蓄电池的作业特性
蓄电池的作业特性首要包含蓄电池的电动势、内电阻以及充、放电特性。
1.中止电动势
中止电动势是指蓄电池在中止状况(不充电也不放电)下正负极板之间的电位差(即开路电压),用正。标明。它的巨细与电解液的相对密度和温度有关,当相对密度在1.050~1.300的计划内时,可由下述阅历公式核算其近似值:
E0=0.85十25摄氏度的电解液相对密度(1—8)
轿车用蓄电池的电解液相对密度在充电时增高,放电时下降,通常在1.12~1.30之间动摇,因而,蓄电池的中止电动势也相应地改动在1.97~2.15V之间。
2.内电阻
蓄电池的内电阻巨细反映了蓄电池带负载的才干。在一样的条件下,内电阻越小,输出电流越大,带负载才干越强。蓄电池的内电阻为极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、连条和极柱电阻的总和,用R0标明。
极板电阻通常很小,并且随极板上的活性物质的改动而改动。充电后电阻变小,放电后电阻变大,分外是在放电终了,由于有用活性物质改动为硫酸铅,则电阻大大添加。
隔板电阻因所用的资料而异。木质隔板比微孔橡胶隔板、微子L塑料隔板的电阻大。别的,隔板越薄,电阻越小。
图1—5所示为电解液内阻随相对密度改动的联络曲线。相对密度为1.2时(15摄氏度),硫酸的离解度最佳,粘度较小,电阻也最小。
联接条电阻与单体电池的联接办法有关。传统显露式铅联接条电阻比内部穿壁式、跨过式联接的电阻要大。
通常来说,起动型铅蓄电池的内电阻是很小的(单体电池的内电阻约为0.011欧姆),在小负荷作业时对蓄电池的电力输出影响很小,但在大电流放电时(如起动发起机时),如内阻过大,则会致使端电压大起伏下降而影响起动功用。
全满意电的蓄电池在温度为20'C时的内阻可按下述阅历公式核算其近似值
R0=Ue/(17.1*C20)(1—十)
式中,Ue是蓄电池额外电压,单位为V;C20是蓄电池额外容量,单位A·h。
3.充电特性
蓄电池的充电特性是指在恒流充电进程中,蓄电池的端电压U,和电解液密度等参数随充电时刻改动的规矩。图1—6所示为一只6-Q-十5型蓄电池以十.5A的充电电流进行充电的特性曲线。
充电时电源电压有必要打败蓄电池的电动势正和蓄电池内阻发作的电压降ICR0,因而,充电进程中蓄电池的端电压老是大于蓄电池的电动势正,即:
UC=E+ ICR0 (1—11)
由于选用恒流充电,单位时刻内所生成的硫酸量持平。所以,电解液相对密度随时刻成直线上升,中止电动势正。也由于相对密度的不断上升而添加。
由图1—6还可看出,在充电开端后蓄电池的端电压U,便活络上升,这是由于充电时活性物质和电解液的效果首要是在极板的孔隙中进行的,生成的硫酸使孔隙内的电解液相对密度活络增大所构成的。往后跟着生成的硫酸量增多,硫酸将开端不断地向周围涣散,当继续充电至极板孔隙内分出的硫酸量与涣散的硫酸量抵达平衡时,蓄电池的端电压就不再活络上升,而是跟着悉数容器内电解液相对密度的上升而相应地增高。
当充电挨近终了时,蓄电池端电压将抵达2.3~2.4V,这时极板上的活性物质最大极限地改动为二氧化铅(Pb02)和海绵状铅(Pb),再继续充电,电解液中的水将开端分化而发作氢气和氧气,以气泡的办法剧烈放出,构成所谓的“欢腾”状况。由于氢离子在极板上与电子的联络不是刹那间完毕而是缓慢进行的,所以挨近负极板处会积存有较多的正离子H+,使溶液和极板之间发作了附加电位差(也称氢过电位,约0.33V),因而使端电压急剧升至2.7V摆布。此刻应堵截电路接连充电,否则,将构成蓄电池的过充电。过充电时,由于剧烈地放出气泡,会在极板内部构成压力,加快活性物质的坠落,使极板过早损坏。所以,应尽量防止长时刻的过充电。但在实习充电中,为了确保将蓄电池满意,通常需求2~3h的过充电才行。
