铅酸蓄电池(叉车蓄电池电瓶)基本性能可用下列指标来考核或度量:电池电动势、开路电压、终止电压、工作电压、放电电压、容量、比能量、电池内阻、储存性能、使用寿命(浮充寿命、充/放电循环寿命)。
1.4.1电池电动势与电压
1.4.1.1电动势的产生
当铅酸蓄电池与外线路连通时,正、负极上的电化学反应就会自发地进行,当电池中电能与化学能转换达到平衡时,正极平衡电动势E+与负极平衡电动势E-之差即为电池的电动势。它的数值等于达到稳定时的开路电压。当没有离子迁移(转换)或电子流动时,电池电动势为2.04V。通常开路电压是2.0V,也就是通常所谓额定电压。必须注意电池开路电压与电池电动势意义不同,电动势可以根据电池中的反应,利用热力学计算或者测量计算,有明确的物理意义,开路电压数值上接近电动势,要看电池的可逆程度而定。
电池工作电压是指电池有电流通过闭合回路的端电压。
1.42电池容量
电池性能的另一个重要性能指标是电池容量,它表示在一定条件下
(放电率、温度、终止电压等)电池放出的电量,即电池的容量,通常以安培、小时为单位(简称安时,以A·h表示,1A·h=3600C)。
1.43 储存性能与自放电
1.4.3.1 自放电定义与计算
铅酸蓄电池在开路搁置(储存)时,由于电池内部存在杂质等原因,使正、负极分别形成微电池,产生容量损失。具体地说杂质为金属离子,可与负极活性物质构成微电池,发生负极金属溶解与氢气析出,此外还有可能从正板栅合金中溶出杂质。这类杂质如果它的电极电位介于正极与负极电位之间,则会被正极氧化,又会被负极还原。所以有害杂质的存在使正极和负极活性物质逐渐被消耗,致使电池容量损失,这种现象叫自放电。
通常自放电用单位时间内容量降低的百分数表示,即以电池储存前容量为C1o,储存多少时间T(天、月)后C1容量之差与储存时间T之比为自放电速率(%)。
1.4.4循环寿命
电池寿命是一项除容量以外的一项极为重要性能。寿命是指铅酸蓄电池经历一次充电/放电称为一个循环(或一个周期)。具体地说电池在一定放电条件下,电池工作至某一容量(80%)之前,电池所能承受的循环次数称为该电池的循环寿命。铅酸蓄电池还有一种工作方式叫浮充使用方式评价浮充寿命的方法叫浮充寿命,一般以使用时间计,通常储备电源(固定)浮充使用长达10年以上。
对于起动型电池,它属于浅放电,其寿命通常以下面两种方式表述:
过充电耐久能力与循环耐久能力单元数表示寿命。一般按起动型电池规定寿命为3个单元以上循环耐久能力单元与4个以上过充电耐久能力单元。
1.4.5电池内阻
电池内阻有极化内阻与欧姆内阻。a.极化内阻,由化学极化与浓度极化引起。这一内阻是当电池充电或放电过程中,电极产生化学反应或电化学反应时因极化而引起内阻。极化内阻与电池制造工艺、电池设计(结构)活性物质的活性结构等内在因素有关,其次与电池在使用过程中的温度及工作电流大小等外在因素有关。b.欧姆内阻,与电池的构件有关,构件包括极板、隔板、电解液、接线、极柱等,此外还有电池的新旧程度、电池容量大小、装配的工艺等因素有关。
在电池使用过程,电池内阻与工作电流、工作电压、输出能量等因素相关联。总之电池内阻要求越小,电池性能就越好。
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