 4H3O+ 陰極陰極:PbSO4+2e Pb + (SO4)2-總反應(yīng)為總反應(yīng)為: 2PbSO4+6H2O PbO2 +Pb+ 2 (SO4)2- + 4H3O+問(wèn)題 鉛蓄電池的電解液用一段時(shí)間鉛蓄電池的電解液用一段時(shí)間需要補(bǔ)充，那么要加什么呢？需要補(bǔ)充，那么要加什么呢？問(wèn)題 蓄電池長(zhǎng)時(shí)間放置后

31、，使用蓄電池長(zhǎng)時(shí)間放置后，使用前是否需要充電？前是否需要充電？蓄電池需要充電的情況n蓄電池在機(jī)器上表現(xiàn)為電量不足蓄電池在機(jī)器上表現(xiàn)為電量不足n蓄電池長(zhǎng)時(shí)間處于小電流放電蓄電池長(zhǎng)時(shí)間處于小電流放電n蓄電池在室內(nèi)放置時(shí)間長(zhǎng)達(dá)蓄電池在室內(nèi)放置時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1個(gè)月以上個(gè)月以上n電解液消耗較大或水分蒸發(fā)過(guò)多，補(bǔ)充了大電解液消耗較大或水分蒸發(fā)過(guò)多，補(bǔ)充了大量的蒸餾水量的蒸餾水n蓄電池經(jīng)過(guò)檢修，極板在空氣中暴露的時(shí)間蓄電池經(jīng)過(guò)檢修，極板在空氣中暴露的時(shí)間較長(zhǎng)較長(zhǎng) 當(dāng)電子流過(guò)電解質(zhì)、形成局部電池時(shí)，也當(dāng)電子流過(guò)電解質(zhì)、形成局部電池時(shí)，也發(fā)生自身放電。為了避免自身放電，鉛蓄電池發(fā)生自身放電。為了避免自身放電，鉛蓄電池

32、中的負(fù)極和正極均采用在電子中導(dǎo)電性電極中中的負(fù)極和正極均采用在電子中導(dǎo)電性電極中充填固體活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)用型二次電池一充填固體活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)用型二次電池一般也采用同樣結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。般也采用同樣結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。 2.3.5電池材料電池材料電電池池材材料料正負(fù)極板正負(fù)極板隔板隔板電解液電解液電池殼、蓋電池殼、蓋排氣栓排氣栓其它其它（1）正負(fù)極板）正負(fù)極板極板極板構(gòu)造和活性構(gòu)造和活性物質(zhì)化成方法物質(zhì)化成方法涂膏式極板涂膏式極板管式極板管式極板化成式極板化成式極板半化成式極板半化成式極板（1）正負(fù)極板）正負(fù)極板極板極板構(gòu)造和活性構(gòu)造和活性物質(zhì)化成方法物質(zhì)化成方法涂膏式極板涂膏式極板管式極板管式極板化成

33、式極板化成式極板半化成式極板半化成式極板板柵板柵活性物質(zhì)活性物質(zhì)板柵板柵支撐活性物質(zhì)支撐活性物質(zhì)傳導(dǎo)電流傳導(dǎo)電流使電流分布均勻使電流分布均勻鉛銻合金鉛銻合金鉛鈣合金鉛鈣合金材料材料作用作用（2）隔板）隔板v主要作用是：主要作用是：防止正負(fù)極板短路。防止正負(fù)極板短路。使電解液中正負(fù)離子順利通過(guò)。使電解液中正負(fù)離子順利通過(guò)。阻緩正負(fù)極板活性物質(zhì)的脫落，防止正負(fù)極板因阻緩正負(fù)極板活性物質(zhì)的脫落，防止正負(fù)極板因震動(dòng)而損傷。震動(dòng)而損傷。v因此要求隔板要有孔率高，孔徑小，耐酸，因此要求隔板要有孔率高，孔徑小，耐酸，不分泌有害雜質(zhì)，有一定強(qiáng)度，在電解液中不分泌有害雜質(zhì)，有一定強(qiáng)度，在電解液中電阻小，具有化學(xué)

