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蓄電池的工作特性曲線

小知識工作特性蓄電池

蓄電池的工作特性包括：靜止電動勢、內阻、充電特性和放電特性 。

1.靜止電動勢
定義：蓄電池在靜止狀態下（充電或放電后靜止2～3小時），正負極板間的電位差稱靜止電動勢，用e0(ej)表示．
測量方法：
（1）用直流電壓表或萬用表的直流電壓檔直接測得；
（2）測出電解液密度，然后用經驗公式求得 。
【蓄電池的工作特性曲線】 e0=0.85+ρ25℃
e0:蓄電池的靜止電動勢;ρ25℃：25℃時的電解液相對密度
在實際使用中，蓄電池電解的溫度受環境溫度的影響，不可能總保持在25℃，這樣就必須將任意溫度時的相對密度換算成25℃時的相對密度 。換算公式如下：
ρ25℃=ρt+β(t—25)
ρt：電解液任意溫度下的實測相對密度；β：相對密度溫度系數， β=0.00075; t：實測相對密度時的電解液溫度 。

2.內電阻
鉛蓄電池的內電阻包括:電解液電阻、極板電阻、隔板電阻、聯條電阻 。
（1）極板電阻：正常使用條件下，極板電阻很小，只有極板發生硫化故障時，極板的電阻才明顯增大；
（2）電解液電阻：電解液電阻與電解液的溫度、密度有關 。密度大、溫度低，電解液的粘度增大，滲透力下降，電解液的電阻增大；
（3）隔板電阻：隔板電阻主要取決于隔板的材料、厚度及多孔性；
（4）聯條電阻：采用穿壁式結構后，電阻可以忽略不計 。

3.蓄電池的充電特性
定義:在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓v、電動勢e和電解液密度隨時間變化的規律 。
蓄電池的充電過程可分為以下四個階段:（圖1-8）
(1)迅速上升階段:充電開始，在極板的孔隙表層中首先形成硫酸，且來不及向外擴散，致使孔隙中的電解液密度增大.此階段蓄電池的端電壓和電動勢迅速增大
(2)穩定上升階段:充電至孔隙中產生硫酸的速度和向外擴散硫酸速度相同時，蓄電池的端電壓和電動勢隨整個容器內電解液密度的上升而緩慢上升.
(3)急劇上升階段:端電壓上升致2.3～2.4v時，極板上可能參加變化的活性物質大多恢復為二氧化鉛和鉛，若繼續充電，則電解液中的水被電解成h2和o2，以氣泡形式放出，形成“沸騰” 。但是氫離子在負極板處與電子的結合不是瞬時完成的，于是在負極板處就積聚了大量的氫離子，使電解液與極板間產生了附加電位差（0.33v），因而端電壓上升到了2.7v.
(4)急劇下降階段：端電壓上升到2.7v后應停止充電 。若繼續充電，則稱為過充電 。過充電會產生大量的氣泡從極板孔隙中沖出，導致活性物質脫落，蓄電池的容量下降 。
停止充電后，電源電壓消失，積聚在負極板周圍的氫離子形成氫氣逸出，孔隙內的硫酸向外擴散，電解液混合均勻，端電壓迅速下降到穩定值 。
（5）充電終了：
充電終了的標志是：電解液呈沸騰狀（氫氣和氧氣的溢出）；電解液密度上升至最大值，且2～3小時內不再上升；單格電池的端電壓上升至最大值（2.7v），且2～3小時內不再上升.

4．蓄電池放電特性
蓄電池的放電特性是指恒流放電時，蓄電池的端電壓、電動勢和電解液密度隨時間變化的規律 。ρ
蓄電池的整個放電過程可分為以下4個階段:（圖1-9）
(1)開始放電階段
開始放電時，化學反應在極板孔內進行，首先消耗的是極板孔內的硫酸，而該范圍內硫酸很有限，此時外圍硫酸來不及向內補充，所以極板孔內電解液密度迅速下降(電動勢迅速
下降) ，端電壓迅速下降 。

(2)相對穩定階段
隨著極板孔隙內電解液密度的不斷下降，孔隙內外電解液的密度差不斷增大，在密度差的作用下，硫酸向孔隙內的擴散速度也隨之加快，從而使放電電壓和放電電流得以維持 。當孔隙外補充的硫酸和孔隙內部消耗的硫酸基本相等時，極板孔隙內外的密度差將基本保持一定 。此時孔隙內電解液密度將隨著孔隙外電解液密度一起下降，端電壓也按近似直線規律緩慢下降 。

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