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汽车蓄电池的原理是怎样的,为何能源源不断的放电呢?
汽车上使用的蓄电池都是铅酸蓄电池,是一种将化学能转换成电能的装置,是可逆的低压直流电源。它的作用是在发动机起动时,向起动机、点火系统等主要用电设备供电,以及在发电机电力不足时协助供电,同时还可以吸收电路中瞬间的过电压,以保护用电设备。根据结构的不同,大致可以分为普通型蓄电池、免维护蓄电池、干荷电蓄电池以及胶体蓄电池,总体结构都是由极板、电解液、隔板和壳体这几大部分构成的。
铅酸蓄电池中的“铅酸”是指蓄电池中极板和电解液的材料。其中的“铅”是指极板的材料,极板又分为正极板和负极板,在正极板上是二氧化铅,在负极板上是纯铅;所谓的“酸”是指电解液的材料,它是由纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成的硫酸水溶液(密度为1.24~1.31克/立方厘米),具有一定的腐蚀性。电解液的密度对蓄电池的容量和寿命有很大的影响,一般密度越高,蓄电池的充电量越足,冰点也越低,在寒冷的冬季也不会结冰;如果电解液的密度很低时,蓄电池的电量基本就放光了,此时的电瓶在寒冷的地区有结冰的危险。
蓄电池的工作过程就是这些“铅酸”相互转换的过程。在静止状态下,在正极板处,二氧化铅与硫酸作用生成带正电荷的铅离子沉浮在正极板上,使正极板具有2V的正电位;在负极板处,纯铅电离为铅离子和电子,两个电子留在负极板上,使负极板具有约-0.1V的负电位;这样在正负极之间就形成了大约2.1V的电位差,这就是铅酸蓄电池能够建立起电动势的原理。
那么蓄电池在工作过程中,“铅酸”又是怎样转换的呢?
蓄电池在放电时,硫酸与正负极板上的铅和二氧化铅发生化学反应,生成了硫酸铅和水,在这个过程中有大量的电子从负极板流向正极板,从而形成了放电电流;由于电解液中水分的增加,电解液的密度是逐渐下降的,放电越多,电解液的密度越低;随着反应的进行,极板上的硫酸铅越来越多,反应的速度越来越慢,放电也就越来越少了;当极板上大部分被硫酸铅覆盖的时候,反应基本就终止了,这时候就是所说的“电放没了”,电解液的密度也下降到了最低。
蓄电池在充电时,在外界电源的作用下,极板上的硫酸铅还原成了纯铅和二氧化铅,电解液中的水还原成硫酸,同时有大量的电子从正极板返回负极板,从而形成了充电电流;随着充电的进行,电解液中的硫酸越来越多,电解液的密度是逐渐增加的,充电越足,电解液的密度越高;但是当极板上的硫酸铅全部转化完后,电解液的密度也达到了最高,此时如果继续充电,这些电就会电解水了,生成了氢气和氧气,这就是充电过程中蓄电池里面会“冒泡”的原因。
所以,铅酸蓄电池的充放电过程,其实就是蓄电池中硫酸与纯铅和二氧化铅的化学反应过程,在这个过程中会伴随着电解液密度的变化。因此检验电解液的密度就可以大致判断出蓄电池的充电状态,并且利用这个原理制作出了蓄电池电量指示器。
早期的蓄电池是开放式的,在每一个单格电池上都有一个通气孔,因此会有一部分电解液从这个孔中挥发出去,另外充电过程中产生的氢气和氧气也从这个孔中逸出,因此电解液会越来越少,使用中需要定期添加并调整电解液的密度。后来人们研制出了免维护蓄电池,这种蓄电池的特点是采用了安全通气孔,在通气室中设置了氧化铝过滤器和钯催化剂,阻止内部硫酸蒸气的排出,减少了腐蚀作用,并使化学反应中产生的氢离子和氧离子再结合,生成水返回电解液中,从而减少了水份的消耗。免维护蓄电池的使用寿命较长,使用过程中不需要添加电解液,自行放电少,不需要补充充电,因此在轿车上得到广泛应用,并将逐渐取代现有的普通铅酸蓄电池。
这种铅酸电瓶最怕两件事:低温和过度放电。实践证明,当环境温度每升高1°C的时候,电池的容量也会相应的增加0.8%;反之,当环境温度降低1°C的时候,电池的容量也会对应的减少0.8%!当气温低至-10°C时,电瓶的容量只有正常值的72%;当温度低至-20°C时,电瓶的容量只有正常值的64%;另外,汽车电瓶都是浅充浅放的铅酸电瓶,过度放电是对电瓶的极大伤害。数据表明,当电瓶的电量完全放掉然后再充电,最多只能充到原来容量的80%。所以,我们在日常使用中一定要避免这两种情况的发生,比如不要频繁的启动发动机,不要停车后大量使用电瓶的电能,等等。
汽车电瓶充电的原理及过程?
