蓄电池电解液高度

时间：2023-03-03 理论教育版权反馈

【摘要】：万用表测量蓄电池端电压，只能作为检测的参考因素。由于在检测时，蓄电池对负载电阻放电电流可达100A以上，所以，能比较准确判定蓄电池的容量和基本性能，是目前普遍使用的检测仪表。此时读数显示蓄电池的空载电压值。在负载检测后，立即进行单格电压的检测，可以发现蓄电池单格性能是否正常。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。可以指示蓄电池的存放电状态和电解液液位的高度。蓄电池长久不用，它会慢慢自行放电，直至报废。

一、实训目的与要求

(1)掌握蓄电池的使用方法。

(2)学会可维护铅酸蓄电池的电解液密度测量。

(3)学会使用高率放电计检测蓄电池。

(4)掌握蓄电池的日常维护。

二、实训设备、材料与工具

可维护铅酸蓄电池、免维护铅酸蓄电池，高率放电计，密度计，充电机，万用表，温度计、常用工具。

三、实训内容

(1)学会使用蓄电池。

(2)使用密度计检测可维护铅酸蓄电池电解液密度。

(3)使用高率放电计检测蓄电池的放电程度。

(4)学会对蓄电池进行充电等维护。

四、实训步骤

(一)可维护铅酸蓄电池

1.实训注意事项

(1)不要将电解液溅落到地面或其他物面上。

(2)密度计、温度计用后应立即清洗干净。

(3)用高率放电计检测蓄电池放电程度时，接通时间不得超过5s。

2.蓄电池技术状况的检测

(1)外观直接检查。

(2)电解液液面检测。

(3)电解液密度检测。

(4)蓄电池端电压检测。

3.操作步骤

(1)蓄电池的外表检查

①检查外壳是否有裂纹、破损。

②检查极柱是否有氧化物。

③加液孔盖是否损坏、通气孔是否畅通。

(2)液面高度的检查

①用玻璃管测量法，见图4-1。

a.用一空心玻璃管插入蓄电池电解液内极片的上平面处。

b.玻璃管内的电解液与电池液面同高，用大拇指按紧玻璃管上端，使管口密封。

c.提起玻璃管，测量玻璃管内的液面高度，即为蓄电池电解液液面高度。标准值为10～15mm高，过低应加入蒸馏水使之符合标准。

②观察液面高度指示线法，如图4-1(b)所示。

使用透明塑料容器的蓄电池，检查液面高度时，在容器壁上刻有两条高度指示线。正常液面高度应介于两线之间的中线上，低于中线则为液面过低，应加入蒸馏水补充。

③从加液孔观察判断法，如图4-1(c)所示。

部分轿车蓄电池在电解液加液孔内侧的标准液面位置处开有方视孔，检视液面高度，观察液面在方孔下面为液面过低; 正好与方孔平齐时为标准; 液面满过方孔而充满加液口底部以上为过多。

图4-1 电解液液面高度的检查

(a)用玻璃管检查法; (b)观察液面高度指示线法;(c)从加液孔观察判断法

1—加液孔; 2—玻璃管; 3—外壳; 4—防护板; 5—极板组

图4-2 电解液密度的检查

(a)密度计的构造; (b)测量电解液密度的方法

1—橡皮球; 2—吸液玻璃管; 3—密度计;4—吸嘴; 5—密度计; 6—温度计

(3)检查电解液密度

电解液的密度大小是判断蓄电池容量的重要标志，用密度计测量电解液密度的步骤如下:

①打开蓄电池的加液盖。

②把密度计下端的橡皮管插入单格电池的加液孔内，如图4-2所示。

③用手将橡皮球捏瘪，再慢慢放开，电解液就会被吸到玻璃管中。

④注意控制吸入电解液时不要过多或过少，以能将密度计浮子浮起而不会顶住为宜。

⑤使管内的浮子浮在玻璃管中央(不要相互接触)，读密度计的读数。要求读数时使密度计刻度线与眼睛平齐，测量的密度值应用标准温度( +25℃)予以校正(同时测量电解液温度)。不同温度条件下电解液密度修正值见表4-1。