34、穩(wěn)定性的特點(diǎn)。電阻小，具有化學(xué)穩(wěn)定性的特點(diǎn)。（3）電解液）電解液v電解液是蓄電池的重要組成部分，它的作用電解液是蓄電池的重要組成部分，它的作用是傳導(dǎo)電流和參加電化學(xué)反應(yīng)。是傳導(dǎo)電流和參加電化學(xué)反應(yīng)。v電解液是由濃硫酸和凈化水（去離子水）配電解液是由濃硫酸和凈化水（去離子水）配制而成的，電解液的純度和密度對(duì)電池容量制而成的，電解液的純度和密度對(duì)電池容量和壽命有重要影響。和壽命有重要影響。v汽車用鉛酸蓄電池采用電解液密度為汽車用鉛酸蓄電池采用電解液密度為1.2800.005g/cm(25)稀硫酸。稀硫酸。（4）電池）電池殼、蓋殼、蓋 電池殼、蓋是裝正、負(fù)極板和電解液的電池殼、蓋是裝正、負(fù)極板和電解

35、液的容器，一般由塑料和橡膠材料制成。容器，一般由塑料和橡膠材料制成。（5）排氣栓）排氣栓v一般由塑料材料制成，對(duì)電池起密封作用，一般由塑料材料制成，對(duì)電池起密封作用，阻止空氣進(jìn)入，防止極板氧化。同時(shí)可以將阻止空氣進(jìn)入，防止極板氧化。同時(shí)可以將充電時(shí)電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出電池，避免電充電時(shí)電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出電池，避免電池產(chǎn)生危險(xiǎn)。池產(chǎn)生危險(xiǎn)。v使用前：必須將排氣栓上的盲孔用鐵絲刺穿，使用前：必須將排氣栓上的盲孔用鐵絲刺穿，以保證氣體溢出通暢。以保證氣體溢出通暢。（6）其它）其它 主要包括鏈條、極柱、鞍子、主要包括鏈條、極柱、鞍子、液面指示器等零部件。液面指示器等零部件。2.3.6鉛蓄電池鉛蓄電池

36、的分類及應(yīng)用的分類及應(yīng)用鉛鉛蓄蓄電電池池管式蓄電池管式蓄電池 （1）依據(jù)極板結(jié)構(gòu)分類）依據(jù)極板結(jié)構(gòu)分類形成式蓄電池形成式蓄電池涂膏式蓄電池涂膏式蓄電池（2）蓋和結(jié)構(gòu)）蓋和結(jié)構(gòu)分類分類鉛蓄電池鉛蓄電池開(kāi)口式蓄電池開(kāi)口式蓄電池排氣式蓄電池排氣式蓄電池防酸隔爆式蓄電池防酸隔爆式蓄電池密封閥控式蓄電池密封閥控式蓄電池（2）蓋和結(jié)構(gòu)分類）蓋和結(jié)構(gòu)分類鉛蓄電池鉛蓄電池開(kāi)口式蓄電池開(kāi)口式蓄電池排氣式蓄電池排氣式蓄電池防酸隔爆式蓄電池防酸隔爆式蓄電池密封閥控式蓄電池密封閥控式蓄電池使用期間不用加使用期間不用加酸加水維護(hù)，電酸加水維護(hù)，電池為密封結(jié)構(gòu)，池為密封結(jié)構(gòu)，不會(huì)漏酸，也不不會(huì)漏酸，也不會(huì)排酸霧會(huì)排酸霧

37、（3）維護(hù)方式分類）維護(hù)方式分類鉛鉛蓄蓄電電池池普通式蓄電池普通式蓄電池少維護(hù)式蓄電池少維護(hù)式蓄電池免維護(hù)式蓄電池免維護(hù)式蓄電池（4）按我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定主要蓄電池系列產(chǎn)品）按我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定主要蓄電池系列產(chǎn)品產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱主要用途主要用途起動(dòng)式蓄電池（起動(dòng)式蓄電池（Q）汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、船舶等汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、船舶等起動(dòng)和照明起動(dòng)和照明固定型防酸式蓄電池（固定型防酸式蓄電池（GF） 用于通訊、發(fā)電廠、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于通訊、發(fā)電廠、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為保護(hù)、自動(dòng)控制的備用電源作為保護(hù)、自動(dòng)控制的備用電源牽引型蓄電池（牽引型蓄電池（D）各種蓄電池車、叉車、鏟車各種蓄電池車、叉車、鏟車等動(dòng)力電源。