1、汽车电瓶充电的工作原理就是把化学能转化为电能。
2、汽车电瓶充电的过程:充电时电能转化为化学能,放电时化学能转化为电能。电池放电时,金属铅是负极,被氧化成硫酸铅;二氧化铅是正极,被还原成硫酸铅。当电池用直流电充电时,两极分别产生铅和二氧化铅。切断电源后,它会恢复到预放电状态,并形成化学电池。
铅酸蓄电池是可以重复充电和放电的蓄电池。它们被称为二次电池。它的电压是2V。通常三个铅酸蓄电池串联在一起。电压是6伏。这辆车用6节铅酸电池串联成12伏电池组。普通铅酸蓄电池在一段时间后应补充硫酸,以保持电解液中含有22-28%的稀硫酸。
扩展资料:
汽车电瓶的保养方法:
1、切忌亏电存放。当电池供不应求时,容易产生硫酸盐。硫酸铅晶体附着在极板上,堵塞离子通道,导致充电不足和电池容量下降。缺电状态的空闲时间越长,电池损坏越严重。当电池闲置时,应每月充电一次,以延长电池的使用寿命。
2、要定期检验。在使用过程中,如果电动自行车的行驶距离在短时间内突然下降超过10公里,电池组中可能至少有一块电池会出现断网、软化板、板活性物质脱落等短路现象,等此时,应及时到专业的电池维修机构进行检查、维修或配套。
3、勿大电流放电。电动自行车在起步、载人、上坡时,最好使用踏板辅助,尽量避免瞬间大电流放电。大电流放电容易导致硫酸铅结晶,破坏电池板的物理性能。
参考资料来源:百度百科-电瓶
参考资料来源:百度百科-汽车电瓶
汽车电池的维修方法有哪些?
汽车电池在使用过程中出现故障,可以找专业的地方进行维修。
汽车电池的寿命一般是2至3年。过了这个期限,车主要特别注意平时蓄电池的保养了,必要时还是及时更换,以免发生危险。
电瓶也是需要定期保养的,如果发现供电不良的情况时,如果在没发动汽车前不要使用车上电,例如电动打气机、音响、警示灯、电动窗等。
也不要在发动车子后,又马上熄火,因为电瓶刚发动而用掉许多电,还没完全回充足够的电,多余的耗电只会使电瓶供电不足,发动不易,减短电瓶寿命。电瓶经常耗电又常充电就会造成电瓶记忆效应。
此外,在日常用车的过程中,不要使存在电流大进大出的情况,因为,这样会导致电瓶的老化。电瓶的性能变化是有一定过程的,在日常使用中,要注意检查和保养,及时发现非正常的电瓶质量下降,便于立即解决故障。
扩展资料:
汽车电池工作原理
它用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用22~28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。
电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。
电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池,叫做二次电池。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起使用,电压是6V。
参考资料:百度百科-汽车电瓶
发布于 2022-07-07 01:17:37 回复
发布于 2022-07-07 00:16:09 回复
发布于 2022-07-06 16:29:46 回复
发布于 2022-07-06 18:17:30 回复