表4-1 不同温度条件下电解液密度修正值

⑥放电程度的判断方法。电解液密度与放电程度的关系是:密度每下降0.01g/cm3相当于蓄电池放电6%，当判定蓄电池在夏季放电超过50%，冬季放电超过25%时不宜再使用，应及时进行充电，否则会使蓄电池过早损坏。

⑦将所测量的密度值、温度值与修正后的电解液密度值，以及根据密度下降的程度计算出的蓄电池剩余电量填入表4-2。

表4-2 蓄电池密度测量记录(测量温度 ℃)

注意: 此项测量应该避免在蓄电池刚加入蒸馏水或者大电流放电过后进行，否则会因为蓄电池内部电解液不平衡使测量结果产生较大误差。

(4)蓄电池电压的测量

①使用万用表测量蓄电池端电压。

万用表测量蓄电池端电压，只能作为检测的参考因素。通常静置时，测量端电压≥12.6V，并且电解液密度≥1.22g/cm3，才可以基本判定蓄电池具有一定的电量储备。

②使用高率放电计检测。

高率放电计的结构及测量方法，如图4-3所示。

图4-3 高率放电计测蓄电池

高率放电计是模拟起动机工作状态，检测蓄电池容量的仪表。它由一只电压表和一负载电阻组成，如图4-4所示。由于在检测时，蓄电池对负载电阻放电电流可达100A以上，所以，能比较准确判定蓄电池的容量和基本性能，是目前普遍使用的检测仪表。以12V蓄电池为例，使用方法如下:

图4-4 高率放电计原理及表盘图

a.将测试夹分别对应夹在蓄电池的正、负极柱桩上。此时读数显示蓄电池的空载电压值。通常显示在11.8～13V范围内为正常。

b.按下按钮开关，蓄电池开始瞬间大电流放电，在5s内读出电压表的负载电压指示数值。

若指针稳定在10～12V区间(绿色区域)，说明蓄电池存电充足，不需要充电;

若指针在9～10V区间(黄色区域)，说明蓄电池存电不足，需要充电;

若指针在9V以下区间(红色区域)，说明蓄电池严重亏电，要立即充电，才能使用;

如果空载电压基本符合要求，但负载时指针迅速下降至红色区域以下，说明蓄电池已经损坏。

注意: 此项测量不能连续进行，必须间隔1min后才可以再次检测，以防止蓄电池损坏。

测量电压与放电程度的关系见表4-3。

表4-3 蓄电池测量电压与放电程度的关系

c.单格电压的检测。在负载检测后，立即进行单格电压的检测，可以发现蓄电池单格性能是否正常。方法是: 断开红色测试夹，用附带软测试表笔依次从高电压单格进行测量(如无外部连接条，可将表笔插入加液孔，并触及内部极板)，显示数值应该逐次线性递减，如果哪个单格递减数值与其他相比较大，则说明此格电池组有故障，需要检修或者更换。

将测量结果填入表4-4。

表4-4 蓄电池电压测量记录

(二)免维护铅酸蓄电池

免维护蓄电池(如图4-5所示): 免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种: 一种是在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(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，用户根本就不能加补充液。

大多数免维护铅酸蓄电池在盖上设有一个孔形液体(温度补偿型)比重计，它会根据电解液密度的变化而改变颜色。可以指示蓄电池的存放电状态和电解液液位的高度。当比重计的指示眼呈绿色时，表明充电已足，蓄电池正常; 当指示眼绿点很少或为黑色，表明蓄电池需要充电; 当指示眼显示淡黄色，表明蓄电池内部有故障，需要修理或进行更换。

图4-5 免维护铅酸蓄电池

(1)免维护蓄电池的特殊性能一

排气系统(如图4-6所示): 带有滤气片装置的排气系统，具有一定的憎水透气性能; 在蓄电池内部达到一定压力时，自动排气，降低电池内部的压力。

具有防止向蓄电池内部的回火功能，可防止外部的火焰进入蓄电池内部而引起爆炸。

(2)免维护蓄电池的特殊性能二

指示器: 免维护蓄电池带有一个指示器，其作用是可以探测电池的状态和可以探测电解液液面的情况。

(3)免维护蓄电池的特殊性能三

指示器的显色功能: 可以根据指示器显示的颜色来判断免维护蓄电池的电量(如图4-7所示)。蓄电池在充放电的过程中，电解液会随着蓄电池电荷状态的不同而变化，充电过程中电解液密度逐渐上升，放电过程中密度逐渐下降。

