電池放電容量

電池放電容量

電池放電容量是指在規定條件下測得的電池輸出的容量值,電池放電是對外輸出電能的過程。

基本信息

定義

在規定條件下測得的電池輸出的容量值。放電容量通常用安時(A·h)或毫安時(mA·h)來表示。

電池放電倍率

一般充放電電流的大小常用充放電倍率來表示,即:充放電倍率=充放電電流/額定容量;例如:額定容量為100Ah的電池用20A放電時,其放電倍率為0.2C。電池放電倍率表示放電快慢的一種量度。所用的容量1小時放電完畢,稱為1C放電;5小時放電完畢,則稱為1/5=0.2C放電。

電池放電

放電曲線 放電曲線

蓄電池放電時端電壓的變化也分為3個階段。在放電初始的很短時間內,端電壓急劇下降,然後端電壓緩慢下降,當接近放電終期時,蓄電池的端電壓又在很短時間內迅速下降。當電壓降到一定值(1.8V左右)時,必須停止放電,否則會導致鉛蓄電池極板硫化,縮短其使用壽命。其中第二階段維持時問越長,鉛蓄電池的特性越好。

在放電之前,蓄電池極板上活性物質微孔中硫酸溶液的密度與本體溶液的密度相等,電池的電壓為開路電壓。

在放電初期,極板微孔中硫酸首先被消耗,微孔內溶液密度立即下降,而本體溶液中的硫酸向微孔內擴散的速度很慢,不能立即補充所消耗的硫酸,使微孔中硫酸濃度下降,故本體溶液與微孔中的溶液形成較大的濃度差,即此階段的濃差極化較大,結果導致電池端電壓明顯下降。隨著濃度差的增大,使硫酸的擴散速度增加,當電極反應消耗硫酸的速度與硫酸擴散的速度相等時,此階段結束。

在放電中期,由於電子移動速度、電極反應速度與硫酸擴散速度基本達成一致,即極化引起的超電壓基本穩定。因此,這個階段蓄電池的端電壓主要與電池的電動勢和歐姆內阻有關。而電動勢與電解液的濃度有關,所以蓄電池端電壓隨電解液濃度的逐漸減小和歐姆內阻的逐漸增大而緩慢下降。

在放電後期,蓄電池正、負極板上的活性物質逐漸轉變成硫酸鉛,並逐步向極板深處擴展,使極板活性物質微孔被體積較大的硫酸鉛阻塞,本體溶液中的硫酸向微孔內擴散變得越來越困難,導致微孔中硫酸的密度急劇下降,因此濃差極化也急劇增大。此外,放電產物硫酸鉛是不良導體,使電池歐姆內阻增大,所以此階段的端電壓下降速度很快。

當端電壓下降到C點後,如果再繼續放電,端電壓下降的速度更快。這是因為微孔中的硫酸濃度由於得不到補充已降至很低,使放電反應無法進行。所以C點為蓄電池端電壓急劇下降的臨界點,即放電終止電壓(1.8V左右),此時應立即停止放電。

當停止放電後,放電反應不再發生,蓄電池本體溶液中的硫酸逐漸向微孔中擴散,使微孔中的溶液濃度逐漸上升,並最終與本體溶液的濃度相等,使電池的開路電壓逐漸上升並穩定在2V左右。

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