柴油發電機蓄電池的作用
發布時間：2024-04-06 點擊：148
柴油發電機蓄電池的作用
啟動電機供給低壓大電流（200～600a）。柴油機工作后，發電機可向用電設備供電，并同時向蓄電池充電。柴油機在低速或停車時，發電機輸出電壓不足或停止工作，蓄電池又可向柴油機的電氣設備供給所需電流。柴油機常用蓄電池的電壓有6v、12v和24v三種。6v、12v蓄電池用于小型柴油機的啟動及其照明設備的用電。多缸柴油機通常采用24v蓄電池，有的直接裝24v蓄電池，有的用兩只12v蓄電池串聯起來使用。
普通鉛蓄電池具有價格低廉、供電可靠和電壓穩定等優點，因此，廣泛應用于通信、交通和工農業生產等部門。但是普通鉛蓄電池在使用過程中，需要經常添加電解液，而且還會產生腐蝕性氣體，污染環境，損傷人體和設備。閥控式鉛蓄電池具有密封性好、無泄漏和無污染等特點，能夠保證人體和各種電氣設備的安全，在使用過程中不需添加電解液，其使用越來越普遍。
一、蓄電池結構
普通鉛蓄電池與其他蓄電池一樣，主要由電極（正負極板）、電解液、隔板、電池槽和其他一些零件如端子、連接條及排氣栓等組成。如圖1所示。
圖1 鉛蓄電池的構造（外部連接方式）
1、電極
電極又稱極板，極板有正極板和負極板之分，由活性物質和板柵兩部分構成的。正、負極的活性物質分別是棕褐色的二氧化鉛（pbo2）和灰色的海綿狀鉛（pb）。極板依其結構可分為涂膏式、管式和化成式（又稱化成式極板或普蘭特式極板）。
（1）極板在蓄電池中的作用：
一是發生電化學反應，實現化學能與電能之間的相互轉換；二是傳導電流。
（2）板柵在極板中的作用：
如圖2所示，一是作活性物質的載體，因為活性物質呈粉末狀，必須有板柵作載體才能成形；二是實現極板傳導電流的作用，即依靠其柵格將電極上產生的電流傳送到外電路，或將外加電源傳入的電流傳遞給極板上的活性物質。為了有效地保持住活性物質，常常將板柵造成具有截面積大小不同的橫、豎筋條的柵欄狀，使活性物質固定在柵欄中，并具有較大的接觸面積。
圖2 發電機組蓄電池涂膏式與管式極板的板柵
常用的板柵材料有鉛銻合金、鉛銻砷合金、鉛銻砷錫合金、鉛鈣合金、鉛鈣錫合金、鉛鍶合金、鉛銻鎘合金、鉛銻砷銅錫硫（硒）合金和鍍鉛銅等。普通鉛蓄電池采用鉛銻系列合金作板柵，其電池的自放電比較嚴重；而閥控式密封鉛蓄電池采用無銻或低銻合金板柵，可減少電池的自放電，以減少電池內水分的損失。
將若干片正或負極板在極耳部焊接成正或負極板組，以增大電池的容量，極板片數越多，電池容量越大。通常負極板組的極板片數比正極板組的要多一片。組裝時，正負極板交錯排列，使每片正極板都夾在兩片負極板之間，目的是使正極板兩面都均勻地起電化學反應，產生相同的膨脹和收縮，減少極板彎曲的機會，以延長電池的壽命。如圖3所示。
圖3 發電機組蓄電池正負極板交錯排列
2、電解液
電解液在電池中的作用有三：一是與電極活性物質表面形成界面雙電層，建立起相應的電極電位；二是參與電極上的電化學反應；三是起離子導電的作用。
鉛蓄電池的電解液是用純度在化學純以上的濃硫酸和純水配制而成的稀硫酸溶液，其濃度用15℃時的密度來表示。鉛蓄電池的電解液密度范圍的選擇，不僅與電池的結構和用途有關，而且與硫酸溶液的凝固點、電阻率等性質有關。
① 硫酸溶液的特性
純的濃硫酸是無色透明的油狀液體，15℃時的密度是1.8384kg/l，它能以任意比例溶于水中，與水混合時釋放出大量的熱，具有極強的吸水性和脫水性。鉛蓄電池的電解液就是用純的濃硫酸與純水配制成的稀硫酸溶液。
a．硫酸溶液的凝固點。
硫酸溶液的凝固點隨其濃度的不同而不同，將15℃時密度各不相同的硫酸溶液冷卻，可測得其凝固溫度，并繪制成凝固點曲線如圖4所示。由圖可見，密度（15℃）為1.290kg/l的稀硫酸具有最低的凝固點，約為-72℃。啟動用鉛蓄電池在充足電時的電解液密度（15℃）為1.28～1.30kg/l，可以保證電解液即使在野外嚴寒氣候下使用也不凝固。但是，當蓄電池放完電后，其電解液密度（15℃）可低于1.15kg/l，所以放完電的電池應避免在-10℃以下的低溫中放置，并應立即對電池充電，以免電解液凍結。
