了解蓄电池的构造和型号

    任务二　了解蓄电池的构造和型号

    任务描述

    本任务重点介绍蓄电池的型号、构造，从物理结构上了解蓄电池。教学现场应提供散装蓄电池一套。

    任务实施

    一、蓄电池的结构

    1．普通蓄电池的结构

    普通蓄电池的结构如图1-5所示。

    

    

    图1-5　蓄电池结构示意图

    2．蓄电池结构部件

    （1）极板

    极板是蓄电池的核心部件，接受充入电能，也向外释放电能，由栅架和活性物质组成，如图1-6所示。

    极板分正、负极板两种，正极板上活性物质是二氧化铅（PbO₂），呈棕红色；负极板上活性物质是海绵状的纯铅（Pb），呈青灰色。将正负极板各一片放入电解液中，即可获得约2V的电动势。为了增大容量，一般将多片正极板和多片负极板并联组成极板组，如图1-7所示。

    

    

    图1-6　极板结构图

    

    

    图1-7　极板组示意图

    知识窗

    安装时，正负极板相互嵌合，中间插入隔板就构成了单格电池。每个单格电池中，正极板比负极板少一片，这是因为正极板活性物质疏松，机械强度低。将正极板夹在负极板中间，可以使正极板两侧放电均匀，避免因活性物质膨胀使得极板弯曲，造成活性物质脱落。

    （2）隔板

    隔板插于正负极板之间，防止正负极板接触短路。隔板耐酸而且多孔，便于电解液自由渗透。常用的隔板材料有木质、微孔塑料、微孔橡胶、玻璃丝棉等。微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。

    （3）电解液

    电解液在蓄电池化学反应中起离子间导电作用，由纯硫酸和蒸馏水配制而成。电解液的相对密度对蓄电池有重要影响，相对密度大，可以减少结冰的危险，提高电池容量；但要是密度过大，电解液黏度增大，反而会降低电池容量，缩短电池寿命。电解液相对密度一般在1.24～1.31 g/cm³，电解液的密度对蓄电池的电气性能和使用寿命有重要影响。

    注意：一般工业用硫酸和普通水中含有铁、铜等有害杂质，绝对不能加入到蓄电池中，否则蓄电池会自行放电，损坏极板。

    

    

    图1-8　蓄电池外壳结构图

    （4）外壳

    外壳用于盛放电解液和极板组，具有耐酸、耐热、耐震动的特性。外壳常使用硬质橡胶、工程塑料等制成，内部由间壁分成3或6个独立单格，各个单格底部有垫角，其中突起的肋条用以放置极板组。外壳下方留有足够的空间作为沉淀槽，以容纳脱落的活性物质，避免极板短路。外壳上部是电池盖，盖面设有加液孔，孔盖上有通风孔，用于排出气体，如图1-8所示。

    （5）单格电池间连接方式

    各单格电池间连接用串联，以提高电池端电压，连接有外露式、穿壁式、跨接式3种。电池首尾两极板的横板上焊有正负接线桩各一个，如图1-9所示。

    

    

    图1-9　单格电池间连接方式图

    汽车用蓄电池的实物如图1-10所示。

    

    

    图1-10　汽车用蓄电池的实物

    二、蓄电池的型号

    汽车用蓄电池的型号都是按照一定标准来命名的。目前，在国内市场上汽车普遍使用的蓄电池型号主要有按照国家标准、日本标准、德国标准、美国标准等命名的几种。

    1．国家标准命名蓄电池

    我国蓄电池型号根据JB/T2599—1993《铅酸蓄电池产品型号编制方法》标准由5部分组成，各部分的含义如下。

    （1）蓄电池单格数，用阿拉伯数字表示，每个单格电池电压为2 V。

    （2）蓄电池的用途，用汉语拼音字母表示：Q—启动用；M—摩托车用；JC—船用；HK—飞机用；D—电动车用；F—阀控型蓄电池。

    （3）特征代号，表示蓄电池的类型，用汉语拼音字母来表示，见表1-3。

    

    表1-3　特征代号表示的蓄电池的类型

    

    

    注：若不标表示为普通型蓄电池。

    （4）表示蓄电池的额定容量（充足电的蓄电池，在常温下以20 h放电率放电，蓄电池对外输出的电量为额定容量），用阿拉伯数字表示。

    （5）特殊性能，用汉语拼音字母表示：G—高启动率蓄电池；无字—一般性能蓄电池；D—低温启动性能好；HD—高抗振型；DF—低温反装；角标a表示对原产品的第一次改进，名称后加角标b表示第二次改进，依次类推。

    国家标准蓄电池以型号为6-QA-135的蓄电池为例，如图1-11所示，说明如下。

    ①6表示由6个单格电池组成，每个单格电池电压为2 V，即额定电压为12 V。

    

    

    图1-11　型号为6-QA-135的蓄电池

    ②Q表示汽车启动用蓄电池。

    ③A表示干荷型蓄电池。

    ④135表示蓄电池的额定容量为135 Ah。

    

    

    图1-12　蓄电池型号为55D26L的蓄电池

    ⑤没有特殊性能，即为一般性能蓄电池。

    2．日本JIS标准蓄电池介绍

    日本JIS标准蓄电池以蓄电池型号为55D26L的蓄电池为例说明，如图1-12所示。

    ①55表示蓄电池的容量。数字越大，表示蓄电池可以存储的电量就越多。

    ②D表示蓄电池的宽度和高度代号。蓄电池的宽度和高度组合是由8个字母中的一个表示的（A到H），字符越接近H，表示蓄电池的宽度和高度值越大，见表1-4。

    