图4-6 免维护蓄电池排气系统

但是，特别应当注意的是，一个充足电的蓄电池的指示器也可能显示为无电状态，这是因为电池经过充电，电池中高密度的电解液和低密度的电解液还没有混合均匀，但不影响使用，在自然情况下电解液混合均匀可能要持续几天。

(三)蓄电池的日常维护

蓄电池充电，在实际工作中主要分为初充电和补充充电，其最常用的充电方法是定流充电、定电压充电法。

(1)定流充电

初充电一般采用定电流充电这种充电方法，首先应选择相应的充电机，其接线方法是以串联为主并联为辅，所接入蓄电池的总电压不得超过充电机最高电压，并且，各蓄电池的容量应尽可能相同，否则充电电流以小容量的蓄电池来计算。接线方法如图4-8所示。定流充电的方法步骤如下:

图4-7 指示器显色状态

在充电过程中应定时检查充电的具体情况: 测量电解液温度，若超过45℃应适当减小充电电流或停止充电; 要经常检查和调整充电电流，使其保持标准的充电电流。

①按图4-8所示接线方法与要求将所要充电的蓄电池连接好，并将其所有的加液空盖打开;

②接通电源和充电机开关，进行第一阶段充电，按其充电种类根据表4-5选择充电电流，并调整好充电电流，到蓄电池单格电压为2.4V、电解液中冒出气泡为止。

图4-8 定流充电法

(a)单纯串联法; (b)混合连接法

③进行第二阶段充电，将充电电流减小一半，直到单格电压上升到2.5～2.7V、电解液中冒出大量气泡，称“沸腾”状态，且电池端电压和电解液相对密度2h保持不变，表示已充足电。

④充电完毕，将电解液密度调整为15℃的标准相对密度，并调整好液面高度。最后将电池外表冲洗干净后待用。

(2)定电压充电

这种充电方法，首先也要选择相应的充电机，其接线方法是以并联为主串联为辅，所接入蓄电池的总电压不得超过充电机最高电压，并且，各蓄电池的容量应尽可能相同，否则充电电流以小容量的蓄电池来计算。接线方法如图4-9所示。定电压充电的方法步骤如下:

图4-9 并联充电连接法

在充电过程中应定时检查充电的具体情况: 测量电解液温度，若超过45℃应适当减小充电电流或停止充电; 不需经常检查和调整充电电流。

①按图4-9所示接线方法与要求将所要充电的蓄电池连接好，并将其所有的加液空盖打开。

④充电完毕，将电解液密度调整为15℃的标准相对密度。并调整好液面高度。最后将电池外表冲洗干净后待用。

表4-5 铅蓄电池的充电电流规范

五、相关知识

(一)蓄电池使用说明

蓄电池长久不用，它会慢慢自行放电，直至报废。因此，每隔一定时间就应启动一次汽车，给蓄电池充电。另一个办法就是将蓄电池上的两个电极拔下来，需注意的是从电极柱上拔下正、负两根电极线，要先拔下负极线，或卸下负极和汽车底盘的连接。然后再拔去带有正极标志( +)的另一端。蓄电池有一定的使用寿命，到一定的时期就要更换。在更换时同样要遵循上述次序，不过在把电极线接上去时，次序则恰恰相反，先接正极，然后再接负极。

当电流表指针显示蓄电量不足时，要及时充电。蓄电池的蓄电量可以在仪表板上反映出来。有时在路途中发现电量不够了，发动机又熄火启动不了，作为临时措施，可以向其他的车辆求助，用其他车辆上的蓄电池来发动车辆，将两个蓄电池的负极和负极相连，正极和正极相连。

电解液的密度应按照不同的地区、不同的季节按照标准进行相应的调整。在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液和添加纳米碳溶胶电池活化剂。切忌用饮用纯净水代替。因为纯净水中含有多种微量元素，对蓄电池会造成不良影响。

在启动汽车时，若不间断地使用启动机会导致蓄电池因过度放电而损坏。正确的使用办法是每次发动车的时间总长不超过5s，再次启动间隔时间不少于15s。在多次启动仍不着火的情况下应从电路、点火线圈或油路等其他方面找原因。

