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新能源汽车电池(7)

2018-07-04 10:59:53 网络整理 阅读:103 评论:0

氢氧化铅〔Pb(OH4〕),氢氧化铅由4价的铅正离子(Pb4+)和4个氢氧根〔4(OH)-〕组成。4价的铅正离子(Pb4+)留在正极板上,使正极板带正电。由于负极板带负电,因而两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。当接通外电路,电流即由正极流向负极。在放电过程中,负极板上的电子不断经外电路流向正极板,,这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子(H+)和硫酸根负离子(SO42-),在离子电场力作用下,两种离子分别向正负极移动,硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅(PbSO4)。在正极板上,由于电子自外电路流入,而与4价的铅正离子(Pb4+)化合成2价的铅正离子(Pb2+),并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上。随着蓄电池的放电,正负极板都受到硫化,同时电解液中的硫酸逐渐减少,而水分增多,从而导致电解液的比重下降在实际使用中,可以通过测定电解液的比重来确定蓄电池的放电程度。在正常使用情况下,铅蓄电池不宜放电过度,否则将使和活性物质混在一起的细小硫酸铅晶体结成较大的体,这不仅增加了极板的电阻,而且在充电时很难使它再还原,直接影响蓄池的容量和寿命。铅蓄电池充电是放电的逆过程。

铅蓄电池的工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好(尤其适于干式荷电贮存)、造价较低,因而应用广泛。采用新型铅合金和电解液添加纳米碳溶胶,可改进铅蓄电池的性能。如用铅钙合金作板栅,能保证铅蓄电池最小的浮充电流、减少添水量和延长其使用寿命;采用铅锂合金铸造正板栅,则可减少自放电和满足密封的需要。此外,开口式铅蓄电池要逐步改为密封式,并发展防酸、防爆式和消氢式铅蓄电池。

铅晶蓄电池

铅晶蓄电池应用的是专有技术,所采用的高导硅酸盐电解质是传统铅酸电池电解质的复杂性改型,无酸雾内化成工艺是定型工艺的革新。这些技术工艺均属国内外首创,该产品在生产、使用及废弃物中都不存在污染问题,更符合环保要求,由于铅晶蓄电池用硅酸盐取代硫酸液作电解质,从而克服了铅酸电池使用寿命短,不能大电流充放电的一系列缺点,更加符合动力电池的必备条件,铅晶电池也必将对动力电池领域产生巨大的推动作用。

铅晶蓄电池较铅酸电池具有无可比拟的优越性:

1.铅晶电池的使用寿命长

一般铅酸电池循环充放电都在350次左右,而铅晶电池在额定容量放电60%的前提下,循环寿命700多次,相当于铅酸电池寿命的一倍。

2.高倍率放电性能好

特殊的工艺使铅晶电池具有高倍率放电的特性,一般铅酸电池放电只有3C,铅晶电池放电最大可以达到10C。

3.深度放电性能好

铅晶电池可深度放电到0V,继续充电可恢复全部额定容量,这一特性相对铅酸电池来讲是难以达到的境界。

4.耐低温性能好

铅晶电池的温度适应范围比较广,从-20—50℃都能适应,特别是在-20℃的情况下,放电能达到87%。对广大低温地区是不可多得的首选佳品。

5.环保性好

铅晶电池所采用的新材料、新工艺和新配方,不存在酸雾等挥发的有害物质,对土地、河流等不会造成污染,更加符合环保要求。

铁镍蓄电池

也叫爱迪生电池。铅蓄电池是一种酸性蓄电池,与之不同,铁镍蓄电池的电解液是碱性的氢氧化钾溶液,是一种碱性蓄电池。其正极为氧化镍,负极为铁。电动势约为1.3~1.4伏。其优点是轻便、寿命长、易保养,缺点是效率不高。