b.硫酸溶液的電阻率。
作為鉛蓄電池的電解液，應具有良好的導電性能，使蓄電池的內阻較小。硫酸溶液的導電特性，可用電阻率來衡量，而其電阻率的大小，隨溫度和密度的不同而有所不同，如表1和圖5所示。由圖可見，當硫酸溶液的密度（15℃）在1.15～1.30kg/l之間時，電阻較小，其導電性能良好，所以，鉛蓄電池都采用此密度范圍內的電解液。當其密度（15℃）為1.200kg/l時，電阻率最小。由于固定用防酸隔爆式鉛蓄電池的電解液量較多，為了減小電池的內阻，可采用密度（15℃）接近于1.200kg/l的電解液，所以選用密度（15℃）為1.200～1.220kg/l的電解液。
圖4 發電機組蓄電池硫酸溶液的凝固特性
圖5 發電機組硫酸溶液的電阻率
表1 各種密度的硫酸溶液的電阻率
密度（15℃）
/(kg/l)
電阻率
/(ω·cm)
溫度系數
/(ω·cm/℃)
密度（15℃）
/(kg/l)
電阻率
/(ω·cm)
溫度系數
/(ω·cm/℃)
1.10
1.90
0.0136
1.50
2.64
0.021
1.15
1.50
0.0146
1.55
3.30
0.023
1.20
1.36
0.0158
1.60
4.24
0.025
1.25
1.38
0.0168
1.65
5.58
0.027
1.30
1.46
0.0177
1.70
7.64
0.030
1.35
1.61
柴油發電機組出現低油壓故障報警/停機的原因是什么？
冷卻劑、純水和冷卻添加劑DCA組成重慶康明斯發電機組冷卻液
變頻電機與普通電機結構設計方面區別在哪里？
正常轉速可以延長柴油發電機組使用壽命
柴油發電機組生產廠商哪家好？
6臺2250KW濰柴WJ25系列高端船電機組為萬噸級遠洋通信海纜鋪設船提供可靠動力源
導致發電機溫度升高或過熱的來由
靜音發電機組市場價格影響因素及特點有哪些?
啟動電機供給低壓大電流（200～600a）。柴油機工作后，發電機可向用電設備供電，并同時向蓄電池充電。柴油機在低速或停車時，發電機輸出電壓不足或停止工作，蓄電池又可向柴油機的電氣設備供給所需電流。柴油機常用蓄電池的電壓有6v、12v和24v三種。6v、12v蓄電池用于小型柴油機的啟動及其照明設備的用電。多缸柴油機通常采用24v蓄電池，有的直接裝24v蓄電池，有的用兩只12v蓄電池串聯起來使用。
普通鉛蓄電池具有價格低廉、供電可靠和電壓穩定等優點，因此，廣泛應用于通信、交通和工農業生產等部門。但是普通鉛蓄電池在使用過程中，需要經常添加電解液，而且還會產生腐蝕性氣體，污染環境，損傷人體和設備。閥控式鉛蓄電池具有密封性好、無泄漏和無污染等特點，能夠保證人體和各種電氣設備的安全，在使用過程中不需添加電解液，其使用越來越普遍。
一、蓄電池結構
普通鉛蓄電池與其他蓄電池一樣，主要由電極（正負極板）、電解液、隔板、電池槽和其他一些零件如端子、連接條及排氣栓等組成。如圖1所示。
圖1 鉛蓄電池的構造（外部連接方式）
1、電極
電極又稱極板，極板有正極板和負極板之分，由活性物質和板柵兩部分構成的。正、負極的活性物質分別是棕褐色的二氧化鉛（pbo2）和灰色的海綿狀鉛（pb）。極板依其結構可分為涂膏式、管式和化成式（又稱化成式極板或普蘭特式極板）。
（1）極板在蓄電池中的作用：
一是發生電化學反應，實現化學能與電能之間的相互轉換；二是傳導電流。
（2）板柵在極板中的作用：
如圖2所示，一是作活性物質的載體，因為活性物質呈粉末狀，必須有板柵作載體才能成形；二是實現極板傳導電流的作用，即依靠其柵格將電極上產生的電流傳送到外電路，或將外加電源傳入的電流傳遞給極板上的活性物質。為了有效地保持住活性物質，常常將板柵造成具有截面積大小不同的橫、豎筋條的柵欄狀，使活性物質固定在柵欄中，并具有較大的接觸面積。