38、等動(dòng)力電源。鐵路客車用蓄電池（鐵路客車用蓄電池（T） 鐵路客車照明和車上電器設(shè)備鐵路客車照明和車上電器設(shè)備 內(nèi)燃機(jī)車用蓄電池（內(nèi)燃機(jī)車用蓄電池（N） 內(nèi)燃機(jī)車啟動(dòng)和照明用內(nèi)燃機(jī)車啟動(dòng)和照明用 續(xù)表續(xù)表產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱主要用途主要用途摩托車蓄電池（摩托車蓄電池（M） 各種規(guī)格摩托車啟動(dòng)和照明各種規(guī)格摩托車啟動(dòng)和照明 航空用蓄電池（航空用蓄電池（HK） 飛機(jī)啟動(dòng)、照明、通信飛機(jī)啟動(dòng)、照明、通信 潛艇用蓄電池（潛艇用蓄電池（JC） 潛艇水下航行的動(dòng)力、照明、電器設(shè)備潛艇水下航行的動(dòng)力、照明、電器設(shè)備 坦克用蓄電池（坦克用蓄電池（TK） 坦克的啟動(dòng)、用電設(shè)備、照明坦克的啟動(dòng)、用電設(shè)備、照明 礦燈用蓄電

39、池（礦燈用蓄電池（K） 供井下礦工安全帽上的礦燈照明供井下礦工安全帽上的礦燈照明 航標(biāo)用蓄電池（航標(biāo)用蓄電池（B） 航道夜間航標(biāo)照明航道夜間航標(biāo)照明 其他用途電池其他用途電池 攝像機(jī)、閃光燈、風(fēng)力發(fā)電電能儲(chǔ)存等攝像機(jī)、閃光燈、風(fēng)力發(fā)電電能儲(chǔ)存等 2.3.7電動(dòng)車電池怎樣使用壽命最長(zhǎng)電動(dòng)車電池怎樣使用壽命最長(zhǎng) v減少大電流放電；起動(dòng)和上坡時(shí)要用腳踏助力；減少大電流放電；起動(dòng)和上坡時(shí)要用腳踏助力；避免帶過(guò)重的物件，以不超過(guò)避免帶過(guò)重的物件，以不超過(guò)75公斤為宜；經(jīng)常公斤為宜；經(jīng)常檢查車胎是否氣足。檢查車胎是否氣足。v防止過(guò)放電；電動(dòng)車一般都設(shè)有欠壓保護(hù)功能，防止過(guò)放電；電動(dòng)車一般都設(shè)有欠壓保護(hù)功能

40、，當(dāng)電池電量顯示器只有一只顯示燈亮?xí)r或電量指當(dāng)電池電量顯示器只有一只顯示燈亮?xí)r或電量指示在黃色區(qū)域時(shí)，應(yīng)立即對(duì)電瓶進(jìn)行充電，不得示在黃色區(qū)域時(shí)，應(yīng)立即對(duì)電瓶進(jìn)行充電，不得繼續(xù)騎行。電源鎖不用時(shí)應(yīng)立即關(guān)掉。繼續(xù)騎行。電源鎖不用時(shí)應(yīng)立即關(guān)掉。v參考平時(shí)騎行情況和電動(dòng)車配置情況，蓄電池以參考平時(shí)騎行情況和電動(dòng)車配置情況，蓄電池以放電深度為放電深度為50-70%時(shí)充一次電最佳，實(shí)際使用時(shí)時(shí)充一次電最佳，實(shí)際使用時(shí)可折算成騎行里程，在需要時(shí)充一次電。可折算成騎行里程，在需要時(shí)充一次電。v使用專用充電器。使用專用充電器。v蓄電池在存放過(guò)程中每個(gè)月補(bǔ)充充電一次。蓄電池在存放過(guò)程中每個(gè)月補(bǔ)充充電一次。v每?jī)蓚€(gè)

41、月進(jìn)行一次深放電，即長(zhǎng)距離騎行直到欠壓每?jī)蓚€(gè)月進(jìn)行一次深放電，即長(zhǎng)距離騎行直到欠壓指示閃光，電量用完，然后充電恢復(fù)電池容量。當(dāng)指示閃光，電量用完，然后充電恢復(fù)電池容量。當(dāng)電池容量降為原容量的電池容量降為原容量的60-70%時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行復(fù)原維時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行復(fù)原維護(hù)。護(hù)。v電池充電時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)燙，充電器紅燈不變綠燈時(shí)第二電池充電時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)燙，充電器紅燈不變綠燈時(shí)第二天及時(shí)進(jìn)行專業(yè)復(fù)原維護(hù)；否則，電池幾天內(nèi)即出天及時(shí)進(jìn)行專業(yè)復(fù)原維護(hù)；否則，電池幾天內(nèi)即出現(xiàn)鼓包報(bào)廢?，F(xiàn)鼓包報(bào)廢。v新電池在使用新電池在使用10-12個(gè)月時(shí)要進(jìn)行一次專業(yè)維護(hù)保養(yǎng)。個(gè)月時(shí)要進(jìn)行一次專業(yè)維護(hù)保養(yǎng)。v禁止在陽(yáng)光下暴曬；冬天充電應(yīng)在溫暖

