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蓄電池內阻的測試與重要性

蓄電池內阻

一個蓄電池的內阻通常作為特征參數列出。率放電的蓄電池,其內阻一定很低,否則電流導致的電壓降會過早地限制電池的放電。使用內阻的另一個應用領域是測量導電率,在最近幾年,測量導電率作為測定固定型閥控鉛酸蓄電池狀態的工具引起較大的關注。因為電池內阻不是簡單的歐姆電阻,必須要仔細地考慮“內阻”一詞的含義。電子遷越步驟或電子遷越反應是以電流-電壓曲線顯示其特征的。電流與電壓之間不是線性關系。因此測量一個蓄電池所得到的內阻,不是一個歐姆電阻,而是取決于電流○正向反應和逆向反應的電流-電壓曲線不是對稱的。因此,進行放電反應時蓄電池的內阻是不同于進行充電反應時的內阻。一般情況下,內阻值是指蓄電池放電時的內阻。內阻的大小取決于蓄電池的充電狀態。在低溫下,由于導電率降低和動力學參數的阻滯作用,內阻為此,一個蓄電池的內阻值只能是近似值的,其大小取決于測定方法。一部分內阻是板柵的電阻。

直流方法

在蓄電池實踐中,經常使用直流方法測量蓄電池內阻。這個方法是通過測量不同負載下的端電壓來確定的蓄電池內阻的(直流內阻)。蓄電池用電流i,放電幾秒鐘,測得電壓。然后,放電電流增加至,蓄電池電壓降至。

可以按下列公式計算R;:

R = 5 ?= ?

(3.11)

公式是確定一個歐姆電阻常用的辦法,但在蓄電泡中,測試結果取決于所用電流i和iz以及它們之間的差值,要得到與實際應用有關的,電流i;和i的大小要隨電池的型號而定。

按公式(3.11)所測定的內阻R.包括了電極和電解液內的歐姆電阻,以及電極與電解液之間相界面的過電位。式(3.11)只能用于放電反應,因為它意味著與歐姆電位降相比,過電位相對很小。對于放電反應是成立的。隨著充電的進行,過電位增加,特別是氫析出和氧析出的高過電位將導致一個相應高的內阻,其大小強烈依從于電流的大小而定。

短路電流

當一個單體電池或蓄電池的兩個端子(不當心)相互聯接時,就會有短路電流流過。短路電流是由蓄電池的內阻決定的。短路電流是一個動力學參數,隨著放電的進行很快降低。所公布的數值總是指完全充電的蓄電池。測量方法是按關系曲線,并將所得到的直線外推至零電壓,(近似)測出短路電流。

短路電流代表了蓄電池能夠提供的,并且在短時間內流過用電器的最大電流。短路電流值有助于估算連結蓄電池保險絲的尺寸。

交流方法;電池阻抗;電池電導當頻率為ω的正弦波交流電流過蓄電池時,其復數阻抗由三部分組成。這是一個與頻率相關的復數電阻。蓄電池的電感很小(約為mH或nH),一般可以忽略不計。由于活性物質的表面積大,蓄電池的雙層電容相當高。每平方厘米的真實表面積的電容為10yF,每Ah容量蓄電池的電容可達法拉級。(通常不能與電化學反應引起的電容量嚴格區分開來。)

在電化學研究中,經常使用交流方法測量一個反應的動力學參數。其方法是將測量得到的阻抗值與等效電路圖計算出的阻抗值進行比較而得出的。低頻下的測量實際上與擴散過程和濃差過電位有關。整個阻抗測量的分析是相當困難的,并需要適用于專門測量的復雜的計算程序。原因之一是沒有通用的等效電路圖用于描述一個電極界面的特性。如果這個方法用于整個電池,甚至電池組,情況將是非常復雜的,因為很難將正電極和負電極的影響和所有其他不同零件的影響分開。

正因為如此,實際上蓄電池的阻抗測量一般只限于幾個固定頻率進行測量。經常用lkHz進行電阻的測量,并且使用復數電阻的實數分量作為“阻抗”或“電導”。因為在這樣的頻率下,Cm.數值較高,測量得到的主要是歐姆電阻。用交流方法測量的優點之一是測量時蓄電池不用放電。

隨著放電的進行,可以看到內阻增加。這部分是由酸稀釋引起的,但主要是因活性物質的導電性減小所致。

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