摘要:下面是由希賽小編整理的中級(jí)通信設(shè)備環(huán)境知識(shí)點(diǎn)精講之鉛酸蓄電池的主要工作特性,希望能幫助學(xué)友們。具體內(nèi)容如下
下面是由希賽小編整理的中級(jí)通信設(shè)備環(huán)境知識(shí)點(diǎn)精講之鉛酸蓄電池的主要工作特性,希望能幫助學(xué)友們。具體內(nèi)容如下:
鉛酸蓄電池的主要工作特性
1.鉛蓄電池的電壓工作特性
(1)端電壓與電動(dòng)勢(shì)
電池在開路情況下,用高阻抗電壓表在常溫下測(cè)得的正負(fù)極板間的電位差,稱為鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)。也就是說在蓄電池中電能與化學(xué)能轉(zhuǎn)換達(dá)到平衡時(shí),正極的平衡電極電勢(shì)與負(fù)極平衡電極電勢(shì)的差值便是電池電動(dòng)勢(shì),它在數(shù)值上等于達(dá)到穩(wěn)定值時(shí)的開路電壓。
電池電動(dòng)勢(shì)與開路電壓意義是不同的。電動(dòng)勢(shì)可依據(jù)電池中的反應(yīng),利用熱力學(xué)計(jì)算或通過測(cè)量計(jì)算,有明確的物理意義;后者只在數(shù)字上接近電動(dòng)勢(shì),需視電池的可逆程度而定。在蓄電池電極材料確定后,電動(dòng)勢(shì)可用下面經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定:
d15為15℃時(shí)極板微孔內(nèi)部電解液的密度。蓄電池靜止時(shí),極板微孔內(nèi)部與容器中的電解液密度相同。只有d15在1.05-1.30范圍內(nèi),上式才準(zhǔn)確。
鉛蓄電池與外電路聯(lián)接并有電流流過時(shí),在正負(fù)極兩端測(cè)得的電壓,稱為端電壓。充放電過程中,由于電流方向不同,蓄電池內(nèi)阻(r)壓降的方向也不同。放電時(shí),端電壓低于電動(dòng)勢(shì)。充電時(shí),端電壓高于電動(dòng)勢(shì)。其關(guān)系如下:
(2)充電特性曲線
用一定的電流對(duì)鉛蓄電池充電時(shí),電池端電壓的變化曲線稱為充電特性曲線,如圖4-1所示。充電初期,充電電流主要用于極板活性物質(zhì)的恢復(fù)。蓄電池的端電壓上升很快(曲線oa段)充電中期,充電電流仍用于活性物質(zhì)的恢復(fù)。蓄電池的端電壓在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)緩慢上升(曲線ad段)。充電末期,充電電流主要用于分解水。蓄電池的端電壓迅速升高到2.6V左右(曲線bc段)。此后,充電電流幾乎完全用于分解水,電極上氣泡釋出己趨近飽和。因此,端電壓穩(wěn)定在2.6-2.7V左右(曲線cd段),此時(shí)電池充電終了。
當(dāng)停止充電后,由于內(nèi)阻壓降消失,同時(shí),蓄電池內(nèi)各部分硫酸濃度趨于一致,蓄電池電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定在2.06-2.07V或2.13-2.15V(移動(dòng)型)(曲線de辦段)。
鉛蓄電池充電過程中的端電壓和充電終了的端電壓與充電電流有關(guān)。若充電電流小,則內(nèi)阻壓降(I充r內(nèi))小,因此充電過程中的端電壓與充電終了電壓亦略低,反之,則略高。
(3)放電特性曲線
充足電的鉛蓄電池以一定的電流放電時(shí),端電壓的變化曲線稱為放電特性曲線,如圖4-2所示。
放電初期(曲線oa段),蓄電池端電壓下降很快。放電中期(曲線ab段),蓄電池端電壓下降很緩慢。放電末期(曲線bc段),端電壓又下降很快。蓄電池端電壓下降到1.8V時(shí),即放電終了,應(yīng)立即停止放電。這時(shí),蓄電池電動(dòng)勢(shì)立刻上升至2V左右(曲線從段)。
曲線中的c點(diǎn)為端電壓急劇下降的臨界點(diǎn)。端電壓降到1.8V(即降到c點(diǎn))時(shí),不立即停止放電,會(huì)導(dǎo)致極板硫化,縮短蓄電池的壽命。
2.鉛蓄電池的容量工作特性
(1)鉛蓄電池的容量及其影響因素
鉛蓄電池的容量,標(biāo)志著儲(chǔ)存電量的多少,一般用安時(shí)(Ah)表示,即與電池的放電電流和放電時(shí)間有關(guān)。
鉛蓄電池的容量
額定容量:在規(guī)定的工作條件下,蓄電池能放出的最低電量稱為額定容量。固定型鉛蓄電池規(guī)定的工作條件為:10小時(shí)率電流放電,電解液溫度為25℃,放電終了電壓為1.8V。
實(shí)際容量:在的放電電流、電解液溫度和放電終了電壓等條件下,蓄電池實(shí)際上放出的電量稱為實(shí)際容量。
