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测量充电水平?电荷水平对凝固点的影响?

发布时间:2023-06-05 15:48:04

铅酸电池充电

在充满电的状态下,负极板由铅构成,正极板由二氧化铅构成。

电解液中含有浓度较高的硫酸水溶液,储存了大部分的化学能。

以高充电电压过度充电会通过电解水产生氧气和氢气,水会冒泡并流失。

某些类型的铅酸电池的设计允许检查电解液液位并用纯水加满以补充任何以这种方式丢失的电解液。

测量充电水平

由于电解液参与充放电反应,这种电池与其他化学电池相比有一个主要优势:

仅通过测量电解液的比重来确定充电状态相对简单;
随着电池放电,比重下降。

一些电池设计包括使用不同密度的彩色浮球的简单比重计。

当用于柴电潜艇时,会定期测量比重并将其写在控制室的黑板上,以指示潜艇可以在水中停留多长时间。

电池的开路电压也可用于衡量充电状态。如果可以访问到各个电池的连接,则可以确定每个电池的充电状态;

这可以提供关于电池整体健康状态的指导,否则可以评估整体电池电压。

电荷水平对凝固点的影响

由于凝固点降低,当电池电量低且硫酸浓度相应较低时,电解质更容易在寒冷的环境中冻结。

离子运动

在放电过程中,负极板产生的 H+ 移动到电解质溶液中,然后在正极板被消耗,而 HSO−4 在两个极板都被消耗。

在充电期间发生相反的情况。这种运动可以是电驱动质子流或 Grotthuss 机制,或通过介质扩散,或通过液体电解质介质的流动。

由于当硫酸浓度较高时电解质密度较大,因此液体将倾向于通过对流进行循环。

因此,液体介质电池往往比其他类似的凝胶电池更有效地快速放电和快速充电。

常用电压

IUoU 电池充电是铅酸电池的三阶段充电程序。铅酸电池的标称电压为每节电池 2 V。

对于单个电池,电压范围可以从完全放电时加载的 1.8 V 到完全充电时开路时的 2.10 V。

浮动电压因电池类型(即富液电池、凝胶电解质、吸附玻璃垫)而异,范围为 1.8 V 至 2.27 V。

均衡电压和硫酸电池的充电电压范围为 2.67 V 至近 3 V。

具体给定电池的值取决于设计和制造商的建议,通常在 20 °C (68 °F) 的基线温度下给出,需要根据环境条件进行调整。


铅酸电池于1859年由法国物理学家Gaston Planté发明,是最早的可充电电池。


尽管具有非常低的能量重量比和低能量体积比,但其提供高浪涌电流的能力意味着电池具有相对较大的功率重量比。

这些特性连同它们的低成本,使它们在机动车辆中具有吸引力,可提供启动马达所需的大电流。

由于与新技术相比,铅酸电池价格低廉,因此即使在浪涌电流不重要且其他设计可以提供更高能量密度的情况下,铅酸电池也被广泛使用。

1999 年,铅酸电池销售额占全球(不包括中国和俄罗斯)电池销售价值的 40-45%,相当于约 150 亿美元的制造业市场价值。

大型铅酸设计广泛用于手机信号塔的备用电源、医院等高可用性环境以及独立电源系统的存储。

对于这些角色,可以使用标准单元的修改版本来缩短存储时间并减少维护要求。

凝胶电池和吸收式玻璃垫电池在这些角色中很常见,统称为 VRLA(阀控铅酸)电池。

在充电状态下,电池的化学能储存在负极纯铅和正极PbO2加上硫酸水溶液之间的电位差中。

铅酸电池放电产生的电能可归因于水 (H2O) 分子的强化学键由酸的 H+ 离子和 PbO2 的 O2- 离子形成时释放的能量。

相反,在充电过程中,电池充当水分解装置。

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