解析英国霍克蓄电池结构、容量、充电和蓄电池故障霍克蓄电池解释

 解析英国霍克蓄电池结构、容量、充电和蓄电池故障霍克蓄电池解释

用于汽车上的霍克蓄电池,必须满足发动机需要,即在1~5s内的短时间内，提供汽车起动发动机足够大的电流。汽油机起动电流为200~600A，柴油机达1000A。

汽车铅酸蓄电池的结构：

 

 

蓄电池结构示意图

 

　　正负极板：极板是由板栅和活性物质组成，正极活性物质主要成份为二氧化铅，负极活性物质主要成份为海绵状铅。

　　栅架一般由铅锑合金铸成，具有良好导电性、耐蚀性和一定机械强度。铅占94%，锑占6%。加入锑是为了改善力学强度和浇铸性能。为了增加耐腐蚀性，加入0.1%~0.2%的砷，提高硬度与机械强度，增强抗变形能力，延长蓄电池使用寿命。

　　隔板：是由PVC、PE塑料、微孔橡胶或玻璃纤维等制成，主要作用：防止正负极板短路；使电解液中正负离子顺利通过；阻缓正负极板活性物质的脱落，防止正负极板因震动而损伤。

　　电解液：汽车蓄电池采用电解液密度为1.280±0.01g/cm3（25℃）的稀硫酸。电解液的作用：参与正负极板的电化学反应；传导电流。

　　霍克蓄电池的壳体（电池槽、盖）是由PP塑料、橡胶等材料制成，是盛放正、负极板和电解液等的容器。

　　其它：蓄电池除上述主要部件外，还有连接条、端子、极柱、电眼等零部件。

　　正、负极板分别由汇流排并联，间隔参插在一起，且正、负极板由隔板隔开，组成一个单体电池。由三或六个单体电池串联组成一个额定电压6V或12V的蓄电池。

 

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汽车铅酸蓄电池的充放电原理：

 

 

蓄电池充电和放电原理

 

　　霍克蓄电池放电：H2SO4浓度下降，正极上的PbSO4增加，内阻增大，电解液密度下降。

　　蓄电池充电：电解液密度增加，内阻减小，电池电压升高，充电后期由于水的电解，将有大量气泡产生。

　　理论上，放电过程可以进行到极板上的活性物质被耗尽为止，但由于生成的PbSO4沉附于极板表面，阻碍电解液向活性物质内层渗透，使得内层活性物质因缺少电解液而不能参加反应，因此在使用中被称为放完电蓄电池的活性物质利用率只有20％～30％。因此，采用薄型极板，增加极板的多孔性，可以提高活性物质的利用率，增大蓄电池的容量。

 

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蓄电池的容量：

　　蓄电池容量C等于放电电流与放电时间乘积；

　　霍克蓄电池的容量与放电电流、放电持续时间及电解液温度有关；

　　额定容量：指完全充电的蓄电池，在电解液温度为25±5摄氏度，密度为1.28±0.01g/ml时，以20h放电率的放电流连续放电到12V蓄电池端电压降到10.50±0.05V、6V蓄电池端电压降到5.25±0.02V时所输出的电量。用C20表示，单位是A·h。

　　蓄电池的额定储备容量：指完全充足电的蓄电池，在电解液温度为25±2摄氏度时，以25A电流放电至12V蓄电池端电压达10.50V±0.05V、6V蓄电池端电压达5.25V±0.02V时，放电所持续的时间，用Cr,n表示，单位为min。

　　放电电流越大，蓄电池容量就越小。当放电电流增大时，化学反应速度加快，PbSO4堵塞孔隙速度越快，导致极板内层大量活性物质不能参与反应，蓄电池的实际输出容量减小。

　　适当提高电解液的密度，可加快电解液的渗透速度，提高蓄电池的电动势和容量。但电解液密度过大，又将导致粘度增加，内阻增大，反而使蓄电池容量降低。

　　结构因素

　　极板表面积大

　　极板片数多 参加反应活性物质越多，容量越大；

　　 极板越薄，活性物质的多孔性越好，则电解液向极板内部的渗透越容易，活性物质利用率就越高，输出容量也就越大。

　　使用因素

　　（1）　放电电流

　　（2）　电解液温度

 

