船用蓄电池.ppt
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1、第五章 船用蓄电池,第一节 概述,第二节 蓄电池的充放电,第三节 蓄电池的维护与保养,第一节 概 述,船用蓄电池主要用途有 1.船舶电网断电时短时提供必要的应急照明; 2.向船舶各类自动化装置、报警装置提供工作电源 或作其备用电源; 3.向发电机励磁绕组提供充磁直流电源; 4.向船用电话交换机提供工作电源; 5.向船舶通讯、导航设备提供工作电源; 6.用作应急柴油发电机组起动电源。,船用蓄电池主要有两类酸性蓄电池与碱性蓄电池,一般船用酸性蓄电池的极板采用铅锑合金制成的栅格式, 栅格中压入活性物质。正极板的活性物质是二氧化铅(PbO2),负极板的活性物质是海绵状纯铅。为了增大容量,蓄电池的正极板
2、和负极板都制成好多片,分别并联在一起,接成两组,构成蓄电池的正极和负极。,蓄电池的负极板总比正极板多一块,每块正极板夹在两块负极板当中,使正极板两面都起化学反应,产生同样的膨胀和收缩,减少极板弯曲的机会,从而延长了极板使用寿命。,隔板的作用是使蓄电池的正、负极板互相绝缘,可用木板、硬橡皮、塑料等制成。为了使电解液能自由地流通,隔板的构造应是多孔的,但是不能使脱落的活性物质经过隔板而与相邻极板接触。,镉镍蓄电池正极由氧化镍粉、石墨粉组成,石墨主要是用来增强导电性,不参与化学反应。负极由氧化镉粉和氧化铁粉组成。掺入氧化铁粉的目的是使氧化镉粉具有较高的扩散性,防止结块,并增强极板的容量。正负极上的这
3、些活性物质分别包在穿孔钢带中,加压成型后成为正、负极板。正、负极板间是用耐碱的硬橡胶绝缘棍隔开。为了排灌电解液,在蓄电池外盖上有一注液口,注液口拧以密闭式的气塞,该气塞能使蓄电池内部气体排出而防止外部气体进入,并能保证当蓄电池短时翻转时不流出电解液。,碱性蓄电池由于极板活性物质的材料不同,分为铁镍 蓄电池、镉镍蓄电池、银锌蓄电池等系列。船上主要使用 镉镍蓄电池。,单个碱性蓄电池的电压一般为1.25V。 碱性蓄电池具有体积小、机械强度高、工作电压平稳、使用寿命长等特点,因此在远洋船舶上的应用日益广泛。,酸性蓄电池的内阻小,适合于大电流放电,故当需用作柴油机起动电源时应采用酸性蓄电池。,蓄电池充、
4、放电、电解液的配制、蓄电池的测量与判断等正确的维护、保养和使用是船舶机舱管理人员的一项重要的工作。,酸性蓄电池单电池的电压约有2V左右,第二节 蓄电池的充放电,一、酸性蓄电池的充放电 1.酸性蓄电池充放电基本知识,酸性蓄电池采用比重为1.285的稀硫酸作为电解液,蓄电池充、放电化学反应方程式为,从化学反应方程式可以看出,电解液稀硫酸在蓄电池充、放电中参与了化学反应。充电时使右式转化成左式,不仅电压升高,而且电解液中硫酸的浓度提高,因此电解液的比重上升;放电时使左式转化为右式,不仅电压降低,由于生成了水,故电解液中硫酸的浓度变小,也即电解液的比重下降。,充电时,正极板上的硫酸铅转变成棕褐色的二氧
5、化铅,负极板上的硫酸铅转变成灰色的绒状铅;放电时,正、负极板上的活性物质均吸收硫酸根离子而变成了硫酸铅。在放电过程中,当正负极板上的活性物质都变成了同样的硫酸铅后,蓄电池的电压也就下降到不能再放电了。此时需对蓄电池进行充电,使其恢复成原来的二氧化铅和绒状铅。,可见酸性蓄电池在充、放电过程中电压、电解液比重都在发生相应的变化,这也就给我们提供了判断蓄电池何时该充、放电的依据。通常电解液比重的变化要比电压的变化来的明显,所以一般都用比重计来测量充、放电的程度。,于是,在正负极分别有氧气(O2)和氢气(H2)大量逸出,电解液会有大量气泡翻出,并伴有酸液外溅。当看到电解液“沸腾”现象,则应立即停止充电
6、。,如果正极板已全部转化成PbO2,负极板全部还原成Pb后,那末继续充电将不再发生上述化学反应,改而成了电解水的反应,通常充电结束的标志是 电解液的比重上升为1.2751.31,或单个电池 电压变化 1.刚充电时电压即上升至2.1V; 2.随着充电时间的增长,电压缓缓增至2.3V; 3.再充电几个小时后,电压升至2.6V左右基本维持 不变,说明此时电池已充满电。,蓄电池放完电的标志是 电解液的比重下降至1.131.18,或单个电池电压的变化 1.刚放电时电压即降至2.01.95V; 2.随着放电时间的增加,电压缓缓降至1.9V; 3.再放电时电压很快降至1.81.7V,说明此时电池已放完电。,
7、.初充电 新的或长期库存的蓄电池,必须经过初充电后,才能投入使用。 将硫酸缓缓注入蒸馏水中,经充分冷却后再调整到比重为1.285(35时)g/ml,然后注入蓄电池内,液面高于隔板约15mm。然后静置23小时,待电解液充分渗透冷却。再测液面,如低于15mm则应补充电解液达到原有高度。将蓄电池的正负极板与电源的正负极对应接好,然后按下页的表所列的电流和时间进行初充电。,初充电第一阶段应随时注意各单格电池的充电情况,当各格基本上达到2.4V后,即改用第二阶段电流充电,以后判断是否充足的方法如前述一样。初充电过程中应注意蓄电池内部的温度,不得超过35,否则应暂停,待温度降低后再继续进行。,2.酸性蓄电
8、池充电 蓄电池充电分为初充电和经常充电两种。,蓄电池的维护性经常充电电流与时间见下页的表,先以第一阶段充电电流充电,约10小时后有气泡从电池内泛起,蓄电池电压上升至每个电池为2.4V左右,这意味着蓄电池基本上已充足,在电池内部正进行电解水的反应,因此应转入第二阶段充电。由于第一阶段充电电流大,化学反应比较“粗糙”,可能极板深部的物质并未全部参与化学反应,故而在第二阶段以第一阶段充电电流的一半大小的电流进行充电,可使极板深部的反应比较彻底,约35小时后,再调整电解液的比重,使其达到1.285左右,然后再用第二阶段充电电流继续充电1小时,使蓄电池内的电解液比重上下均匀一致,充电过程即告结束。,.经
9、常充电,二. 碱性蓄电池的充放电 1. 碱性蓄电池充放电基本知识,由化学反应方程式可看出,镉镍蓄电池极板的活性物质经充电后,正极板成为氢氧化镍Ni (OH)3,负极板成为金属镉Cd;而放电终止时,正极板转化为氢氧化亚镍Ni (OH)2,负极板转化为氢氧化镉Cd (OH)2。充放电过程中,电解液虽然参与了化学反应,但只起传导氢氧根离子(OH)-1的作用,故而电解液氢氧化钾KOH的浓度不变,所以碱性蓄电池不能根据电解液的比重来判断充放电的程度,只能根据电压的变化来判断充放电的程度。,碱性镉镍蓄电池采用氢氧化钾 KOH作为电解液,蓄电池充、放电化学反应方程式为,2. 碱性蓄电池充放电 碱性蓄电池的充
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