42、的房間進(jìn)行。禁止在陽(yáng)光下暴曬；冬天充電應(yīng)在溫暖的房間進(jìn)行。v購(gòu)買電動(dòng)車應(yīng)以實(shí)用為主，避免購(gòu)買超大功率電動(dòng)購(gòu)買電動(dòng)車應(yīng)以實(shí)用為主，避免購(gòu)買超大功率電動(dòng)車；電機(jī)功率越大，電池壽命越短車；電機(jī)功率越大，電池壽命越短8。電池的維護(hù)電池的維護(hù)20維維護(hù)護(hù)日常維護(hù)日常維護(hù)定期維護(hù)定期維護(hù)日常維護(hù)經(jīng)常保持蓄電池表面的清潔。發(fā)現(xiàn)表面有灰塵和硫酸時(shí)，應(yīng)經(jīng)常保持蓄電池表面的清潔。發(fā)現(xiàn)表面有灰塵和硫酸時(shí)，應(yīng)及時(shí)檫拭，檫拭時(shí)可先用沾有蘇打水的檫布檫拭一遍，后用及時(shí)檫拭，檫拭時(shí)可先用沾有蘇打水的檫布檫拭一遍，后用清水沖洗干凈；清水沖洗干凈；經(jīng)常用蒸餾水清洗排氣栓，保持排氣栓通氣良好；經(jīng)常用蒸餾水清洗排氣栓，保持排氣栓通

43、氣良好；按照規(guī)定進(jìn)行蓄電池的充電、放電和補(bǔ)充電工作；按照規(guī)定進(jìn)行蓄電池的充電、放電和補(bǔ)充電工作；充電過(guò)程中，電解液的溫度不得超過(guò)充電過(guò)程中，電解液的溫度不得超過(guò)45，嚴(yán)防過(guò)量充電；，嚴(yán)防過(guò)量充電；放電過(guò)程中，嚴(yán)禁大電流放電和過(guò)量放電；放電過(guò)程中，嚴(yán)禁大電流放電和過(guò)量放電；充放電過(guò)程中，應(yīng)開(kāi)動(dòng)通風(fēng)裝置排除酸霧，使室內(nèi)空氣較為充放電過(guò)程中，應(yīng)開(kāi)動(dòng)通風(fēng)裝置排除酸霧，使室內(nèi)空氣較為新鮮，以減少酸性分子對(duì)人員和設(shè)備的侵蝕。新鮮，以減少酸性分子對(duì)人員和設(shè)備的侵蝕。發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)排除；發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)排除；蓄電池充電間應(yīng)經(jīng)常保持清潔、干燥、空氣流通、光線充足。蓄電池充電間應(yīng)經(jīng)常保持清潔、干燥、空氣流通、光線充

44、足。應(yīng)用濕拖把檫凈地面，在清潔、絕緣較好的情況下，可以在應(yīng)用濕拖把檫凈地面，在清潔、絕緣較好的情況下，可以在地面灑水，保持室內(nèi)的濕度，以減少電池中水分的蒸發(fā)地面灑水，保持室內(nèi)的濕度，以減少電池中水分的蒸發(fā).定期維護(hù)定期維護(hù)v非啟動(dòng)用蓄電池每月應(yīng)認(rèn)真地用蒸餾水檫拭一次表面，直至表非啟動(dòng)用蓄電池每月應(yīng)認(rèn)真地用蒸餾水檫拭一次表面，直至表面（含外殼）不呈酸性為止；面（含外殼）不呈酸性為止；v啟動(dòng)蓄電池每半個(gè)月應(yīng)認(rèn)真地檢查連接條，極柱及輸出接線的啟動(dòng)蓄電池每半個(gè)月應(yīng)認(rèn)真地檢查連接條，極柱及輸出接線的接觸情況和牢固程度，徹底清除金屬部位（如接線端子）的氧接觸情況和牢固程度，徹底清除金屬部位（如接線端子）的