日常行车时应经常检查蓄电池盖上的小孔是否通气。倘若蓄电池盖小孔被堵，产生的氢气和氧气排不出去，电解液膨胀时，会把蓄电池外壳撑破，影响蓄电池寿命。

检查电池的正、负极有无被氧化的迹象。可以用热水时常浇电瓶的电线连接处。检查电路各部分有无老化或短路的地方，防止电池因为过度放电而提前报废。

(二)蓄电池容量

1.蓄电池容量含义

蓄电池的放电容量是指在放电允许的范围内蓄电池输出的电量。

容量=放电电流×放电时间

蓄电池的容量与放电电流大小及电解液的温度有关，因此标称容量是在一定的放电电流、一定的终止电压和一定的电解液温度下取得的，标称容量有额定容量与起动容量两种。

(1)额定容量

额定容量是指完全充足电的蓄电池在电解液平均温度30℃的情况下，以20h率放电的电流(相当于额定容量的1/20)连续放电至单体1.75V时输出的电量。

(2)起动容量

①常温起动容量: 指电解液温度为30℃时，以5min率放电电流(3倍额定容量电流)连续放电至规定的终止电压(6V蓄电池为4.5V，12V蓄电池为9V)时，所输出的电量，其放电持续时间应在5min以上。

②低温起动容量: 电解液温度为-18℃时，以3倍额定容量的电流连续放电至规定终止电压(12V蓄电池为6V，6V蓄电池为3V)时所放出的电量，其放电持续时间应在2.5min以上。

2.影响容量的因素

(1)极板

极板越薄，活性物质的多孔性越好，则电解液的渗透越容易，活性物质的利用率越高。在外壳不变的前提下，采用薄型极板可以增加极板片数，从而增大蓄电池容量; 极板面积越大，同时参加化学反应的活性物质就越多，输出容量也就越大; 缩短同性极板的中心距，可减小蓄电池内阻，因此在保证具有足够电解液的前提下，尽可能缩短中心距，可增大蓄电池容量。

(2)放电电流

放电电流增大，化学反应速度加剧，极板的孔隙过早被迅速生成的硫酸铅所堵塞而缩小，使电解液向孔内渗入困难，极板内部大量的活性物质不能参加化学反应，因而蓄电池放电容量迅速下降。

(3)温度

温度降低时，电解液黏度增加，流动性变差，电解液向极板孔隙内渗入困难，极板孔隙内的活性物不能充分利用，使蓄电池的放电容量下降。一般情况下，温度每降低1℃，缓慢放电时，容量约减小1%，大电流放电约减小2%。

(4)密度

在一定范围内，适当增大电解液密度，可以提高蓄电池的电动势及电解液活性物质向极板内的渗透能力并减小电解液的电阻，而使蓄电池容量增加。但密度过大，将使其黏度增加，若密度超过某一值时，可使渗透能力降低，内阻增大，端电压及容量减小。另外，电解液密度过高，蓄电池自行放电速度加快，并对极板栅架和隔板的腐蚀作用加剧，缩短蓄电池使用寿命。一般情况下，使电解液密度偏低有利于提高放电电流和容量，同时也有利于延长铅蓄电池的使用寿命。

(5)纯度

电解液应用纯硫酸和蒸馏水配制。电解液中一些有害杂质腐蚀栅架，沉于极板上的杂质形成局部电池产生自放电。如电解液中含有1%的铁，蓄电池一昼夜就能放完电。

(三)蓄电池型号意义

汽车用铅蓄电池的型号都是按照一定标准来命名的，在国内市场上使用的蓄电池型号主要是按照国家标准以及日本标准、德国标准和美国标准等命名的。

1.国家标准蓄电池

以型号为6-QAW-54a的蓄电池为例，说明如下:

(1)6表示由6个单格电池组成，每个单格电池电压为2V，即额定电压为12V;

(2)Q表示蓄电池的用途，Q为汽车启动用蓄电池(M为摩托车用蓄电池、JC为船舶用蓄电池、HK为航空用蓄电池、D表示电动车用蓄电池、F表示阀控型蓄电池);

(3)A和W表示蓄电池的类型，A表示干荷型蓄电池，W表示免维护型蓄电池，若不标表示普通型蓄电池;