镍镉蓄电池

正极为氢氧化镍,负极为镉,电解液是氢氧化钾溶液。

其优点是轻便、抗震、寿命长,常用于小型电子设备。

原电池

经一次放电(连续或间歇)到电池容量耗尽后,不能再有效地用充电方法使其恢复到放电前状态的电池。特点是携带方便、不需维护、可长期(几个月甚至几年)储存或使用。原电池主要有锌锰电池、锌汞电池、锌空气电池、固体电解质电池和锂电池等。锌锰电池又分为干电池和碱性电池两种。

电池的理论充电时间

电池的理论充电时间:电池的电量除以充电器的输出电流。例如:以一块电量为800MAH的电池为例,充电器的输出电流为500MA那么充电时间就等于800MAH/500MA=1.6小时,当充电器显示充电完成后,最好还要给电池大约半个小时左右的补电时间。

常用术语

放电

电池向外电路输送电流的过程。放电方法可分为恒流放电和恒阻放电,也可分为连续放电与间断放电。连续放电是在规定放电条件下,连续放电至终止电压的放电方法。间断放电是电池在规定的放电条件下,放电间断进行,直到所规定的终止电压为止的放电方法。 放电容量:电池在标准规定条件下的放电电量或有效工作时间。 储存寿命:电池在规定条件下储存结束时,电池仍能保持规定的性能的储存期限。 电池极端:电池连接外电路的部件。 电动势:组成电池的两个电极的平衡电位之差。它反映电池对外作电功大小的可能性。

短路

电池正、负极直接连通。 短路电流:电池短路后一瞬间流过的电流。 放电率:放电率指放电时的速率,常用“时率”和“倍率”表示。时率是指以放电时间(h)表示的放电速率,即以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数。例如,电池的额定容量为30 Ah,以2A电流放电,则时率为30 Ah/2 A =15 h,称电池以15小时率放电。倍率指电池在规定时间内放出其额定容量时所输出的电流值,数值上等于额定容量的倍数。例如,2倍率的放电,表示放电电流数值为电池容量的2倍。如电池容量为3 Ah,那么放电电流应为2x3二6 Ao可见,如果将2倍率放电换算成小时率,则是3 Ah/6 A = 1/2小时率。时率和倍率在数值上互为倒数。 放电深度DOD(depth of discharge):放电容量与额定容量之比的百分数。 活性物质:电池放电时,能进行氧化或还原反应而产生电能的电极材料。

充电

将外电路输人蓄电池的电能转化为化学能储存起来的操作过程。 充电率:蓄电池在规定时间内充到额定容量所需的电流值,或在一定电流下充到额定容量所需的时间。与放电率类似,一般用倍率(若干C)或时率表示。 恒压充电:充电时,保持充电器端电压始终不变的一种充电方法。 恒流充电:充电时,充电电流保持不变的一种充电方法。 极化:极化是电池由静止状态(电流i二0)转人工作状态(i > o)产生的电池电压、电极电位的变化现象。电压与电流的乘积等于功率,再乘以电池运行时间即为输出电能,所以极化现象反映了由静止状态转人工作状态的能量损失大小,因此极化损失越小越好。常见的极化现象有阳极极化、阴极极化、欧姆极化(电阻极化)、浓差极化和电化学极化等。极化现象也可以理解为对平衡现象的偏离。热力学平衡过程与可逆现象紧密相连。可逆过程或平衡过程的变化率是很小的,但实际过程必须有一定的速率,有时还要求有很高的速率。例如现代对电动汽 。

极化现象

车的要求之一是必须有大电流放电。即要求反应速率很大,这样必然产生偏离平衡值的现象,即极化现象。电池的电阻有电解质的电阻、电极材料的电阻,甚至还有由于反应产物的附着(如氢氧化物沉淀在电极上)造成的电阻等,欧姆极化即指由此引起的极化。浓差极化是电化学反应进行时作用物浓度的变化造成电极电位对平衡值的偏差。阳、阴极极化指电池进人工作状态后阳、阴极电位偏离静止状态值的现象。任何电极过程均包含一个或几个反应质点接受电子或失去电子的过程,由这一过程引起的极化称之为电化学极化。

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