45、氧化物和銹蝕，更換金屬部位的凡士林油；化物和銹蝕，更換金屬部位的凡士林油；v及時(shí)檢查和排除蓄電池的故障；及時(shí)檢查和排除蓄電池的故障；v對(duì)蓄電池測(cè)量用的儀表（如密度計(jì)、溫度計(jì)、電壓表、電流表）對(duì)蓄電池測(cè)量用的儀表（如密度計(jì)、溫度計(jì)、電壓表、電流表）進(jìn)行檢查和校驗(yàn)，以免由于儀表不準(zhǔn)確導(dǎo)致蓄電池維護(hù)工作的進(jìn)行檢查和校驗(yàn)，以免由于儀表不準(zhǔn)確導(dǎo)致蓄電池維護(hù)工作的質(zhì)量受到影響；質(zhì)量受到影響；v根據(jù)氣候季節(jié)的變化，按說(shuō)明書(shū)的要求，調(diào)整電解液密度（也根據(jù)氣候季節(jié)的變化，按說(shuō)明書(shū)的要求，調(diào)整電解液密度（也稱換季）；稱換季）；v電池失水時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充純水，防止極板露出液面而氧化和降低電池失水時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充純水，防止極

46、板露出液面而氧化和降低利用率。切勿補(bǔ)充電解液；利用率。切勿補(bǔ)充電解液；v電池在使用過(guò)程中應(yīng)調(diào)整好充電電器的電壓（電池在使用過(guò)程中應(yīng)調(diào)整好充電電器的電壓（13.8-14.4V）防）防止過(guò)充電。止過(guò)充電。鉛酸蓄電池為什么會(huì)發(fā)生爆炸，怎樣鉛酸蓄電池為什么會(huì)發(fā)生爆炸，怎樣預(yù)防？預(yù)防？ v蓄電池充電到末期，兩極轉(zhuǎn)化為有效物質(zhì)后，再繼續(xù)充電，就會(huì)蓄電池充電到末期，兩極轉(zhuǎn)化為有效物質(zhì)后，再繼續(xù)充電，就會(huì)產(chǎn)生大量的氫、氧氣體。產(chǎn)生大量的氫、氧氣體。H2：O2以以2：1的體積析出。按氫、氧的體積析出。按氫、氧氣體的電化當(dāng)量計(jì)，每過(guò)充電氣體的電化當(dāng)量計(jì)，每過(guò)充電1Ah，產(chǎn)生，產(chǎn)生0.4181L氫氣和氫氣和0.20

47、907L氧氣。當(dāng)這種混合氣體濃度在空氣中占氧氣。當(dāng)這種混合氣體濃度在空氣中占4%時(shí)，遇到明火，就會(huì)時(shí)，遇到明火，就會(huì)發(fā)生爆炸，輕則損壞蓄電池，重則傷人、損物。預(yù)防的辦法是：發(fā)生爆炸，輕則損壞蓄電池，重則傷人、損物。預(yù)防的辦法是：v 1、控制充電量，不過(guò)充電，以減少氣體析出量。充電室內(nèi)，嚴(yán)、控制充電量，不過(guò)充電，以減少氣體析出量。充電室內(nèi)，嚴(yán)禁明火，保持通風(fēng)。禁明火，保持通風(fēng)。v 2、充電中，接線點(diǎn)要牢固，避免因松動(dòng)產(chǎn)生火花。、充電中，接線點(diǎn)要牢固，避免因松動(dòng)產(chǎn)生火花。v 3、使用中采用低壓恒壓充電，析氣量少。、使用中采用低壓恒壓充電，析氣量少。v 4、預(yù)防蓄電池外殼裂痕、電解液滲透、滲到電纜溝

48、，引起線路、預(yù)防蓄電池外殼裂痕、電解液滲透、滲到電纜溝，引起線路短路產(chǎn)生火花，起火爆炸。短路產(chǎn)生火花，起火爆炸。v 5、免維護(hù)型蓄電池雖經(jīng)密封處理，設(shè)排氣閥，蓄電池內(nèi)部蓄存、免維護(hù)型蓄電池雖經(jīng)密封處理，設(shè)排氣閥，蓄電池內(nèi)部蓄存一定量的氫、氧氣體，一旦排氣閥失效或不靈，內(nèi)壓過(guò)大，也會(huì)一定量的氫、氧氣體，一旦排氣閥失效或不靈，內(nèi)壓過(guò)大，也會(huì)將電池凸裂，甚至爆炸、起火。因此，必須保持排氣閥的可靠。將電池凸裂，甚至爆炸、起火。因此，必須保持排氣閥的可靠。我國(guó)鉛蓄電池工業(yè)現(xiàn)狀我國(guó)鉛蓄電池工業(yè)現(xiàn)狀1.1消極的方面：重復(fù)建設(shè)，能力過(guò)剩；價(jià)格消極的方面：重復(fù)建設(shè)，能力過(guò)剩；價(jià)格戰(zhàn)劇烈，有些價(jià)格已低于成本；偽劣