 

蓄电池容量与温度的关系图

 

　　（3）　电解液密度

干荷铅酸蓄电池：

　　干荷蓄电池的极板在干燥状态下能较长期地保存制造过程中所得到的电荷。在规定的贮存期内(一般1年)，只要加注符合规定密度的电解液，并调整好液面高度，搁置20分钟后即可使用，勿需进行初充电。在贮存和转运期间电池要密封，防止受潮及空气进入电池内部。

　　在未加注电解液时，切忌打开通气孔塞、封签或拧开加液口孔塞，以防干荷电蓄电池内部受潮而影响其性能。

　　电解液必须使用纯净的硫酸和无离子水配制，以防止干荷电蓄电池自放电而降低容量。

　　初次加注电解液几分钟后，电解液液面将有所下降，此时应重新向每个单格电池内添加相同密度的电解液，以恢复原来的电解液液面高度，盖上通气孔塞后即可使用。使用前若有充裕时间，最好用6A电流充电3-4h，以利于使用。

　　干荷电蓄电池的电解液密度应为1.27(夏季)-1.28(冬季)，以保证其有足够高的端电压。

　　低温条件下，初次使用干荷电蓄电池前应进行短时间的快速充电，以提高电解液和蓄电池的温度，改善其使用性能。

　　应经常冲洗溢出的电解液，以保持干荷电蓄电池壳体清洁，并在极柱上涂一层油脂，以防腐蚀。

　　对存储时间超过规定贮存期的干荷电蓄电池，因为极板可能部分氧化，所以在使用前应以补充充电的电流充电3-5h后再用。

 

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蓄电池的充电：

　　（1）　恒流充电：是在一定的时间段始终以一定不变的电流对电池进行充电，其优点是充电比较完全，但是后期电流几乎全部被消耗在水的分解和热的发生上。

　　（2）　恒压充电：恒压充电是始终以一定不变的电压对电池进行充电，其优点是气体产生很少，耗水量小，存在充电不完全的缺点。单体电压通常设定在2.3～2.4V（12 V电池为13.8～14.4 V，6 V电池为6.9～7.2 V），直到充足电为至。

　　（3）　补充充电：初充电、补充电常采用恒流充电。补充充电电流为0.1C20A（如60Ah蓄电池用6A），充电时间为3～5 h，或根据存放时间长短确定充电时间。

　　（4）　维护充电：常采用恒压充电。

蓄电池充足电判定标志：

　　（1）　电池单格内有大量气泡产生。

　　（2）　电池单体电压在2.6～2.8V（12 V电池为15.6～16.8 V，6 V电池为7.8～8.4 V），且在2h以上测定不变。

　　（3）　电液比重达1.285g/ml（25℃），且在2h以上测定不变。

　　铅酸蓄电池的电动势只与酸的浓度有关，与蓄电池中含有的铅、二氧化铅或硫酸铅的量无关；正负极的稳定电势接近于它们的平衡电极电势，故电池的开路电压与电池的电动势接近 。

 

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铅负极的不可逆硫酸盐化

　　活性物质在一定条件下生成坚硬而粗大的PbSO4，它不同于正常放电时生成的PbSO4，几乎不溶解。因此在充电时不能转化为活性物质，造成电池容量减小。

　　常常是在电池组长期充电不足或过放电状态下长期储存形成的

　　硫酸盐化的根本原因一般认为是PbSO4的重结晶

极板硫酸盐化的现象如下：

　　（1）　硫酸盐化电池在放电时，比其他正常电池的容量明显降低。

　　（2）　 电解液密度下降低于正常值，而且是长时期落后。

　　（3）　充电过程中电压上升很快，高达2.9伏/单格左右（正常值2.7伏/单格左右），而在放电过程中电压降低很快，1~2小时内就降低到1.8伏左右（10小时率放电）。

