理论上极板上PbO2和Pb全部变成PbSO4为止，放电结束，实
际上电解液不能渗透到极板活性物质最内层，即使蓄电池 无电提供，极板上的活性物质只能一部分变成硫酸铅。
极板要Байду номын сангаас可能薄，面积大。
3. 增大放电电流：单格电池内， 多组正、负极板并联提高极板 孔隙度，减少极板厚度。 4. 充电过程与放电过程相反
Uc = E +IcRn
U c Ej 。
（ 当 电 压 到 2.3-2.4V 时 ， PbSO4 几乎反应为 PbO2 和 Pb ， 继续充电，2H2O2H2 +O2， 产生气泡，沸腾。）
判断蓄电池充足的三个准则： 1.充电电压Uc达到max，且2h不再增加； 2. 电解液密度25C达到max，且2h不再增加； 3.蓄电池激烈放出大量气泡，电解液沸腾
二、燃料电池

燃料电池原理 它是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。 其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和 正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一 般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制 了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含 活性物质，只是个催化转换元件。电池工作时， 燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只 要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电 池就能连续地发电。
•放电特性
放电特性是指恒流充电蓄电 池端电压Uf、电动势E和 随 t时间的变化关系。
Uf = E - IcRn
放电的3个阶段： 开始放电：2.11-2.0 切断电源 持续放电：2.0-1.85 稳定 继续放电 迅速下降：1.85-1.75 曲线 判断放电终止的两个现象： 1.单格电池电压降到放电终 止电压（如表）； 2. 最小许可值1.1g/cm3。
燃料电池实体
质子交换膜燃料电池反应原理

阳极：H2 =2H+ + 2e阴极：2H+ + 1/2O2 +2e-= H2O 全体：H2+1/2O2 = H2O
完 毕！

自我放电 蓄电池当其内部发生纯化学反应，或因不纯物污染 造成电化学反应，或长久不用皆会耗电，此即称为自 我放电。自我放电之耗电程度乃视蓄电池构造温度、 比重、不纯物，使用过等而有所不同，一般在一天内 会放掉0.5~1%，蓄电池在使用前的保存期间就会自 我放电，消耗蓄电量。 当蓄电池处于长期持续放电状态时，则一旦形成白 色硫酸铅化，则即使再充电，也无法恢复其容量。库 存期间务必每１个月就充电一次。
单格V=2伏 对于12V：6个串联 对于24V：2个12V串联 。
铅酸蓄电池的工作原理
+
If
Pb O 2
H 2SO 4
Pb
PbO2 Pb 2H2SO 4 2PbSO 4 2H2O
放电 充电
（正极）（负极）（电解液） （正负极板）（液体水）
讨论： 1.放电：H2SO4 ，H2O ，电解液的比重 ；
充电：。可通过 测量来判断蓄电池的放电程度。 2. 实际上对于放电： PbO2 + 2H2SO4 Pb4+ + 2 SO42- + 2H2O
正极板活性物 （正极板） （液） 正电位+2V
Pb 电解 Pb++ +2e（负极板） 负电位-0.1V （负极物） 溶于电解液中 外电路断开：E=2.1V（单格电压） 2-(-0.1)=2.1V 外电路接通：负极2e 正极板，与Pb4+结合，生成Pb2+。
蓄电池
蓄电池的出现

蓄电池1859年由法国科学家加斯顿.普莱特发明。 其化学反应理论一般认为是格拉斯顿和特拉普与 1882年创立的双极硫酸盐化理论（简称双硫化理论）。
定义

蓄电池是一种可逆低压直流电源，既能将化学能转换 为电能，也能将电能转换为化学能. 以酸性水溶液为电解质称为酸蓄电池（铅蓄电池）， 以碱性水溶液为电解质者称为碱电池。铅蓄电池按其 工作环境又可分为移动式和固定式两大类。固定型铅 蓄电池按电池槽结构分为半密封式及密封式，半密封 式又有防酸式及消氢式。依据电解液数量还可将铅酸 电池分为贫液式和富液式，密封式电池均为贫液式， 半密封式电池均为富液式
新型蓄电池
一、镍氢电池

镍氢电池原理
镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍(称氧化镍电极)， 负极活性物质为金属氧化物，也称贮氢合金 (电极称贮氢电极)，电解液为氢氧化钾，在电池充放 电过程中的电池反应为： 正极: Ni(OH)2 + OH- = NiOOH + H20 + e负极: M + H2O + e =MHab + OH- Ni(OH)2 + M = NiOOH + MHab
即 PbSO4 Pb2+ + SO42正极：Pb4+ +2e Pb2+
— u=2.1V + + +
If
2e
Pb2++ SO42- PbSO4 PbSO4+2H2O PbO2（正极板）+2 H2SO4 负极：Pb2++ SO42- Pb SO4（负极板） 同时： Pb Pb2+ （溶解）
温度降低容量减少
Qt Qe 1 0.01(t 30)

