Архив WinRAR_1 / 3 - Электорооборудование / 54 - электрические характеристики АКБ
.doc1.4. Основные параметры аккумуляторной батареи
К основным параметрам аккумуляторной батареи относятся электродвижущая сила Eб , напряжение U , внутреннее сопротивление R , емкость С , коэффициент отдачи Кс.
ЭДС аккумуляторной батареи называется разность потенциалов при разомкнутой внешней цепи. Она зависит от химических свойств веществ, из которых изготовлены электроды и электролит, а также от плотности электролита с точностью, достаточной для практических целей:
E = 0,84 +
где - плотность электролита, г/см3, при Т = 25 °С.
Для свинцовых аккумуляторов, в которых плотность электролита составляет 1,09...1,31 г/см3, ЭДС равна 1,93...2,15 В. Изменение температуры электролита мало влияет на значение ЭДС. На практике более важным параметром является напряжение аккумуляторной батареи, которое при разряде ниже, а при заряде выше ЭДС на значение падения напряжения на внутреннем активном сопротивлении и на электродной поляризации. Напряжение аккумулятора при заряде:
Uз = Еа + Еn + J3Ra , а при разряде Up = Ea - En - JpRa ,
Ea , En - ЭДС соответственно аккумулятора и поляризации ;
Jз , Jp - ток соответственно заряда и разряда; Rо - внутреннее сопротивление аккумулятора.
Поляризацией называется явление изменения потенциала электрода под действием прохождения тока.
Внутреннее сопротивление Ra аккумулятора представляет собой в основном сумму омического сопротивления и сопротивления поляризации : Ra= Ro + Rn.
Омическое сопротивление складывается из сопротивления электродов, электролита, сепараторов, межэлементных соединений и полюсных выводов.
Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от степени его разряженности, температуры и силы тока. Сопротивление возрастает по мере разрядки аккумулятора и понижении температуры. С увеличением тока (заряда или разряда) внутреннее сопротивление уменьшается. Это связано с уменьшением сопротивления поляризации.
По мере разряда свинцово-кислотной аккумуляторной батареи выделяющийся сернокислый свинец PbSO4 являясь плохим проводником, значительно повышает сопротивление пластин, одновременно уменьшает сечение пор и затрудняет диффузию кислоты в поры. Все это значительно (в 2 - 3 раза) увеличивает сопротивление аккумуляторной батареи в конце разряда. По мере заряда сопротивление батареи уменьшается и достигает первоначального значения.
Значительное влияние на сопротивление батареи оказывает coпротивление электролита, которое зависит от температуры и концентрации. Электролит имеет минимальное сопротивление, плотность = 1,225 г / см3 при температуре 15 °С.
Сопротивление сепараторов зависит от их пористости и толщины. На сопротивление поляризации влияет, в основном, сила тока, протекающего через аккумулятор, при этом изменяется величина зарядов на поверхности электродов и в электролите - в двойном электрическом слое и соответственно изменяются электрические потенциалы.
Емкость аккумуляторной батареи - это количество электричества , выраженное в ампер-часах, второе можно получить при данных условиях разряда (температура, сила тока, плотность). По ГОСТ 9590-71 номинальная емкость С20 гарантируется при непрерывном 20 -часовом разряде батареи током, равным 0,05 С20 , до напряжения 1,75 В.
При определении емкости не допускается разряд аккумуляторной батареи до нулевого значения напряжения, так как при глубоком разряде сернокислый свинец закрывает поры пластин, электролит не проникает в глубину пор, а в активной массе пластин появляются трещины.
Емкость аккумулятора зависит от количества активных материалов, режима разряда, температуры и плотности электролита и др.
При разряде аккумулятора его емкость будет тем меньше, чем больше разрядный ток. Особенно это проявляется при включении стартера. С увеличением разрядного тока образуется большое количество воды, поэтому плотность электролита в порах значительно снижается. Следовательно, поверхностные слои электродов будут омываться более плотным электролитом, а значит, вследствие более интенсивного участия их в химических процессах, быстрее разряжаться. Образующийся при этом сернокислый свинец закупоривает поры активного вещества, задерживая поступление свежего электролита внутри электродов.
Емкость в значительной степени зависит от температуры. Со снижением температуры электролита разрядная емкость аккумулятора падает вследствие увеличения вязкости электролита, что затрудняет eе проникновение в поры глубоких слоев активного вещества электродов. При этом поверхностные слои активного вещества быстрее преобразуются в кристаллы PbSO4, которые закрывают поры активного вещества, а поэтому химическая энергия, запасенная в глубоких слоях электродов, полностью не используется, а разрядная емкость батареи понижается.
В режиме стартерного разряда при отрицательной температуре емкость батареи резко снижается. Если разряд вести с перерывами, то емкость аккумуляторной батареи окажется больше, так как перерыв позволяет кислоте продифундировать в глубокие поры активного вещества пластин.
Коэффициент отдачи по емкости Кс - отношение числа ампер-часов, отданных при разряде, к числу ампер-часов, полученных аккумуляторной батареей при заряде (для стартерных батарей он равен 0,85).