    表1-4　蓄电池的宽度和高度代号

    

    ③26表示蓄电池的长度约为26 cm。

    ④L表示正极端子的位置。从远离蓄电池极柱的方向看过去，正极端子在右端的标R，正极端子在左端的标L。

    3．德国DIN标准蓄电池介绍

    德国DIN标准蓄电池以型号为57217的蓄电池为例，如图1-13所示。

    （注：Delkor德高为韩国品牌蓄电池厂商，但采用了德国DIN标准。）

    ①以5开头表示蓄电池额定容量在100 A· h以下；以6开头表示蓄电池容量在100～200 A· h；以7开头表示蓄电池额定容量在200 A· h以上。例如57217蓄电池额定容量为72 A· h；61017MF蓄电池额定容量为110 A· h；70027蓄电池额定容量为200 A· h。

    

    

    图1-13　型号为57217的蓄电池

    ②容量后两位数字表示蓄电池尺寸组号。

    ③MF表示免维护型。

    4．美国BCI标准蓄电池介绍

    美国BCI标准蓄电池以型号为86-610（12 V 55 A· h）的蓄电池为例，如图1-14所示。

    

    

    图1-14　型号为86-610（ 12 V 55 A· h ）的蓄电池

    ①86表示蓄电池尺寸组号。

    ②610表示冷启动电流为610 A。

    ③55Ah表示蓄电池储备容量为55 A· h。

    ④美国标准的蓄电池也可以这样表示：78-600，78表示蓄电池尺寸组号，600表示冷启动电流为600 A。

    做一做

    蓄电池的拆装

    1．拆卸步骤

    （1）将点火开关置于断开位置。

    （2）拆开蓄电池固定夹板和正、负电缆固定架。

    （3）拧松蓄电池正、负极柱上的电缆接头螺栓，取下电缆（注意应当先拆卸负极电缆，然后拆卸正极电缆）。

    （4）拆下蓄电池压板，从支架中取出蓄电池。

    2．安装步骤

    （1）将固定压板压在蓄电池底部凸缘上。

    （2）将蓄电池正极电缆接上，然后连接负极搭铁电缆。

    3．蓄电池分解与装复

    准备工作：对蓄电池进行分解前，首先应当清洗蓄电池外表，检查外部是否有物理故障。记录蓄电池所在车辆的编号，将蓄电池放电至单格电池电压为1.75 V。旋开加液盖，将电解液倒入专用的容器中。

    （1）分解蓄电池

    ①拆卸蓄连条。

    ②清除封口剂。

    ③抽出极板组群。

    ④拆散极板组群，分开正、负极板，取出隔板。

    蓄电池分解完成后，检查蓄电池各个部件有无损坏；如果有，需要进行修复或者更换。

    （2）装复蓄电池

    ①极板组群装复。轻轻分开相邻极板，插入隔板。

    ②将极板组群装入蓄电池外壳。

    ③焊接连条和极桩。

    ④浇注封口剂。

    注意：装复蓄电池极板时，新旧单格极板组不能混用，同时新旧极板也不要混用。

    想一想

    汽车蓄电池的结构特点都是由什么原因造成的？如果要改进，可以从哪些方面入手？

    三、任务评价表

    

    自我测试

    1．产生极板短路的原因有_______、_______、_______。

    2．隔板带槽面应朝向_______极板，并且将沟槽朝_______方向安装。

    3.LF表示_______铅蓄电池，MF表示_______铅蓄电池。

    4．如何识别铅蓄电池的正、负极桩？

    知识拓展

    1．干式荷电铅蓄电池

    干式荷电铅蓄电池与普通蓄电池的区别是其极板组在干燥状态下，能够较长时间（两年）地保存在制造时所得到的电荷。如果干式荷电铅蓄电池在规定的保存期内需要使用，只要加入符合规定密度的电解液，搁置15～20 min，调整液面高度和密度至规定标准后即可使用，不需要进行充电。实物如图1-15所示。

    

    

    图1-15　干式荷电铅蓄电池

    2．免维护蓄电池

    免维护蓄电池是目前普遍使用的铅酸蓄电池，其结构特点如下。

    ①极板栅架采用铅钙锡合金材料制成，彻底消除锑的副作用。我们将极板栅架采用铅低锑合金（含锑2％～3％）材料制作的蓄电池称为少维护蓄电池。锑的存在，不仅会在电化学反应中不断地从正极板析出并迁移到负极板表面为自放电创造条件，而且能使蓄电池电动势降低，充电电流增大，水的电解速度加快。

    ②采用袋式聚氯乙烯隔板，将正极板装在隔板袋内，既能避免活性物质脱落，又能防止极板短路。

    ③通气孔塞采用新型安全通气装置，孔塞内装有氧化铝过滤器和催化剂钯。过滤器能阻止水蒸气和硫酸气体通过，避免其与外部火花接触而发生爆炸，催化剂能促使氢氧离子结合生成水再回到池内而减少水耗。

    有些免维护蓄电池还在内部装有一只指示荷电状况的相对密度计（比重计）。如果相对密度计顶部的圆点呈绿色，表明蓄电池荷电充足（大约65％充电）；如果圆点模糊，表明蓄电池荷电不足；如果圆点呈黄色，表明蓄电池再充电也无济于事；如果此“圆点”是透亮的，表明电解液不足。后两种情况都必须更换蓄电池。免维护蓄电池实物如图1-16所示。

    

    

    图1-16　免维护蓄电池实物