49、產(chǎn)品流行。戰(zhàn)劇烈，有些價(jià)格已低于成本；偽劣產(chǎn)品流行。1.2積極的方面：產(chǎn)品質(zhì)量有所提高，部份產(chǎn)積極的方面：產(chǎn)品質(zhì)量有所提高，部份產(chǎn)品如：免維護(hù)汽車品如：免維護(hù)汽車蓄電池，閥控式蓄電池等已接近蓄電池，閥控式蓄電池等已接近國(guó)際先進(jìn)水平國(guó)際先進(jìn)水平.鉛鉛銻銻合金合金零件零件冶板冶板切塊切塊鉛粉鉛粉鉛粉鉛粉和膏和膏涂板涂板淋酸淋酸固化干燥固化干燥凈化水凈化水負(fù)極添加劑負(fù)極添加劑稀硫酸稀硫酸硫酸硫酸插隔板插隔板裝槽裝槽印商標(biāo)印商標(biāo)殼體殼體焊板群焊板群分板分板干燥干燥水洗水洗化成化成穿壁焊穿壁焊熱封熱封擰排氣擰排氣包裝包裝成品成品封蓋封蓋澆封口澆封口焊鏈條焊鏈條2.4鋰離子二次電池鋰離子二次電池2.4.1

50、 概述概述音頻和視頻等裝備的便攜化小型化二十世紀(jì)八十年代中期開(kāi)始二十世紀(jì)八十年代中期開(kāi)始促促 進(jìn)進(jìn)作為電源的電池從干電池向可充電電池的過(guò)渡促促進(jìn)進(jìn)鎳-鎘二次電池的大容量化二十世紀(jì)九十年二十世紀(jì)九十年代達(dá)到了其技術(shù)代達(dá)到了其技術(shù)的極限，其放電的極限，其放電容量不可能再有容量不可能再有大的提高大的提高 2.4鋰離子二次電池鋰離子二次電池2.4.1 概述概述音頻和視頻音頻和視頻等裝備的便等裝備的便攜化小型化攜化小型化二十世紀(jì)八十年代中期開(kāi)始二十世紀(jì)八十年代中期開(kāi)始促促 進(jìn)進(jìn)作為電源的電池作為電源的電池從干電池向可充從干電池向可充電電池的過(guò)渡電電池的過(guò)渡促促進(jìn)進(jìn)鎳鎳-鎘二次電池鎘二次電池的大容量化的大

51、容量化開(kāi)發(fā)出鎳開(kāi)發(fā)出鎳-氫二氫二次電池和鋰離次電池和鋰離子二次電池子二次電池二十世紀(jì)九十年代前后二十世紀(jì)九十年代前后 至至2004年鋰離子電池的銷售額高達(dá)年鋰離子電池的銷售額高達(dá)44億美元以上，占二次電池市場(chǎng)份額的億美元以上，占二次電池市場(chǎng)份額的73，穩(wěn)居二次電池市場(chǎng)的霸主地位。，穩(wěn)居二次電池市場(chǎng)的霸主地位。2.4.2鋰鋰24電池電池 自從自從1958 年美國(guó)加州大學(xué)的一位研究生年美國(guó)加州大學(xué)的一位研究生提出了鋰，鈉等活潑金屬做電池負(fù)極的設(shè)想提出了鋰，鈉等活潑金屬做電池負(fù)極的設(shè)想后，人類開(kāi)始了對(duì)鋰電池的研究。而從后，人類開(kāi)始了對(duì)鋰電池的研究。而從1971 年日本松下公司的福田雅太郎發(fā)明鋰氟化碳

52、年日本松下公司的福田雅太郎發(fā)明鋰氟化碳電池并使鋰電池實(shí)現(xiàn)應(yīng)用化商品化開(kāi)始。電池并使鋰電池實(shí)現(xiàn)應(yīng)用化商品化開(kāi)始。什么是鋰電池？ 鋰電池是一類以金屬鋰或含鋰鋰電池是一類以金屬鋰或含鋰物質(zhì)作負(fù)極的化學(xué)電源的總稱。物質(zhì)作負(fù)極的化學(xué)電源的總稱。鋰電池的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)比能量高比能量高電池電壓高電池電壓高工作溫度范圍寬工作溫度范圍寬儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)鋰電池的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)比能量高比能量高電池電壓高電池電壓高工作溫度范圍寬工作溫度范圍寬儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)200450Wh/kg鋰電池的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)比能量高比能量高電池電壓高電池電壓高工作溫度范圍寬工作溫度范圍寬儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)3V 左右鋰電池的應(yīng)用移動(dòng)電話移