蓄电池温度与容量 当蓄电池温度降低，则其容量亦会因以下理由而显著减少。 (A)电解液不易扩散，两极活性物质的化学反应速率变慢。 (B)电解液之阻抗增加，电瓶电压下降,蓄电池的5HR容量 会随蓄电池温度下降而减少。 因此: (1)冬季比夏季的使用时间短。 (2)特别是使用于冷冻库的蓄电池由于放电量大，而使一天 的实际使用时间显著减短。 若欲延长使用时间，则在冬季或是进入冷冻库前，应先提 高其温度。
蓄电池的工作特性
蓄电池放电
蓄电池充电
•静止电动势Ej和内阻Rn
静止电动势：充、放电后2-3h静止（不充电 也不放电），测两极的电位差。
Ej =2.1V， Ej =0.84+25C
内阻：包括极板、隔板、电解液、联条、极 桩等电阻。 T（温度） Rn
•充电特性
充电特性是指蓄电池恒流充 电电压 Uc 、 E 和 25C 随 t 时间 的变化关系。 充电的5个阶段： 初期：1.95-2.1V； 2.1-2.4V：不稳定上升； 2.4-2.7V：沸腾 2.7V：充电终了 2.7V后：切断电源，
表1-3 放电电流与终止电压
放电量与寿命 每日反复充放电以供使用时，则电池寿命将会因放电 量的深浅，而受到影响 放电中的温度 当电池过度放电，内部阻抗即显著增加，因此蓄电池 温度也会上升。放电时的温度高，会提高充电完成时 温度，因此，将放电终了时的温度控制在40℃以下为 最理想
蓄电池容量
定义：在放电允许的情况下，蓄电池输出的电 量（I＊t）。 蓄电池容量不守恒。 放电倍率：电池放电电流与额电容量的比值。 影响蓄电池容量的因素（I，T，）
镍氢电池过充／过放反应




过充电时，两极上的反应为： 氧化镍电极上： 4OH`- 4e — 2H2O十O2 贮氢电极上； 2H2O+O2+4e —4 OH` 当电池过放电时，电极反应为： 氧化镍电极上： 2H2O + 2e — H2+2OH`
贮氢电极上； H2 + 2OH`-2e — 2H2O
蓄电池的构造与型号

极板组 正极板(深棕色)2.2mm；
负极板(深青灰色)1.8mm

隔板



正负极板靠近，易短路， 加绝缘隔板 (多孔性橡胶塑料） 壳体 工程塑料 联条 将多个单格电池串联 加液孔盖 有通气孔 电解液 专用硫酸(纯)+蒸馏水(纯)
蓄电池的内阻 (1)组成 电解液电阻、极板电阻、隔板电阻、联 条与极柱接触电阻等。 (2)影响因素 1)放电程度 放电程度越高，PbSO4越多，极 板电阻越大。 2)隔板电阻与材料 木质隔板多孔性差，其电 阻比橡胶和塑料隔板电阻大。 3)联条电阻与联条形式：传统的外露式联条比 内部穿壁式、跨越式联条电阻大。 4)电解液密度：电解液密度一般为1.2g/cm3 时，电阻最小，过低或过高（粘度大）内阻均增 加。 5)电液温度：温度低，粘度大，电解液电阻大。
作用
A
一般情况由发电机供电，但:

发 电 机 用 电 设 备 起 动 机



1.发动机起动：放电 2.发电机不发电或E很低：放电 3.发电机超载：放电、协助放电 4.蓄电池E很低，发电机负载少，充电 5.稳压：大电容的作用，吸收瞬态过压
优点：内阻小，电压稳定，可短时大电流放电。 缺点：比能量低，寿命短。
隔离板 能防止阴、阳极板间产生短路，但不会妨碍两极间 离子的流通。而且经长时间使用，也不会劣化，或释 放杂质。铅蓄电池一般都使用胶质隔离板 电池外壳 耐酸性强，兼具机械性强度。电动车用的蓄电池外壳 乃使用材质强韧之合成树脂经特殊处理制成，其机械 性强度特别强，上盖亦使用相同材质，以热熔接着。
由六块2.11V电池串联而成的12.66V蓄电池