蓄电池由6只或12只单格电池串联而成,每只单格电池电压约为2 V,串联成12 V或24 V以供汽车选用。蓄电池主要由极板、隔板、电解液、联条、极柱和外壳组成。其结构如图2-1所示。
图2-1 蓄电池的结构
1—负极柱;2—加液孔螺塞;3—正极柱;4—联条;5—外壳;6—负极板;7—隔板;8—正极板
1)极板
(1)极板的功用。
蓄电池在充、放电过程中,电能和化学能的相互转换依靠极板上活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现。极板是蓄电池的核心,分为正极板和负极板两种。
(2)极板的组成。
极板是蓄电池的核心部分,由栅架和活性物质组成,如图2-2所示。极板有正极板和负极板两种,正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2),呈深棕色;负极板上的活性物质是海绵状纯铅(Pb),呈青灰色。技术性能较高的蓄电池极板都比较薄且多孔性好,这样不但能减小蓄电池的体积,并且可以使电解液比较容易地渗入极板内部,以增加蓄电池的容量。
图2-2 极板组
1—极板组;2—负极板;3—隔板;4—正极板;5—极柱
由于单片极板上的活性物质数量少,所以存储的电量少。为了增加蓄电池的容量,通常将多片正、负极板分别并联,用横板焊接组成正负极板组。安装时,正、负极板组相互嵌合,中间插入隔板,形成单格电池。由于正极板的力学性能差,所以在每个单体电池中,负极板总比正极板多一片,这样正极板就都处于负极板之间,使其两侧放电均匀,减轻了正极板的翘曲和活性物质的脱落。
注意点:
(1)因为正极板的强度较低,所以在单格电池中,负极板总比正极板多一片。这样使每一片正极板都处于两片负极板之间,保持其放电均匀,防止变形。
(2)正极活性物质脱落和栅架腐蚀是影响蓄电池使用寿命的主要因素。
2)隔板
为了减小蓄电池的内阻和尺寸,蓄电池内部正、负极板应尽可能地靠近。为避免正、负极板彼此接触而短路,正、负极板之间要用隔板隔开。隔板在正、负极板间起绝缘作用,并且使电池结构紧凑。
隔板材料应具有多孔性和渗透性,且化学性质要稳定,即具有良好的耐酸性和抗氧化性。常用的是微孔塑料(聚氯乙烯、酚醛树脂)和微孔橡胶隔板。
免维护蓄电池通常将隔板做成袋式隔板,将正极板装入,可起到良好的分隔作用,防止活性物质脱落而造成内部短路,并且使组装工艺简化。
3)壳体
壳体用于盛装电解液和极板组。壳体由电池槽和盖组成,壳体应耐酸、耐热、耐振动冲击。外壳有橡胶外壳和聚丙烯塑料两种,普遍采用的是塑料外壳,其具有壳壁薄、质量轻、易于热封合、生产效率高等优点。
加液口由加液孔盖封闭,孔盖上设有通气孔,便于排出蓄电池内部气体,防止外壳胀裂,发生事故,如图2-3所示。
图2-3 加液孔盖
4)电解液(www.daowen.com)
电解液是由密度为l.84 g/cm3的纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成的混合液,电解液的纯度是影响蓄电池的性能和使用寿命的重要因素。工业用硫酸和一般的水中因含有铁、铜等有害杂质,因此绝对不能加入蓄电池,否则容易自放电和损坏极板。在20 ℃标准温度下,电解液的密度一般为1.24~1.31 g/cm3。电解液的密度高低对蓄电池的性能和寿命有很大的影响。使用中需要根据地区、气候条件和制造厂商的要求而定。
注意点:
(1)电解液的配制应严格选用二级专用纯硫酸和蒸馏水。工业用硫酸和一般的水中含有铁、铜等有害杂质会增加自放电和损坏极板,不能用于蓄电池。
(2)电解液的相对密度应按使用地区温度的不同而进行配制。在20 ℃时,电解液的密度一般为1.24~1.31 g/cm3。
5)联条
联条的作用是将单格蓄电池串联起来,提高整个蓄电池的端电压。单格电池的串联方法一般有传统外露式、穿壁式和跨越式三种。
早期的蓄电池大多采用传统外露式铅联条连接方式。新型蓄电池则采用穿壁式或跨越式连接方式,如图2-4所示。
图2-4 联条
6)极柱
极柱是蓄电池电极的接线柱,用来与外部电路接线。
蓄电池的极柱上一般都标有“ + ”“-”记号或正极柱上涂有红色标记,一般正极柱比负极柱粗。使用过的蓄电池正极柱呈深棕色,负极柱呈淡灰色。
2.蓄电池的型号
JB/T 2599—2012《铅酸蓄电池名称、型号编制及命名办法》规定,我国蓄电池型号由三部分组成:
第Ⅰ部分表示串联的单格电池数,用阿拉伯数字表示,蓄电池的标准电压是该数字的2倍。
第Ⅱ部分表示电池用途、结构特征代号,用两个汉语拼音字母表示,第一个字母为“Q”表示起动型铅蓄电池,第二个字母表示电池结构特征。例如,干荷蓄电池用“A”表示;湿荷蓄电池用“H”表示;免维护蓄电池用“W”表示。
第Ⅲ部分表示标准规定的额定容量,指20 h率额定容量,用阿拉伯数字表示,单位为A·h,单位略去不写。在其后用一个字母表示特殊性能,例如,高起动率用“G”表示;塑料槽用“S”表示;低温起动性好用“D”表示。省略时表示普通型蓄电池。
型号举例:
(1)6-QA-100:表示该电池由6个单格串联组成,是额定电压为12 V,额定容量为100 A·h的干荷电式起动型蓄电池。
(2)6-QAW-100:表示由6个单格串联,是额定电压为12 V、额定容量为100 A·h的起动型干荷电免维护蓄电池。
(3)6-QA-105G:表示由6个单格串联,是额定电压为12 V、额定容量为105 A·h的起动用干荷电高起动率蓄电池。
注意点:
(1)蓄电池的型号一般都标注在外壳上。选用汽车蓄电池时,首先要选起动类型,然后再选电压和容量。
(2)电压必须和汽车电气系统的额定电压一致。
(3)容量必须满足汽车起动的要求。
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