鉛酸蓄電池的性能指數(shù)有哪些?
鉛酸蓄電池的性能指數(shù)基本上有以下6個:
開路電壓與工作電壓
1.1開路電壓
電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的電極電勢與負極電極電勢之差。
1.2工作電壓
工作電壓指電池接通負載后在放電過程中顯示的電壓,又稱放電電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。
電池在接通負載后,由于歐姆電阻和極化過電位的存在,電池的工作電壓低于開路電壓。
2 容量
電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量,以符號C表示。常用的單位為安培小時,簡稱安時(Ah)或毫安時(mAh)。電池的容量可以分為理論容量,額定容量,實際容量。
理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池,常用比容量的概念,即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量,單位為Ah/1或Ah/kg。
實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積,單位為Ah,其值小于理論容量。
額定容量也叫保證容量,是按國家或有關(guān)部門頒布的標(biāo)準(zhǔn),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。
3 能量
電池的能量是指在一定放電制度下,蓄電池所能給出的電能,通常用瓦時(Wh)表示。
電池的能量分為理論能量和實際能量。理論能量W理可用理論容量和電動勢(E)的乘積表示,即
W理=C理E
電池的實際能量為一定放電條件下的實際容量C實與平均工作電壓U平的乘積,即
W實=C實U平
常用比能量來比較不同的電池系統(tǒng)。比能量是指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能,單位分別是Wh/kg或Wh/l。
比能量有理論比能量和實際比能量之分。前者指lkg電池反應(yīng)物質(zhì)完全放電時理論上所能輸出的能量。實際比能量為lkg電池反應(yīng)物質(zhì)所能輸出的實際能量。
由于各種因素的影響,電池的實際比能量遠小于理論比能量。實際比能量和理論比能量的關(guān)系可表示如下:
W實:W理·KV·KR·Km
式中Kv-電壓效率; KR-反應(yīng)效率; Km—質(zhì)量效率。
電壓效率是指電池的工作電壓與電動勢的比值。電池放電時,由于電化學(xué)極化、濃差極化和歐姆壓降,工作電壓小于電動勢。
反應(yīng)交通用性表示活性物質(zhì)的利用率。
電池的比能量是綜合性指標(biāo),它反映了電池的質(zhì)量水平,也表明生產(chǎn)廠家的技術(shù)和管理水平。
4 功率與比功率
電池的功率是指電池在一定放電制度下,于單位時間內(nèi)所給出能量的大小,單位為W(瓦)或kW(千瓦)。單位質(zhì)量電池所能給出的功率稱為比功率,單位為W/kg或kW/kg。比功率也是電池重要的性能指標(biāo)之一。一個電池比功率大,表示它可以承受大電流放電。
蓄電池的比能量和比功率性能是電池選型時的重要參數(shù)。因為電池要與用電的儀器、儀表、電動機器等互相配套,為了滿足要求,首先要根據(jù)用電設(shè)備要求功率大小來選擇電池類型。當(dāng)然,最終確定選用電池的類型還要考慮質(zhì)量、體積,比能量、使用的溫度范圍和價格等因素。
5 內(nèi)阻
電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻,極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在,使電池放電時的端電壓低于電池電動勢和開路電壓,充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。電池的內(nèi)阻不是常數(shù),在充放電過程中隨時間不斷變化,因為活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和不斷地改變。
歐姆電阻遵守歐姆定律;極化電阻隨電流密度增加而增大,但不是線性關(guān)系,常隨電流密度和溫度都在不斷地改變。
6電池的使用壽命
在規(guī)定條件下,某電池的有效壽命期限稱為該電池的使用壽命。蓄電池發(fā)生內(nèi)部短路或損壞而不能使用,以及容量達不到規(guī)范要求時蓄電池使用失效,這時電池的使用壽命終止。蓄電池的使用壽命包括使用期限和使用周期。使用期限是指蓄電池可供使用的時間,包括蓄電池的存放時間。使用周期是指蓄電池可供重復(fù)使用的次數(shù)。