影響蓄電池放電容量大小的因素
蓄電池容量能有效使用的往往都會比理論值要低,這是為什么呢?下面從幾方面來了解一下影響蓄電池放電容量大小的因素都有哪些?
1、蓄電池的電壓
電動勢(電壓)是指電池在開路時,正極平衡電極電勢與負極平衡電極電勢之差,其大小取決于電池中的化學(xué)反應(yīng),與電池的形狀、尺寸無關(guān)。根據(jù)鉛酸蓄電池的成流反應(yīng),按熱力學(xué)原則,電池的電動勢為:
其中E為電池電動勢;Ee為所有反應(yīng)物的活度或壓力等于1時的電動勢,稱為標準電動勢(V);R為摩爾氣體常數(shù),為8.31J/(K穖ol);T為絕對溫度(K);F為法拉第常數(shù)(96500C/mol);n為電化學(xué)反應(yīng)中的電子得失數(shù)目。電動勢是電池在理論上輸出能量大小的量度之一,如果其它條件相同,電動勢越高的電池,理論上能輸出的能量就越大。
2、蓄電池的溫度
蓄電池內(nèi)部溫度對其性能影響很大,對鉛酸蓄電池而言,更是如此,因為在充放電過程中其內(nèi)部存在“氧循環(huán)”,產(chǎn)生的額外熱量會使溫度上升,因而影響更大,因此在判斷蓄電池的性能時,要充分考慮溫度的影響。當溫度上升時,電解液的運動速度增大,獲得動能增加,因此滲透力加強,電解液電阻減小,電化學(xué)反應(yīng)增強,這些都使蓄電池容量增大。當溫度降低時,電解液的粘度增大,使離子運動受到較大阻力,擴散能力降低,滲入極板內(nèi)部困難,活性物質(zhì)深處由于酸的缺乏而得不到充分利用,導(dǎo)致容量下降。其次是電解液電阻隨溫度下降而增加,結(jié)果電池內(nèi)阻增加,電壓降增大,從而容量下降。溫度變化1℃時蓄電池容量的變化量稱為容量的溫度系數(shù)。
3、放電電流
隨著放電電流的加大,蓄電池的容量和端電壓將隨之減小。這是因為放電時,正負極板的PbO2,Pb都轉(zhuǎn)變?yōu)镻bSO4,由于PbSO4比重較小,因此隨著PbSO4的析出,極板孔隙逐漸縮小,使容器中的硫酸滲入困難,且當放電電流增大時,化學(xué)反應(yīng)速度加快,PbSO4堵塞孔隙的速度也加快。由于孔隙中電解液濃度迅速下降,使極板內(nèi)部的大量活性物質(zhì)不能參與化學(xué)反應(yīng),蓄電池的實際輸出容量減小。
4、電解液濃度
在鉛酸蓄電池中,H2SO4也是反應(yīng)物,體積一定時,增加電解液的濃度就是增加反應(yīng)物質(zhì),所以在實際使用的電解液濃度范圍內(nèi),隨著電解液濃度的增加,電池容量也增加,特別是在高倍率放電并由正極板限制電池容量時更是如此。額定容量也叫保證容量,是按國家或有關(guān)部門頒布的標準,保證電池在一定的放電條件下,應(yīng)該放出的最低限度的容量值。一般常指在溫度20℃~25℃時,充滿其容量,并擱置24小時后,以10小時放電率或0.1C電流數(shù)值的電流放電至其終止電壓(1.75V~1.8V/單體,2V蓄電池)時所輸出的容量。當蓄電池以恒定電流放電時,它的容量(Ah)等于放電電流(A)與其持續(xù)時間(h)的乘積。C=It(2.9如果放電電流不是常數(shù),那么蓄電池的輸出容量為不同的放電電流與其持續(xù)時間的乘積之和。