蓄電池以恒定電流放電時(shí),實(shí)際容量(Q實(shí))等于放電電流(I放)和放電時(shí)間(t放)的乘積。
影響電池容量的因素
鉛蓄電池容量主要由極板上能夠參加化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)的數(shù)a決定。但對(duì)使用者而言,影響蓄電池容量的主要因素是放電電流、電解液的溫度和濃度。同一鉛蓄電池在不同放電率下,放出的容量不同。放電率越高,放電電流越大,蓄電池放出的容量越小;反之,則放出的容量就大。為避免蓄電池深度放電,放電率低于正常放電率時(shí),要適當(dāng)提高放電終了電壓。
電解液的溫度在-15C-45℃的范圍內(nèi),溫度越高,蓄電池的容量越大。常溫下使用的蓄電池,一般以25℃為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算容量。在l0℃-35℃范圍內(nèi),溫度每升髙或降低一度,蓄電池的容量就約增大或減小額定容量的0.008倍。
電解液必須有一定的濃度,才能保證電化學(xué)反應(yīng)的需要。電解液還必須具有最小的電阻和最快的擴(kuò)散速度,才能使蓄電池有足夠大的容量。電解液濃度適當(dāng)時(shí),15℃時(shí)電解液密度應(yīng)在1.20-1.30范圍內(nèi),若高于1.30,電解液對(duì)極板和隔板的腐蝕作用增大,會(huì)使蓄電池的容量下降,壽命縮短。
(2)充電率和放電率
①充電率。鉛蓄電池充電到終了電壓的速度稱為充電率,用時(shí)間表示。通常以10小時(shí)率作為正常充電率,充電電流為蓄電池額定容量除以10h.例如,蓄電池的額定容量為300Ah,10小時(shí)率充電電流為:
充電率對(duì)鉛蓄電池的端電壓影響很大。充電率高,即充電電流大,鉛蓄電池的端電壓上升的速度很快,充電終了電壓較高;反之,端電壓上升速度慢,充電終了電壓較低。因此,充電終了電壓并不是固定的,而是隨充電率而變的。
②放電率。鉛蓄電池放電到終了電壓的速度稱為蓄電池的放電率,通常以時(shí)間表示。例如,額定容量為300Ah的鉛蓄電池,限定用10h將其容量放完,這種放電速率就稱為10小時(shí)率,放電電流稱為10小時(shí)率電流,其數(shù)值是額定容量除以10h,即
放電率越高,即放電電流越大,蓄電池端電壓下降的速度越快。但端電壓迅速下降并不表示蓄電池的容量已經(jīng)放完,因?yàn)榇藭r(shí)只有極板表面的活性物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),極板深處大量的活性物質(zhì)還沒有發(fā)生反應(yīng),還有容量可放出,所以大電流放電時(shí),放電終了電壓要低一些。
放電率低,即放電電流小,蓄電池端電壓下降的速度慢。如不提高放電終了電壓,就會(huì)使放出的容量超過額定容量,造成深度放電,導(dǎo)致極板硫化,甚至彎曲、斷裂。
通常把10小時(shí)率作為蓄電池的正常放電率。蓄電池的額定容量就是指蓄電池在10小時(shí)率放電時(shí)所能放出的容量。依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn),放電時(shí)間率有20、10、5、3、1、0.5小時(shí)率及分鐘率,分別表示為:20Hr、10Hr、5Hr、3Hr、2Hr、lHr、0.5Hr等。放電電流率是為了比較標(biāo)稱容量不同的蓄電池放電電流大小而設(shè)立的,通常以10小時(shí)率電流為標(biāo)準(zhǔn),用ID表示,3小時(shí)率及1小時(shí)率放電電流則分別以I3、I1表示。
(3)鉛蓄電池的自放電
在外電路斷開時(shí),鉛蓄電池容量自然損失的現(xiàn)象稱為自放電。鉛蓄電池的自放電現(xiàn)象主要是由電池內(nèi)部的局部放電引起的,電解液溫度、濃度偏高或有害雜質(zhì)較多是影響鉛蓄電池I通信專業(yè)實(shí)務(wù)一設(shè)備環(huán)境的自放電的主要因素。
(4)鉛蓄電池的使用壽命和效率
鉛蓄電池使用中,由于活性物質(zhì)脫落、硫化以及隔板腐蝕等原因,容量將逐漸降低。容量降低到額定容量的70%-80%后,就認(rèn)為壽命結(jié)束了。當(dāng)采用浮充運(yùn)行方式、維護(hù)較好時(shí),可延長(zhǎng)鉛蓄電池的使用壽命。
鉛蓄電池的效率通常分為容量效率和電能效率。容量效率是放出的容量與充入的容量之比,也就是放電時(shí)間與放電電流乘積和充電電流與充電時(shí)間乘積之比。電能效率是放電時(shí)輸出電能與充入的電能之比,也就是放電電流、平均放電電壓及放電時(shí)間的乘積與充電電流、平均充電電壓和充電時(shí)間乘積之比。
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