锂离子蓄电池是继镍氢蓄电池之后，出现的又一种新型蓄电池。图解演示图9-12为筒形锂离子蓄电池的结构图。锂离子蓄电池的单体电池组比铅酸蓄电池和镍氢蓄电池体积要小很多，但电池容量是后者的2～3倍。......
2023-09-27
汽车蓄电池的结构与功用，详解蓄电池类型和接线柱的特点
【摘要】：蓄电池外壳由电池槽和电池盖组成，其功用是盛装电解液和极板组。图1-7蓄电池接线柱外形侧置式；圆锥式；L 形1-1蓄电池的结构及其原理接线柱分为正接线柱和负接线柱。汽车上一般采用铅酸蓄电池，其电解液为稀硫酸。湿荷电蓄电池全称为湿式荷电铅酸蓄电池，其极板在湿润状态下能够较长时间保存制造过程中所得的电荷。1-2免维护蓄电池的结构特点免维护蓄电池。蓄电池型号的含义见表1-1。
（1）在起动发动机时，向起动机提供强大的起动电流，同时给点火系统、电子燃油喷射系统、仪表系统等用电设备供电。
（2）当发电机不发电或电压较低时，向交流发电机磁场绕组、点火系统以及其他用电设备供电。
（3）当发电机正常供电时，将发电机剩余的电能转换为化学能储存起来。
（4）当发电机过载时，协助发电机向用电系统供电。
（5）稳定电源电压，保护电子设备。蓄电池相当于一只大容量电容器，不仅能保持电源系统的电压稳定，而且还能吸收电路中出现的瞬时过电压，防止损坏电子设备。
2.蓄电池的基本结构
蓄电池主要由极板、隔板、壳体、链条、电解液、极桩等组成，如图1-3所示。额定电压12 V 的蓄电池由6 个单格电池串联而成，每个单格电池的电压为2 V。
图1-3 蓄电池的基本结构
1—加液孔盖；2—链条；3—负极桩；4—壳体；5—正极桩；6—正极板；7—负极板
（1）极板。
极板是蓄电池的核心部件，蓄电池的充放电过程是由极板上的活性物质与电解液的电化学反应来实现的。极板分正极板和负极板两种。
极板由栅架及铅膏涂料组成，其形状如图1-4所示。
图1-4 极板的形状
（a）极板；（b）极板栅架
栅架的作用是固结活性物质，它通常由铅锑合金烧铸而成。为延长蓄电池的使用寿命，目前多采用铅-低锑合金栅架或铅-钙-锡合金栅架。
正极板上的活性物质为二氧化铅（PbO2），呈深褐色；负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb），呈青灰色。
一片正极板和一片负极板浸入电解液中，可得到2 V 左右的电动势。为增大蓄电池容量，常将多片正、负极板分别并联组成正、负极板组，如图1-5所示。
图1-5 极板组
1—正极板；2—极板同极连接片和连接点；3—隔板和玻璃纤维板；4—负极板
正极板的强度较低，因此在单格电池中，负极板总片数比正极板多一片，从而使每一片正极板都处于两片负极板之间，保持其放电均匀，且防止变形。
（2）隔板。
为减少蓄电池的内阻和体积，正、负极板安装时应尽可能地靠近。为避免正、负极板彼此接触而造成短路，在正、负极板之间装上隔板。隔板的作用是将正、负极板隔离，防止两极板短路。
（3）电解液。
电解液由蒸馏水和15 ℃时相对密度为1.83 ～1.84 g/cm3 的化学纯硫酸按一定比例配制而成。电解液的密度视厂家要求与当地最低气温确定，一般为1.24～1.30 g/cm3。
电解液在蓄电池充放电化学反应中起离子间的导电作用，其纯度是影响蓄电池电气性能和使用寿命的重要因素。因此，蓄电池电解液必须符合专业标准ZBK 84003—1989 《铅酸蓄电池用电解液》的规定。工业硫酸和普通水中含铜、铁等杂质较多，会加速蓄电池自放电，故不能用于蓄电池。
图1-6 对焊式连接结构
1—链条；2—格壁；3—隔板；4—汇流条
（4）外壳。
蓄电池外壳由电池槽和电池盖组成，其功用是盛装电解液和极板组。
目前使用的蓄电池外壳大多采用耐酸塑料，电池槽和电池盖之间采用热压工艺黏合为整体结构，其优点为体积小、质量轻、强度高、耐腐蚀。