(4)54表示蓄电池的额定容量为54A·h(充足电的蓄电池，在常温以20h率放电电流放电20h蓄电池对外输出的电量);

(5)a表示对原产品的第一次改进，名称后加b表示第二次改进，依次类推。

注: ①型号后加D表示低温启动性能好，如6-QA-110D。

②型号后加HD表示高抗振型。

③型号后加DF表示低温反装，如6-QA-165DF。

2.日本JIS标准蓄电池

在1979年时，日本标准蓄电池型号用日本Nippon的N为代表，后面的数字是电池槽的大小，用接近蓄电池额定容量来表示，如NS40ZL:

(1)N表示日本JIS标准;

(2)S表示小型化，即实际容量比40A·h小，为36A·h;

(3)Z表示同一尺寸下具有较好启动放电性能(S表示极柱端子比同容量蓄电池要粗，如NS60SL)。

注: 一般说来蓄电池的正极和负极有不同的直径，以避免将蓄电池极性接反。锥形端子的直径见表4-6。

表4-6 锥形端子直径

(4)L表示正极柱在左端、R表示正极柱在右端，如NS70R(注: 从远离蓄电池极桩方向看)。

到1982年，日本标准蓄电池型号按照新标准来执行，如38B20L(相当于NS40ZL):

(1)38表示蓄电池的性能参数。数字越大，表示蓄电池可以存储的电量就越多，见表4-7。

表4-7 蓄电池型号

(2)B表示蓄电池的宽度和高度代号。蓄电池的宽度和高度组合是由8个字母中的一个表示的(A到H)，字符越接近H，表示蓄电池的宽度和高度值越大，见表4-8。

表4-8 蓄电池高度与宽度

(3)20表示蓄电池的长度约为20cm。

(4)L表示正极端子的位置。从远离蓄电池极柱看过去，正极端子在右端的标R，正极端子在左端的标L，见图4-10。

3.德国DIN标准蓄电池

以型号为54434的蓄电池为例，说明如下:

(1)开头5表示蓄电池额定容量在100 A·h以下; 开头6表示蓄电池容量在100A·h与200A·h之间; 开头7表示蓄电池额定容量在200A·h以上。例如54434蓄电池额定容量为44A·h; 61017MF蓄电池额定容量为110A·h; 70027蓄电池额定容量为200A·h。

(2)容量后两位数字表示蓄电池尺寸组号。举几个例子，见表4-9。

图4-10 蓄电池正、负极端子位置

表4-9 蓄电池尺寸

(3)MF表示免维护型。

4.美国BCI标准蓄电池

以型号为58430(12V430A80min)的蓄电池为例，说明如下:

(1)58表示蓄电池尺寸组号，见表4-10。

表4-10 蓄电池尺寸组号

(2)430表示冷启动电流为430A。

(3)80min表示蓄电池储备容量为80min。

注: ①冷启动电流(CCA): 在-17.8℃和-28.9℃条件下，可获得的某特定意义下的最小电流。这个指标把蓄电池的启动能力与发动机的排量、压缩比、温度、启动时间、发动机和电气系统的技术状态以及启动和点火的最低使用电压这些重要的变量联系起来。它是指充满电的12V蓄电池在30s内，其端电压下降到7.2V时，蓄电池所能供给的最小电流，冷启动额定值给出的是总电流值。

②储备容量(RC): 汽车在充电系统不工作的情况下，在夜间靠蓄电池点火和提供最低限度的电路负载所能运行的大约时间，可具体表述为: 完全充足电的12V蓄电池，在(25± 2)℃的条件下，以25A恒流放电至蓄电池端电压下降到(10.5±0.05)V时的放电时间。

(4)美国标准的蓄电池也可以这样表示: 78-600，78表示蓄电池尺寸组号，600表示冷启动电流为600A。

(四)影响蓄电池使用寿命因素

(1)过度放电。

(2)蓄电池长时间存放(在存放期间没有充过电)。

(3)不能通过汽车发动机充电。

(4)没有电解液。

(5)电解液密度太高。

(6)在高温条件下充电。

(7)受污物污染(例如受到盐酸、海水、有机酸等污染)。

(8)蓄电池充电时加上过大的电流。

(9)电极板变形造成正极板与负极板互相接触，因而产生短路现象。