影响铅酸蓄电池容量的因素 王义明 电池容量等于放电电流与放电时间的乘积,一般用安时(Ah)表示,影响容量的因素,大致可分为两类: 一、 设计生产工艺上的因素 1、 活性物质的量 2、 极板厚度 3、 活性物质孔率 4、 活性物质真实表面积 5、 极板中心距 6、 活性物质组成 二、 使用时的因素――放电条件的因素 1、 放电电流密度――即放电速度 2、 放电终止电压 3、 电解液温度 4、 电解液浓度 影响容量首先是放电的问题,充电的影响是间接的。 首先我们看看放电: 放电时,电池端电压 E 要下降,当端电压下降到终止电压时,放电就终止了(图一),电池的容量与端电压 e 降低的快慢有密切关系。放电时,正电流从电池正端流经负载,到电池负端,再经电解液从负极回到正极,因之,负极点电位比正极点电位高即高出 IR。 E+E-+IR=E+或E=E+-E--IR 端电压E=(E+-E-)-IR ··············(1) 其中:E+为正极电位、E-为负极电位、I 为电流、R 为内阻 放电过程中 E+变负(即减少),E-变正(即增加),内阻 R 增大,所以端电压E 下降。 放电时:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 从这个反应式可知,放电时生成了不导电的 PbSO4,它覆盖住活性物质的部分表面,使导电截面积减少,因而内阻 R 增大。 正极电位 E+与负极电位 E-之所以变化,是由于浓度极化 ŋC 及电化学极化 ŋe,即: E+=E+平+(ŋ+C+ŋ+e) E+平为正极平衡电极电位·····(2) E-=E-平+(ŋ-C+ŋ-e) E-平为正极平衡电极电位····(3) 放电时,ŋ+C 及 ŋ+e都是负值,所以正极电位 E+变负(即减少),ŋ-C+ŋ-e都是正值所以负极变正(即增加)。 从上面反应式可看出消耗 H2SO4,因而电极表面附近浓度降低,这个浓度降低愈利害,浓度极化越大,H2SO4 从电解液扩散进来补充的快,可以延缓电极附近 H2SO4 浓度的降低,因而减少浓度极化,扩散截面积 A 愈大,扩散距离 I 愈短,电解液浓度愈大,扩散系数 D愈大,扩散补充的速度就愈大。反应面积 S 愈大,真实电流密度愈小,电化学极化就愈小。 浓度极化小、扩散速度大、电化学极化小,从(1)、(2)、(3)式,短电压E 的降低慢,电池容量会相应增加,下面将从这些观点来剖析各个因素的影响。 1、活性物质量的影响 一个电池的活性物质量确定了,它理论上提供多少安时的电量就确定了,涂板时,每个电极片有多少活性物质就确...