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1.3 蓄电池的工作特性

要使蓄电池得到合理使用,必须掌握它的工作特性,即蓄电池的静止电动势、内阻和充放电特性的变化规律。

1.3.1 蓄电池的静止电动势

在蓄电池内部工作物质的运动处于暂时的平衡状态时,在静止状态下(指不充电、不放电的情况)蓄电池正、负极板的电位差(即开路电压)称为蓄电池的静止电动势,其大小取决于电解液的相对密度和温度。

蓄电池电解液的相对密度在充电时增高,放电时下降,一般在1.12~1.38g/cm3之间波动,因此蓄电池的静止电动势也相应地在1.97~2.15V之间变化。

1.3.2 蓄电池的内阻

蓄电池内阻的大小反映了蓄电池带负载的能力。在相同条件下,内阻越小,输出电流越大,带负载能力越强。蓄电池内阻包括极板、隔板、电解液、铅连接条和极桩等的电阻。

极板电阻在完全充电状态下是很小的,但随着蓄电池放电程度的增加,覆盖在极板表面的PbSO4增多,极板电阻会随之增大。

电解液的电阻与电解液的温度和密度有关。温度降低时会因电解液的黏度增大、渗透能力下降而引起电阻增加。而电解液的密度过高或过低时,均会导致电阻增大。当密度为1.208g/cm3(25℃)时,电阻值相对较小。

1.3.3 蓄电池的充放电特性

1.蓄电池的放电特性

蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中,蓄电池的端电压U和电解液密度等参数随时间而变化的规律。电池在放电过程中,其电压逐渐降低,内阻逐渐增大。蓄电池容许的放电终止电压与放电电流强度有关。放电电流越大,则放完电的时间越短,而允许的放电终止电压越低。如果达到放电终止电压后,继续放电,蓄电池将会损坏。过度放电的蓄电池在充电后无法恢复到原始状态。

蓄电池放电终了的特征是:(1)电解液相对密度下降到最小许可值(约1.1 g/cm3)。(2)单体电池的端电压降至放电终止电压(以20h放电率放电,单格电压降至1.75V)。

2.蓄电池的充电特性

蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中,蓄电池的端电压U和电解液密度等参数随充电时间变化的规律。在蓄电池的充电过程中,单个电池最高电压可以达到2. 4V,极板的活性物质全部参与反应,如果继续充电,会使电解液中的水电解成氢气和氧气,从而导致电解液发生变化,而使蓄电池性能下降甚至损坏。所以不能对蓄电池进行过度充电。

蓄电池充电终了的特征是:(1)蓄电池内产生大量气泡,呈“沸腾”状。(2)蓄电池端电压和电解液相对密度均上升至最大值,且2~3h内不再增加。