悉数充电进程中,极板孔隙内的电解液密度比容器中的电解液相对密度稍大一些。因而,蓄电池的电动势E老是高于中止电动势Eo。充电接连后,由于Ic=0,端电压Uc当即下降,极板孔隙内电解液和容器中的电解液密度趋向平衡,因而蓄电池的端电压又降至2.1V摆布。
蓄电池充电终了的特征是:
1)蓄电池内发作许多气泡,呈“欢腾”状。
2)端电压和电解液相对密度均上升至最大值,且2—3h内不再添加。
4.放电特性
蓄电池的放电特性是指在恒流放电进程中,蓄电池的端电压Uf和电解液相对密度p等参数随时刻而改动的规矩。图1—7所示为一只6一Q一十5型蓄电池的放电特性曲线。
由于放电进程中电流是安稳的,单位时刻内所耗费的硫酸量一样,所以,电解液的相对密度沿直线下降。相对密度每下降0.03~0.038,则蓄电池约放电25%。
放电进程中,由于蓄电池内阻R。上有压降,所以,蓄电池的端电压仍老是小于其电动势E,即
Uf=E-If*R(1—12)
式中, Uf是放电时蓄电池的端电压;E是放电时蓄电池的电动势;If是放电电流;R是蓄电池的内阻。
跟着放电程度的添加,电解液相对密度不断下降,电动势E也下降,一同内阻R。添加,故端电压Uf将逐步下降。放电时由于孔隙内的电解密度小于外部电解液密度,因而放电时的电动势E老是小于中止电动势E。
由图1—7中可见,放电开端时,其端电压从2.1V活络下降,这是由于极板孔隙中的硫酸活络耗费,密度下降的要素。这时容器中的电解液便向极板孔隙内浸透,当进入的新电解液彻底赔偿了因放电时化学反响而耗费的硫酸量时,端电压将随悉数容器内电解液相对密度的下降而缓慢地下降到1.95V。接着电压又活络下降至1.75V,此刻应接连放电,如继续放电,电压将急剧下降。这是由于放电挨近终了时,化学反响深化到极板的内层,而放电时生成的硫酸铅较正本活性物质的体积为大(是海绵状铅的2.68倍,是二氧化铅的1.86倍),硫酸铅聚积在极板孔隙内,减小了孔隙的截面积,使电解液的进入艰难,因而极板孔隙内消耗掉的硫酸难以得到赔偿,孔隙内的电解液相对密度便活络下降,端电压也随之急剧下降。
当端电压降至必定值时(20h放电率单格电压降至1.75V)再继续放电即为过度放电。过度放电对蓄电池是有害的,由于孔隙中生成的粗结晶硫酸铅,充电时不易康复,而使极板硫化,容量下降。
接连放电后,由于极板孔隙中的电解液和容器中的电解液彼此浸透,趋于平衡,蓄电池的端电压将有所上升。
蓄电池放电终了的特征是:
1)电解液相对密度下降到最小答应值(约1.1)。
2)单体电池的端电压降至放电中止电压(以20h放电率放电,单格电压降至1.75V; 十h放电率放电,单格电压降至1.7V)。
容许的放电中止电压与放电电流强度有关,放电电流越大,则放完电的时刻越短,而答应的放电中止电压越低,见表1—2。
放电状况
放电率
20h
十h
3h
30min
5min
放电电流的巨细
0.057C20
0.1C20
0.25C20
C20
3C20
单格电池中止电压/V
L75
1.70
1.65
1.55
1.5
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