一、蓄電池的基本工作原理
鉛酸蓄電池在充、放電過程中的化學反應是可逆的，其電化學反應方程式可簡化為：
鉛酸蓄電池充、放電反應原理如圖2-21所示。當接通外電路負載蓄電池放電時，正極板上的pbo2和負極板的pb都變成了pbso4，電解液中的硫酸減少，水增多，電解液密度下降。
在蓄電池處於過充電時，會引起水的電解。其反應式為：
二、蓄電池的工作特性
1.靜止電動勢
蓄電池處於靜止狀態（不充電也不放電）時，正、負極板間的電位差（即開路電壓）稱為靜止電動勢。
1. 靜止電動勢及基本電特性
(1)靜止電動勢ej：蓄電池處於靜止狀態時，正負極板之間的電位差稱為靜止電動勢。
(2)開路電壓：理論上，開路狀態下的端電壓並不等於蓄電池的電動勢。但是，開路電壓在數值上很接近蓄電池的靜止電動勢，可以用開路電壓代替靜止電動勢。
一般規定鉛蓄電池的額定開路電壓為2.0v。
開路電壓（靜止電動勢）公式
1)當溫度為25℃時：
es=0.84+ρ25℃（v）
式中：es—靜止電動勢(v)
0.84—溫度換算係數
ρ25℃-- 25℃時的電解液密度(g/cm3)
汽車用蓄電池的電解液密度一般在1.12-1.30g/cm3之間，因此es=1.97～2.15（v）
2)當溫度不為25℃時，密度修正為：
ρ25℃=ρ+β(t-25)
式中： ρ—實測密度(g/cm3)
β—密度的溫度換算係數。數值為0.00075g/cm3.含義為：電解液溫公升1℃，密度下降0.00075g/cm3.
t—實測溫度(℃)
(3)蓄電池端電壓的測量
端電壓包括開路電壓、放電電壓和充電電壓，取決於蓄電池的工作狀況。
1)開路電壓：在發電機未正常工作時測量的蓄電池端電壓為開路電壓。一般為12v。
2)充電電壓：在發電機正常工作時測量的蓄電池端電壓為充電電壓。一般為14v。
3)放電電壓：起動發動機時測量的蓄電池端電壓為放電電壓。約為8-11v。實際測量時採用高率放電計模擬起動狀態。
2.內阻
電流流過鉛酸蓄電池時所受到的阻力稱為鉛酸蓄電池的內阻。鉛酸蓄電池的內阻包括極板、隔板、電解液和聯條的電阻。在正常狀態下，鉛酸蓄電池的內阻很小，所以能夠供給幾百安培甚至上千安培的起動電流。
電解液的電阻與其密度和溫度有關。如6－q－75型鉛酸蓄電池在溫度為+40℃時的內阻為0.01ω，而在－20℃時內阻為0.019ω，可見，內阻隨溫度降低而增大。
電解液電阻與密度的關係如圖2-22所示。由圖可見，電解液密度為1.20g／cm3（15℃）時其電阻最小。
同時，在該密度下，電解液的粘度也比較小。密度過高、過低時，電解液的電阻都會增大。
因此，適當採用低密度電解液和提高電解液溫度（如冬季對電池採取保溫措施），對降低蓄電池內阻、提高起動效能十分有利。
2、蓄電池的內阻
(1)組成
電解液電阻、極板電阻、隔板電阻、聯條與極柱接觸電阻等。
(2)影響因素
1)放電程度
放電程度越高，pbso4越多，極板電阻越大。
2)隔板電阻與材料
木質隔板多孔性差，其電阻比橡膠和塑料隔板電阻大。
3)聯條電阻與聯條形式：傳統的外露式聯條比內部穿壁式、跨越式聯條電阻大。
4)電解液密度：電解液密度一般為1.2g/cm3時，電阻最小，過低（h+和so42-少）或過高（粘度大）內阻均增加。
5)電液溫度：溫度低，粘度大，電解液電阻大。
(3)結論：鉛酸蓄電池內阻一般很小，故可提供大電流，適於作起動電源。
3.放電特性
鉛酸蓄電池的放電特性是指在恆流放電過程中，鉛酸蓄電池的端電壓和電解液密度隨放電時間而變化的規律。
（單格電池電壓變化規律
1 開始放電階段：端電壓由2.14v迅速下降至2.1v。
極板孔隙內硫酸迅速消耗，電解液密度迅速下降，濃差極化增大，端電壓迅速下降。
2）相對穩定階段
端電壓緩慢下降至1.85v。極板孔隙外向孔隙內擴散的硫酸與孔隙內消耗的硫酸達到動態平衡，孔內外電解液密度一起緩慢下降，所以端電壓緩慢下降。
3）迅速下降階段
端電壓由1.85v迅速下降至1.75v，電解液密度達最小值ρ15℃=1.11g/cm3。
放電接近終了時，電化學極化、濃差極化、歐姆極化顯著增大，端電壓迅速下降。
4）蓄電池放電終了的特徵
①終止電壓：允許的放電終止電壓與放電電流大小有關，放電電流越大，則放電時間越短，允許的放電終止電壓越低。
②電解液密度ρ15℃=1.11g/cm3。
）圖2-23所示為6－qa－60型幹荷電蓄電池以3a電流放電時的特性曲線圖。
放電終了的特徵：
① 單格電池電壓下降到放電終止電壓（以20h放電率放電時終止電壓為1.75ⅴ）。
② 電解液密度下降到最小允許值1.10～1.12g／cm3。
4.充電特性
鉛酸蓄電池的充電特性是指在恆流充電過程中，鉛酸蓄電池的端電壓和電解液密度隨充電時間而變化的規律。圖2-24所示為6—qa－60型幹荷電蓄電池以3a電流充電時的特性曲線圖。
（(1)概念：
在恆流充電過程中，蓄電池的端電壓與電解液相對密度隨時間而變化的規律。
注意：充電電源必須採用直流電源，以一定的電流強度向乙隻完全放電的蓄電地進行充電。
單格電池電壓變化規律：
1）充電開始階段：
端電壓迅速上公升到2.1v。
說明：開始充電時，孔隙內迅速生成硫酸，濃差極化增大，端電壓迅速上公升。
2）穩定上公升階段：
端電壓緩慢上公升至2.4v左右，並開始產生氣泡。
說明：孔隙內生成的硫酸向孔隙外擴散，當硫酸生成的速度與擴散速度達到平衡時，端電壓隨整個容器內電解液密度變化而緩慢上公升。
3）充電末期：電壓迅速上公升到2.7v左右，且穩定不變，電解液呈沸騰狀態。
活性物質還原反應結束後的充電稱為過充電。過充電電流主要用於電解水，應避免長時間過充電。切斷電源後，單格電壓迅速降至2.11v。
4)蓄電池充足電的標誌
①端電壓上公升到最大值2.7v，並在2h-3h內不再增加。
②電解液相對密度上公升到最大值1.27g/cm並在2h-3h內不再增加。
③蓄電池內產生大量氣泡，停充1h後再接通充電電源時，蓄電池電解液會立刻沸騰。）
充電終了的特徵：
①蓄電池端電壓和電解液密度上公升到最大值且2～3h內不再上公升。
②蓄電池電解液中產生大量氣泡，呈現「沸騰」狀態。
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