2.2 铅酸蓄电池（课件）-《新能源汽车结构与检修》同步精品课堂（人交版）

单元二 电动汽车的能量储存装置 2.2 铅酸蓄电池 《新能源汽车结构与检修》（人交版） 人民交通出版社 专题复习讲练测 1 学习目标 知识目标 1.学生能够准确说出铅酸蓄电池的两种主要种类，即免维护铅酸蓄电池和阀控密封式铅酸蓄电池，并能描述其各自的特点。 2.学生掌握铅酸蓄电池的构造，包括正极板、负极板、隔板、电解液、外壳等部件的作用。 能力目标 1.培养学生的观察能力，通过观察铅酸蓄电池的实物或图片，能够指出其主要构造部件。 2.提升学生的分析和归纳能力，能够根据铅酸蓄电池的工作原理，分析其在不同使用情况下的性能表现。 情感目标 1.在了解铅酸蓄电池构造和工作原理的过程中，培养学生的探究精神和严谨的科学态度。 2.引导学生认识到合理使用和维护铅酸蓄电池对环境保护的重要性，增强学生的环保意识。 导入情景 01 一、铅酸蓄电池的种类 以酸性水溶液为电解质的蓄电池称为酸蓄电池。由于电池电极是以铅及其氧化物为材料,故又称为铅酸蓄电池。铅酸蓄电池广泛应用于燃油汽车的起动电动汽车使用的动力铅酸蓄电池要求有高的质量能量密度和比功率,高的循环次数和使用寿命,以及快速充电性能等。随着铅酸蓄电池的技术发展,适合电动汽车的各种新型蓄电池不断出现,性能也不断提高。 铅酸蓄电池一般分为免维护铅酸蓄电池和阀控密封式铅酸蓄电池。 新知学习 02 一、铅酸蓄电池的种类 新知学习 02 一、铅酸蓄电池的种类 1.免维护铅酸蓄电池 免维护铅酸蓄电池具有自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它具有耐振动、耐高温、体积小、自放电小的特点,使用寿命一般为普通铅酸蓄电池的两倍。市场上的免维护铅酸蓄电池有两种:一种在购买时一次性添加电解液,以后使用中不需要添加补充液:另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能添加补充液。 新知学习 02 一、铅酸蓄电池的种类 2.阀控密封式铅酸蓄电池 阀控密封式铅酸蓄电池在使用期间不用加酸加水维护,电池为密封结构,不会漏酸,也不会排酸雾,电池盖子上设有溢气阀(也叫安全阀),该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值,即当电池内部气压升高到一定值时,溢气阀自动打开,排出气体,然后自动关闭,防止空气进入电池内部。 新知学习 02 一、铅酸蓄电池的种类 阀控密封式铅酸蓄电池分为AGM(吸液式)和GEL(胶体)电池两种。ACM采用吸附式玻璃纤维棉作隔膜,电解液吸附在极板和隔膜中,电池内无流动的电解液,电池可以立放工作,也可以卧放工作;GEL(胶体)以 SiO,作为凝固剂,电解液吸附在极板和胶体内,一般立放工作。如无特殊说明,阀控密封式铅酸蓄电池皆指 AGM 电池。电动汽车使用的动力蓄电池一般是阀控密封式铅酸蓄电池。 新知学习 02 二、铅酸蓄电池的构造 图 2-1 为普通铅酸蓄电池的结构图。铅酸蓄电池的基本单元是单体电池。每个单体电池都是由正极板、负极板和装在正极板和负极板之间的隔板组成[图2-1b)]。每个单体电池的基本电压为 2V,然后将不同容量的单体电池按使用要求进行组合,装置在不同的塑料外壳中.来获得不同电压和不同容量的铅酸蓄电池。 新知学习 02 二、铅酸蓄电池的构造 铅酸蓄电池总成经过灌装电解液和充电后,就可以从铅酸蓄电池的接线柱上引出电流。铅酸蓄电池通常采用密封、无锦网隔板等技术措施,并在普通铅酸蓄电池的电解液中加人硅酸胶(Na,SiO,)之类的凝聚剂,使电解质成为胶状物形成一种“胶体”电解质。采用“胶体”电解质的铅酸蓄电池,使用起来更加方便。 新知学习 02 二、铅酸蓄电池的构造 图2-2 是安装了排气阀的铅酸蓄电池的结构图。该电池的特点是带有催化剂,可以使充电时产生的氢气和氧气反应生成水流回电池,因而可以防止充电时产生的氢气和氧气逸散,控制水的消耗。 新知学习 02 三、铅酸蓄电池的工作原理 新知学习 02 三、铅酸蓄电池的工作原理 铅酸蓄电池的放电和充电的反应过程,是铅酸蓄电池中活性物质可逆进行的化学变化过程。它们可以用下列化学反应方程式表示。 充电时,把铅板分别和直流电源的正、负极相连,进行充电电解,阴极的还原反应为： 新知学习 02 三、铅酸蓄电池的工作原理 阳极的氧化反应为: 充电时的总反应为: 新知学习 02 三、铅酸蓄电池的工作原理 随着电流的通过,PbS在阴极上变成蓬松的金属铅在阳极上变成黑褐色的二氧化铅溶液中有生成。铅酸蓄电池放电过程如图 2-3 所示。 新知学习 02 三、铅酸蓄电池的工作原理 放电时蓄电池阴极的氧化反应为: 由于硫酸的存在，P立即生成难溶解的 阳极的还原反应为: 新知学习 02 三、铅酸蓄电池的工作原理 同样,由于硫酸的存在,P 也立即生成 。放电时总的反应为: 蓄电池充电的时候,随着电池端电压的升高,水开始被电解,当电池电压达到约2.39V/单体时,水的电解不可忽视。水电解时阳极和阴极的化学反应式分别为: 新知学习 02 三、铅酸蓄电池的工作原理 阳极给出电子,阴极得到电子,从而形成了回路电流。