文档介绍：铅酸蓄电池的结构与维护
伦国瑞
2010年11月
学时:6学时
主要内容:
铅酸蓄电池概述
铅酸蓄电池使用维护
供电系统中蓄电池的地位
一、蓄电池基念知识
1、基本定义
电能可由多种形式的能量变化得来,其中把化学能转换成电能的装置叫化学电池,一般简称为电池,电池有原电池和蓄电池之分。
放电后不能用充电的方式使内部活性物质再生的叫原电池,也称一次性电池。
放电后可以用充电的方式使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能的电池,叫蓄电池,也称二次电池。
第一章铅酸蓄电池概述
2、常用技术术语
充电:蓄电池从其它直流电源获得电能叫做充电。
放电:蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。
浮充放电:蓄电池和其他直流电源并联,对外电路输出电能叫做浮充放电。有不间断供电要求的设备,起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态。
电动势:外电路断开,即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差,叫电池的电动式。
端电压:电路闭合后电池正负极间的电位差叫做电池的电压或端电压
安时容量:电池的容量单位为安时,即:
电池容量Q(安时)=I放×t放
I放为放电电流(安)
t放为放电时间(小时)
电量效率(安时效率):输出电量与输入电量之间的比叫做电池的电量效率,也叫作安时效率。
电量效率(%) =(Q放÷Q充)×100%
=(I放×t放)÷(I充×I充)×100%
Q放和Q充:分别是放电和充电容量(安时)
自由放电:由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗。容量损失搁置之前的容量之比,叫做蓄电池的自由放电率
自由放电率(%)= (Q1-Q2)÷Q1×100%
Q1为搁置前放电容量(安时)
Q2为搁置后放电容量(安时)
使用寿命:蓄电池每充电、放电一次,叫做一次充放电循环,蓄电池在保持输出一定容量的情况下所能进行的充放电循环次数,叫做蓄电池的使用寿命。
二、铅酸蓄电池的工作原理
电池表达式:
电池的化学反应:
放电时正极1mol的二氧化铅,负极1mol的海绵状纯铅,同时有2mol的硫酸参与反应。
放电时,正极二氧化铅(Pbo2)变成硫酸铅(PbSO4),负极由海绵状纯铅(Pb) 变成硫酸铅(PbSO4)。
充电时,正极由硫酸铅(PbSO4)转化为二氧化铅(Pbo2),负极由硫酸铅(PbSO4)转化为海绵状纯铅(Pb)。
上式中的水被分解:2H2O=2H2 +O2
因此,这种电池有大量的氢与氧析出。
1、蓄电池的放电过程
2e
充电
状态
溶解
电离
输出
电流
放电后生成物
正极板
负极板
PbSO4
PbSO4
PbO2
2H2SO4
Pb
Pb4++ SO42- +SO42- +2 H2O
Pb2++2e
Pb2+
2 H2O
电解液
2e
蓄电池的放电过程说明
若将蓄电池与外电路的负荷接通,电动势使电路内产生电流。电子e从负极板经过外电路负荷流向正极板。
正极板处: Pb4++ 2e Pb2+
Pb2++ SO42- PbSO4(沉附在正极板上)
负极板处: Pb2++ SO42- PbSO4 (沉附在负极板上)
Pb Pb2+ +2e (Pb继续溶解)
外部电路继续流通,正负极板上的活性物质PbO2 和Pb不断转化为PbSO4 ,电解液中的硫酸逐渐减少,水增多。