圖2 發電機組蓄電池涂膏式與管式極板的板柵
常用的板柵材料有鉛銻合金、鉛銻砷合金、鉛銻砷錫合金、鉛鈣合金、鉛鈣錫合金、鉛鍶合金、鉛銻鎘合金、鉛銻砷銅錫硫（硒）合金和鍍鉛銅等。普通鉛蓄電池采用鉛銻系列合金作板柵，其電池的自放電比較嚴重；而閥控式密封鉛蓄電池采用無銻或低銻合金板柵，可減少電池的自放電，以減少電池內水分的損失。
將若干片正或負極板在極耳部焊接成正或負極板組，以增大電池的容量，極板片數越多，電池容量越大。通常負極板組的極板片數比正極板組的要多一片。組裝時，正負極板交錯排列，使每片正極板都夾在兩片負極板之間，目的是使正極板兩面都均勻地起電化學反應，產生相同的膨脹和收縮，減少極板彎曲的機會，以延長電池的壽命。如圖3所示。
圖3 發電機組蓄電池正負極板交錯排列
2、電解液
電解液在電池中的作用有三：一是與電極活性物質表面形成界面雙電層，建立起相應的電極電位；二是參與電極上的電化學反應；三是起離子導電的作用。
鉛蓄電池的電解液是用純度在化學純以上的濃硫酸和純水配制而成的稀硫酸溶液，其濃度用15℃時的密度來表示。鉛蓄電池的電解液密度范圍的選擇，不僅與電池的結構和用途有關，而且與硫酸溶液的凝固點、電阻率等性質有關。
① 硫酸溶液的特性
純的濃硫酸是無色透明的油狀液體，15℃時的密度是1.8384kg/l，它能以任意比例溶于水中，與水混合時釋放出大量的熱，具有極強的吸水性和脫水性。鉛蓄電池的電解液就是用純的濃硫酸與純水配制成的稀硫酸溶液。
a．硫酸溶液的凝固點。
硫酸溶液的凝固點隨其濃度的不同而不同，將15℃時密度各不相同的硫酸溶液冷卻，可測得其凝固溫度，并繪制成凝固點曲線如圖4所示。由圖可見，密度（15℃）為1.290kg/l的稀硫酸具有最低的凝固點，約為-72℃。啟動用鉛蓄電池在充足電時的電解液密度（15℃）為1.28～1.30kg/l，可以保證電解液即使在野外嚴寒氣候下使用也不凝固。但是，當蓄電池放完電后，其電解液密度（15℃）可低于1.15kg/l，所以放完電的電池應避免在-10℃以下的低溫中放置，并應立即對電池充電，以免電解液凍結。
b.硫酸溶液的電阻率。
作為鉛蓄電池的電解液，應具有良好的導電性能，使蓄電池的內阻較小。硫酸溶液的導電特性，可用電阻率來衡量，而其電阻率的大小，隨溫度和密度的不同而有所不同，如表1和圖5所示。由圖可見，當硫酸溶液的密度（15℃）在1.15～1.30kg/l之間時，電阻較小，其導電性能良好，所以，鉛蓄電池都采用此密度范圍內的電解液。當其密度（15℃）為1.200kg/l時，電阻率最小。由于固定用防酸隔爆式鉛蓄電池的電解液量較多，為了減小電池的內阻，可采用密度（15℃）接近于1.200kg/l的電解液，所以選用密度（15℃）為1.200～1.220kg/l的電解液。
圖4 發電機組蓄電池硫酸溶液的凝固特性
圖5 發電機組硫酸溶液的電阻率
表1 各種密度的硫酸溶液的電阻率
密度（15℃）
/(kg/l)
電阻率
/(ω·cm)
溫度系數
/(ω·cm/℃)
密度（15℃）
/(kg/l)
電阻率
/(ω·cm)
溫度系數
/(ω·cm/℃)
1.10
1.90
0.0136
1.50
2.64
0.021
1.15
1.50
0.0146
1.55
3.30
0.023
1.20
1.36
0.0158
1.60
4.24
0.025
1.25
1.38
0.0168
1.65
5.58
0.027
1.30
1.46
0.0177
1.70
7.64
0.030
1.35
1.61
柴油發電機組出現低油壓故障報警/停機的原因是什么？
冷卻劑、純水和冷卻添加劑DCA組成重慶康明斯發電機組冷卻液
變頻電機與普通電機結構設計方面區別在哪里？
正常轉速可以延長柴油發電機組使用壽命
柴油發電機組生產廠商哪家好？
6臺2250KW濰柴WJ25系列高端船電機組為萬噸級遠洋通信海纜鋪設船提供可靠動力源
導致發電機溫度升高或過熱的來由
靜音發電機組市場價格影響因素及特點有哪些?