每个单格都有一个加液孔，用于加注电解液或检测电解液密度。加液孔用螺塞或盖板密封，以防止电解液外溢。在加液孔盖上设有通气孔，以便排出化学反应所放出的气体。该通气孔在使用中应保持畅通，以防止外壳膨胀或发生事故。
（5）链条。
蓄电池各单格电池之间采用链条串联连接，如图1-6所示。
（6）接线柱。
蓄电池首、尾两极板组的横板上焊有接线柱，接线柱的形状有侧置式、圆锥式和L 形3 种，如图1-7所示。
图1-7 蓄电池接线柱外形
（a）侧置式；（b）圆锥式；（c）L 形
1-1 蓄电池的结构及其原理
接线柱分为正接线柱和负接线柱。为了便于区分，正接线柱的直径通常做得较粗，且用符号“＋”或“P”表示，表面常涂红色油漆；负接线柱的直径通常做得较细，且用符号“-”或“N”表示，表面可涂成蓝色或不涂颜色。
3.蓄电池的类型
蓄电池可分为碱性蓄电池和酸性蓄电池两大类。汽车上一般采用铅酸蓄电池，其电解液为稀硫酸。根据加工工艺的不同，车用铅酸蓄电池可分为普通蓄电池、干荷电蓄电池、湿荷电蓄电池、少维护蓄电池和免维护蓄电池5 种，下面具体介绍其中的3 种。
（1）干荷电蓄电池。
干荷电蓄电池全称为干式荷电铅酸蓄电池，其极板在完全干燥状态下能够长期（一般为2年）保存化学过程中所得的电荷，在规定的保存期内，只需加注符合规定密度的电解液，静置30 min 即可使用，无须进行初充电，它是应急的理想电源。
（2）湿荷电蓄电池。
湿荷电蓄电池全称为湿式荷电铅酸蓄电池，其极板在湿润状态下能够较长时间保存制造过程中所得的电荷。湿荷电蓄电池在存放期（6 个月）内加注标准电解液即可投入使用，其首次放电量可达额定容量的80%。存放期在一年左右的蓄电池，加注电解液后立即放电，其放电量可达额定容量的50%，但首次使用应先进行初充电，才能达到额定容量。
湿荷电蓄电池适用于无须长期存放的场合。
1-2 免维护蓄电池的结构特点
（3）免维护蓄电池。
免维护蓄电池是现代汽车广泛使用的一种新型蓄电池，其含义是：在汽车合理使用时，无须对蓄电池进行如加注蒸馏水、检查电解液面高度、检查电解液密度等内容的维护作业。免维护蓄电池表面装有视液镜，通过观察视液镜的颜色可以判断蓄电池的状态。
免维护蓄电池在结构和材料方面进行了改进，它与普通蓄电池相比具有以下优点：
①使用过程中不需要加注蒸馏水；
②自放电少，可储存2年以上；
③耐过充电性能好，在相同充电电压和温度下，过充电电流小。充足电时，电流接近于零，而普通蓄电池充足电时，始终保持1.1 A 的电流，因而减少了免维护蓄电池内电解液的消耗。
④使用寿命长，一般可用4年左右，为普通蓄电池的2 倍多。
⑤具有较高的冷起动放电率。
4.蓄电池的型号
按机械工业部JB 2599—1985 《铅蓄电池产品型号编制方法》标准规定，铅酸蓄电池的型号由三部分组成，各部分之间用“-”分开，型号内容及排列情况如图1-8所示。
图1-8 铅酸蓄电池型号内容及排列情况
如型号6-QA-60 代表额定电压12 V、额定容量60 A·h 的起动型干荷电铅酸蓄电池。
蓄电池型号的含义见表1-1。
表1-1 蓄电池型号的含义
5.蓄电池的工作过程
蓄电池的工作过程就是化学能与电能的转换过程。放电时将化学能转换为电能供用电设备使用；充电时将电能转化为化学能储存起来。在充足电的状态下，蓄电池的正极是二氧化铅（PbO2），负极是海绵状纯铅（Pb），电解液是纯净硫酸的水溶液，完全放电后，两个极板上均变成硫酸铅。蓄电池在充放电过程中的化学反应是可逆的：
1-3 铅酸蓄电池的工作原理1
1-4 铅酸蓄电池的工作原理2
1-5 铅酸蓄电池的性能指标
1-6 影响铅酸蓄电池性能的因素
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