53、動(dòng)電話便攜式計(jì)算機(jī)便攜式計(jì)算機(jī)照相機(jī)照相機(jī)攝像機(jī)攝像機(jī)應(yīng)用應(yīng)用實(shí)用化的鋰電池實(shí)實(shí)用用化化的的鋰鋰電電池池LiMnO2 LiI2LiCuOLiSOCl2Li（CFx）nLiSO2LiAg2CrO4鋰電池的缺點(diǎn)缺缺點(diǎn)點(diǎn)安全性能差安全性能差9壽命短壽命短鋰電池與鋰離子二次電池的關(guān)系鋰電池與鋰離子二次電池的關(guān)系25鋰電池鋰電池鋰離子二次電池鋰離子二次電池鋰電極用碳代替時(shí)鋰離子電池鋰離子電池液態(tài)鋰離子電池液態(tài)鋰離子電池（LIB）聚合物鋰離子電池聚合物鋰離子電池（PLIB）能量密度高能量密度高循環(huán)特性好循環(huán)特性好自放電小自放電小輸出電壓高輸出電壓高記憶效應(yīng)小記憶效應(yīng)小鋰離子電池優(yōu)勢(shì)鋰離子電池優(yōu)勢(shì)2.4.2

54、 鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)無(wú)污染無(wú)污染質(zhì)量輕質(zhì)量輕體積小體積小能量密度高能量密度高循環(huán)特性好循環(huán)特性好自放電小自放電小輸出電壓高輸出電壓高記憶效應(yīng)小記憶效應(yīng)小鋰離子電池優(yōu)勢(shì)鋰離子電池優(yōu)勢(shì)2.4.2 鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)300-350Wh/dm3,125-145Wh/kg,且且還在繼續(xù)提高。還在繼續(xù)提高。無(wú)污染無(wú)污染能量密度高能量密度高循環(huán)特性好循環(huán)特性好自放電小自放電小輸出電壓高輸出電壓高記憶效應(yīng)小記憶效應(yīng)小鋰離子電池優(yōu)勢(shì)鋰離子電池優(yōu)勢(shì)2.4.2 鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)初始開(kāi)路電壓為初始開(kāi)路電壓為4.1-4.2V，平均，平均工作電壓為工作電

55、壓為3.6-3.7V。無(wú)污染無(wú)污染能量密度高能量密度高循環(huán)特性好循環(huán)特性好自放電小自放電小輸出電壓高輸出電壓高記憶效應(yīng)小記憶效應(yīng)小鋰離子電池優(yōu)勢(shì)鋰離子電池優(yōu)勢(shì)2.4.2 鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)自放電率在常溫自放電率在常溫下每月下每月10是鎳鎘是鎳鎘電池、鎳氫可充電電池、鎳氫可充電電池的一半一下。電池的一半一下。無(wú)污染無(wú)污染能量密度高能量密度高循環(huán)特性好循環(huán)特性好自放電小自放電小輸出電壓高輸出電壓高記憶效應(yīng)小記憶效應(yīng)小鋰離子電池優(yōu)勢(shì)鋰離子電池優(yōu)勢(shì)2.4.2 鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)可以循環(huán)使用的次數(shù)多可以循環(huán)使用的次數(shù)多,用硬碳材料做負(fù)極材料用硬碳材料做負(fù)極材料

56、的電池已達(dá)到了的電池已達(dá)到了1200次次. 無(wú)污染無(wú)污染能量密度高能量密度高循環(huán)特性好循環(huán)特性好自放電小自放電小輸出電壓高輸出電壓高記憶效應(yīng)小記憶效應(yīng)小鋰離子電池優(yōu)勢(shì)鋰離子電池優(yōu)勢(shì)2.4.2 鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)鋰離子二次電池的優(yōu)勢(shì)在滿充電或近乎在滿充電或近乎滿充電狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)滿充電狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)間保存后電池的間保存后電池的可放電時(shí)間縮短可放電時(shí)間縮短的現(xiàn)象的現(xiàn)象 無(wú)污染無(wú)污染2.4.3 鋰離子電池的應(yīng)用鋰離子電池的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域移動(dòng)電話移動(dòng)電話數(shù)碼產(chǎn)品數(shù)碼產(chǎn)品動(dòng)力車動(dòng)力車 電動(dòng)工具電動(dòng)工具 藍(lán)牙藍(lán)牙備用電源備用電源 軍事軍事我國(guó)的研究現(xiàn)狀 我國(guó)科學(xué)家從我國(guó)科學(xué)家從70代末就開(kāi)始二次鋰電池研究，代