端电压越高,电解水也越激烈,此时充人的大部分电荷会参加水电解,形成的活性物质很少。 新知学习 02 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 1： 在铅酸蓄电池的工作过程中，以下哪个因素会影响电池的容量？（ ） A. 温度 B. 颜色 C. 形状 D. 重量 解析：A。温度对铅酸蓄电池的容量有很大影响，一般来说，温度升高，容量会有所增加，但过高的温度会损坏电池；温度降低，容量会减小。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 铅酸蓄电池在完全放电后，电解液的密度会（ ）。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 随机变化 解析：C。铅酸蓄电池完全放电后，电解液中的硫酸逐渐减少，水增多，所以电解液密度会减小。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 3： 当铅酸蓄电池的充电电压过高时，可能会导致（ ）。 A. 电池容量增加 B. 电池寿命延长 C. 电池爆炸 D. 电池无影响 解析：C。充电电压过高会使电池内部产生大量气体，可能导致电池爆炸。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 铅酸蓄电池的负极板在放电过程中发生的反应是（ ）。 A. 氧化反应 B. 还原反应 C. 中和反应 D. 分解反应 解析：B。放电时，负极板上的铅失去电子发生氧化反应，同时电解液中的硫酸根离子得到电子发生还原反应在负极板上生成硫酸铅，从负极板的角度看是还原反应。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 5： 以下关于铅酸蓄电池的说法正确的是（ ）。 A. 可以过度放电 B. 可以在高温环境下长时间存放 C. 充电时间越长越好 D. 应避免过度放电和过度充电 解析：D。过度放电和过度充电都会对铅酸蓄电池造成损害，影响电池寿命。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 6： 铅酸蓄电池在充电过程中，正极板上的硫酸铅会逐渐转化为（ ）。 A. 铅 B. 二氧化铅 C. 硫酸 D. 水 解析：B。充电时，正极板上的硫酸铅在电流作用下失去硫酸根离子，与水反应生成二氧化铅和硫酸。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 7： 铅酸蓄电池的隔板主要作用是（ ）。 A. 美观 B. 增加重量 C. 防止正负极板短路 D. 提高电池容量 解析：C。隔板的主要作用是防止正负极板直接接触而短路。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 8： 铅酸蓄电池的外壳通常由什么材料制成？（ ） A. 塑料 B. 玻璃 C. 金属 D. 木材 解析：A。铅酸蓄电池的外壳通常由塑料等耐酸、绝缘材料制成。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 9： 简述阀控密封式铅酸蓄电池的工作原理。 解析：阀控密封式铅酸蓄电池的工作原理与普通铅酸蓄电池类似。在充电时，正极板上的二氧化铅与硫酸反应生成硫酸铅和水，同时释放出氧气；负极板上的铅与硫酸反应生成硫酸铅，并释放出氢气。但是，阀控密封式铅酸蓄电池采用了特殊的密封结构和气体再化合技术，使产生的氧气和氢气在电池内部重新化合为水，从而实现了密封。在放电时，正负极板上的硫酸铅分别转化为二氧化铅和铅，同时释放出电能。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 10： 请列举铅酸蓄电池的主要构造部件。 解析：铅酸蓄电池主要由以下部件组成： 正极板：主要成分是二氧化铅。 负极板：主要成分是铅。 隔板：防止正负极板短路。 电解液：通常为硫酸溶液。 外壳：起到保护和容纳内部部件的作用。 安全阀等附件：用于控制电池内部压力等。 同学们，今天我们一起学习了铅酸蓄电池的相关知识。 首先，我们了解了铅酸蓄电池的种类，主要有免维护铅酸蓄电池和阀控密封式铅酸蓄电池。免维护铅酸蓄电池具有失水少、自放电小、使用寿命长和密封性能好等特点；阀控密封式铅酸蓄电池则通过特殊的密封结构和气体再化合技术，实现了良好的密封性和高效的工作性能。 接着，我们深入探讨了铅酸蓄电池的构造。最后，我们学习了铅酸蓄电池的工作原理。在充电过程中，正极板上的二氧化铅与硫酸反应生成硫酸铅和水，同时释放出氧气；负极板上的铅与硫酸反应生成硫酸铅，并释放出氢气，而阀控密封式铅酸蓄电池会使产生的氧气和氢气在电池内部重新化合为水，实现密封。在放电时，正负极板上的硫酸铅分别转化为二氧化铅和铅，同时释放出电能。 课堂小结 03 简述免维护铅酸蓄电池的优点。 说说阀控密封式铅酸蓄电池的工作原理。 列举铅酸蓄电池的主要构造部件。 作业布置 04 感谢观看 $$