　　（4）　充电过程中冒气泡过早。

　　（5）　极板颜色和状态不正常。正极板呈浅褐色（正常为深褐色），极板表面有白色硫酸铅斑点，负极板呈灰白色（正常为灰色），用手指摸极板表面时感觉有粗大颗粒的硫酸铅结晶，并且极板发硬。 

铅酸蓄电池的失效模式与循环寿命

　　蓄电池失效模式

　　（1）　正极板栅的腐蚀与长大

　　（2）　正极活性物质的软化、脱落

　　（3）　负极的不可逆硫酸盐化

　　（4）　早期容量损失

　　影响电池循环寿命的外在因素

　　（1）　放电深度

　　（2）　过充电程度

 

　　（3）　电解液浓度及温度

 英国霍克蓄电池是汽车必不可少的一部分，按市场现有蓄电池的品种大致可分为两种：传统的铅酸蓄电池和近些年来刚在国内普及使用的免维护型蓄电池。 铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成，其放电的化学反应是依靠正极板活性物质和负极板活性物质在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行，其中极板的栅架是用铅锑合金制造。传统蓄电池在使用过程中会发生减液现象，这是由于栅架上的锑会污染负极板上的铅，造成水的过度分解，大量氧气和氢气分别从正负极板上溢出，使电解液减少。 

　　免维护型霍克蓄电池是用铅钙合金制造，由于蓄电池采用了铅钙合金做栅架，所以充电时产生的水分解量少，水分蒸发量也低，加上外壳采用密封结构，释放出来的硫酸气体也很少，所以它与传统蓄电池相比，具有不需添加任何液体，对接线桩头、电线和车身腐蚀少，抗过充电能力强，启动电流大，电量储存时间长等优点，近些年在国内很受青睐。 

　　下面介绍的就是有关蓄电池在使用及保养方面需要注意的一些问题： 
1.蓄电池长久不用，它会慢慢自行放电，直至报废。因此，每隔一段时间就应启动一次汽车，给蓄电池充电。另一个办法就是将蓄电池上的两个电极拔下来，需注意的是从电极柱上拔下正、负两根电极线，要先拔下负极线，或卸下负极和汽车底盘的连接，然后再拔去带有正极标志(十)的另一端。蓄电池有一定的使用寿命，到一定的时期就要更换。在更换时同样要遵循上述次序，不过在把电极线接上去时，次序则恰恰相反，先接正极，然后再接负极。 
2.霍克蓄电池的蓄电量可以在仪表板上反映出来。当电流表指针显示蓄电量不足时，要及时充电。有时在路途中发现电量不够了，发动机又熄火启动不了，作为临时措施，可以向其它的车辆求助，用其它车辆上的蓄电池来发动车辆，将两个蓄电池的负极和负极相连，正极和正极相连。 
3.电解液的密度应按照不同的地区、不同的季节按照标准进行相应的调整。 
4.在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液，切忌用饮用纯净水代替，因为纯净水中含有多种微量元素，对蓄电池会造成不良影响。 
5.在启动汽车时，不间断地使用启动机会导致蓄电池因过度放电而损坏。正确的使用办法是每次发动车的时间总长不超过5秒，再次启动间隔时间不少于15秒。在多次启动仍不着车的情况下应从电路、点火线圈或油路等其他方面找原因。 
6.日常行车时应经常检查蓄电池盖上的小孔是否通气，倘若蓄电池盖小孔被堵，产生的氢气和氧气排不出去，电解液膨胀时，会把蓄电池外壳撑破，影响蓄电池寿命。 
7.检查电池的正、负极有无被氧化的迹象，可以用热水时常浇电瓶的电线连接处。 
8.检查电路各部分有无老化或短路的地方，防止电池因为过度放电而提前退役。