57、末就開(kāi)始二次鋰電池研究，80年年代開(kāi)始，中科院的代開(kāi)始，中科院的“六五六五”、“七五七五”和和“八五八五”三個(gè)三個(gè)五年計(jì)劃期間都把固體電解質(zhì)二次鋰電池列為重點(diǎn)課題。五年計(jì)劃期間都把固體電解質(zhì)二次鋰電池列為重點(diǎn)課題。“七五七五”國(guó)家國(guó)家“863”計(jì)劃啟動(dòng)時(shí)，就以儲(chǔ)能材料專題的計(jì)劃啟動(dòng)時(shí)，就以儲(chǔ)能材料專題的名義對(duì)二次聚合物鋰電池給予了大力支持，包括中科院、名義對(duì)二次聚合物鋰電池給予了大力支持，包括中科院、大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界的大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界的11個(gè)實(shí)驗(yàn)室在專題負(fù)責(zé)單位中科院物理個(gè)實(shí)驗(yàn)室在專題負(fù)責(zé)單位中科院物理所的協(xié)調(diào)下，在聚合物電解質(zhì)、電極材料和電池的設(shè)計(jì)、所的協(xié)調(diào)下，在聚合物電解質(zhì)、電極材料和電池的設(shè)計(jì)、

58、制作方面取得了豐富的成果，為目前我國(guó)幾千億安時(shí)的制作方面取得了豐富的成果，為目前我國(guó)幾千億安時(shí)的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化群體的形成在科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計(jì)以鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化群體的形成在科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計(jì)以及人員儲(chǔ)備等方面都作出了重大貢獻(xiàn)。目前我國(guó)已成為及人員儲(chǔ)備等方面都作出了重大貢獻(xiàn)。目前我國(guó)已成為小功率鋰離子電池的主要生產(chǎn)地。與此相適應(yīng)，鋰離子小功率鋰離子電池的主要生產(chǎn)地。與此相適應(yīng)，鋰離子電池相關(guān)材料的研究和開(kāi)發(fā)也已取得很大的進(jìn)展，已經(jīng)電池相關(guān)材料的研究和開(kāi)發(fā)也已取得很大的進(jìn)展，已經(jīng)或即將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?；蚣磳?shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 鋰離子電池的安全要求鋰離子電池的安全要求 （1）短路：不起火，不爆炸）短路：不起火

59、，不爆炸 （2）過(guò)充電：不起火，不爆炸）過(guò)充電：不起火，不爆炸 （3）熱箱試驗(yàn)：不起火，不爆炸（）熱箱試驗(yàn)：不起火，不爆炸（150恒溫恒溫10min） （4）針剌：不爆炸（用）針剌：不爆炸（用3mm釘穿透電池）釘穿透電池）（5）平板沖擊：不起火，不爆炸（）平板沖擊：不起火，不爆炸（10kg重物重物自自1M高處砸向電池）高處砸向電池） （6）焚燒：不爆炸（煤氣火焰燒烤電池）焚燒：不爆炸（煤氣火焰燒烤電池） 鋰離子電池安全設(shè)計(jì)鋰離子電池安全設(shè)計(jì) 安安全全設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)隔膜隔膜135自動(dòng)自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)關(guān)斷保護(hù)向電液中加入添加劑向電液中加入添加劑電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)各種環(huán)境濫用試驗(yàn)各種環(huán)境濫用試驗(yàn)鋰離

60、子電池安全設(shè)計(jì) 安安全全設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)隔膜隔膜135自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)向電液中加入添加劑向電液中加入添加劑電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)各種環(huán)境濫用試驗(yàn)各種環(huán)境濫用試驗(yàn)采用國(guó)際先進(jìn)的采用國(guó)際先進(jìn)的Celgard2300PE-PP-PE三層復(fù)合三層復(fù)合膜膜 鋰離子電池安全設(shè)計(jì) 安安全全設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)隔膜隔膜135自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)向電液中加入添加劑向電液中加入添加劑電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)各種環(huán)境濫用試驗(yàn)各種環(huán)境濫用試驗(yàn)電池過(guò)充，添加電池過(guò)充，添加劑與電液中其他劑與電液中其他物質(zhì)聚合，電池物質(zhì)聚合，電池內(nèi)阻大副增加內(nèi)阻大副增加 鋰離子電池安全設(shè)計(jì) 安安全全設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)隔膜隔膜135自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)自動(dòng)