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蓄電池電壓與電池能夠輸出能量的大小有關(guān)
蓄電池的電壓指的是蓄電池在開路時(shí)正負(fù)極之間的電動(dòng)勢之差,與蓄電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)有關(guān),其直接反映了蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)。蓄電池電壓與電池能夠輸出能量的大小有關(guān),一般情況下電壓越大的蓄電池能夠輸出的能量越大。蓄電池需設(shè)置放電終止電壓,因?yàn)楫?dāng)蓄電池容量不足后,若繼續(xù)放電將會大大縮短蓄電池的使用壽命,所以在蓄電池放電過程中,一旦其兩端電壓達(dá)到終止電壓,則需停止放電并對蓄電池進(jìn)行充電。對于蓄電池的充電過程,蓄電池兩端電壓越大,蓄電池充滿電的時(shí)間越短。而當(dāng)蓄電池接近充滿狀態(tài)時(shí),若繼續(xù)使用過大的電壓對其充電,可能導(dǎo)致過充,破壞蓄電池內(nèi)部。因此,在蓄電池接近充滿狀態(tài)時(shí),應(yīng)使用浮充電壓對其充電。浮充電壓可使蓄電池處于小電流充電狀態(tài),充電電流對蓄電池的自放電進(jìn)行補(bǔ)償。浮充電壓過高會導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部失水,浮充電壓過低又會造成蓄電池充電不足而極板硫化。因此,在蓄電池運(yùn)行過程中,應(yīng)對浮充電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償,使得蓄電池充電電流一直處于佳流量。
蓄電池充放電過程中,化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生一定熱量
在蓄電池充放電過程中,化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生一定熱量,使得蓄電池的溫度升高。當(dāng)蓄電池內(nèi)部溫度變高時(shí),其電解液的滲透能力變大,離子運(yùn)動(dòng)加快,蓄電池活性物質(zhì)利用率變高,蓄電池的容量增加。但是蓄電池內(nèi)部溫度過高也加速了蓄電池電極的腐蝕,導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體增加、電解液變少。而當(dāng)蓄電池溫度過低時(shí),電解液會變得黏稠,滲透能力變小,離子擴(kuò)散能力變?nèi)酰沟眯铍姵鼗钚晕镔|(zhì)不能完全反應(yīng),電解液阻值變大,蓄電池容量降低。此外,蓄電池的溫度與浮充電壓有關(guān),當(dāng)溫度升高時(shí),蓄電池浮充電壓會略微下降。在實(shí)踐中由于蓄電池內(nèi)部溫度難以測量,通常采用蓄電池放置場地的環(huán)境溫度。
普通鉛酸電瓶的工作原理
普通鉛酸電瓶:由正負(fù)極板、隔板、殼體、電解液和接線樁頭等組成,極板柵架用鉛銻合金制造。在電瓶使用過程中,柵架上的銻會污染負(fù)極板上的海綿狀純鉛,減弱了完全充電后蓄電池內(nèi)的反電動(dòng)勢,造成水的過度分解,大量氧氣和氫氣分別從正負(fù)極板上逸出,使電解液減少。所以在使用一段時(shí)間后要補(bǔ)充硫酸,使電解質(zhì)保持含有22~28%的稀硫酸。
工作原理:在汽車電瓶中,海綿狀的鉛板為負(fù)極,二氧化鉛板為正極,用22~28%的稀硫酸作電解質(zhì)。電池放電時(shí),金屬鉛是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),被氧化為,二氧化鉛是正極,發(fā)生還原反應(yīng),被還原為。電池充電時(shí),兩極分別生成鉛和二氧化鉛。在充電時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,放電時(shí)化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。
蓄電池的工作過程就是電能和化學(xué)能的轉(zhuǎn)化過程
蓄電池的工作過程就是電能和化學(xué)能的轉(zhuǎn)化過程,放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
1)放電過程
正極板具有正電位,約為2.0V;負(fù)極板具有負(fù)電位,約為-0.1V,正負(fù)兩極之間就存在2.1V的電壓。
當(dāng)電池外圍行車電路回路時(shí),在電壓的作用下電流從正極流向負(fù)極,此時(shí)正極和負(fù)極的活性物質(zhì)不斷與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),正負(fù)極上的鉛逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?,電壓也逐漸降低。
2)充電過程
充電時(shí),蓄電池與直流電源連接,電池正極接電源正極,電池負(fù)極接電源負(fù)極。
此時(shí)電流流向正極,正負(fù)極上的逐漸還原成二氧化鉛和純鉛,充電過程會持續(xù)到極板上的活性物質(zhì)完全恢復(fù)到放電前的狀態(tài)為止。