电池 - 7 - 蓄电池的容量

第7章

容量蓄电池

蓄电池的容量是当前由电池，乘以小时这个电流流数得出的积。其中容量测量的单位是安培小时。理论上，一个电池具有容量为40安培小时，如果对其提供10安培了四个小时，并且如果它不能在该段时间结束时，提供任何更多的电流。如果我们只画了5安培从该电池中，它应能提供这种电流8小时。因此，从理论上讲，一个电池的容量应该是相同的，无论什么电流被抽出来。也就是说，电流的安培数，乘以小时的电池的数量，布置该电流应该是恒定的。
然而在实践中，我们没有一个电池放电至较低的电压比1.7每细胞，除了当放电速率高时，例如是这样使用的起动电动机时，就考虑到硫酸盐的量的增加和困难的，这是随后被删除并改为铅和氧化铅。蓄电池的容量的安培小时就可以提供以前的电压下降到低于1.7％的细胞数目，因此测定。这个定义假设放电是一项持续不断的，我们开始使用充满电的电池，直至其电压下降到1.7％的细胞是不断放电。
根据该蓄电池的容量依赖于因素可以被分组在两个主要分类：
设计和电池的构建。
操作条件。

设计与施工。

每个分类可以被细分。根据设计和施工，我们有：
板面的面积。
数量，排列和孔隙率的活性材料。
数量和电解质的实力。
循环电解液。
这些子分类，需要进一步的解释。把他们依次是：
（一）基片表面的面积，这是明显的是，电池的化学和电活动是最大的在板的表面上，因为酸和活性物质的紧密接触位置，和新鲜的酸的供给是更容易获得替换为电池放电而被耗尽。这是一种具有高放电率，如所引起的起动汽车发动机中尤其如此。因此，电池的容量会更大，如果其极板的表面面积增加。与大板的区域更大的量的酸和活性物质是可用的，并增加了容量的结果。
（二）数量，排列和孔隙主动，材料，由于铅及铅过氧化物被改变为硫酸铅在放电时，显而易见的是，这些材料的量越大，时间越长可以将放电继续，并且因此更大的容量。
的活性物质的结构也是很重要的，因为酸和活性物质必须是在接触，以产生电力。因此，该容量将更大的电池，其活性材料是在与酸接触，比1，其中酸达到的活性材料只有一部分的所有。同样重要的是，该板的所有部件均带有相同数量的电流，以使可均匀地使用活性物质。作为这些考虑的结果，我们发现，对活性物质的铅栅格支承，该板由薄的，并且它们具有大的表面积。对于重放电电流，如起动电机的电流，它是必不可少的，有很大的表面积。厚板与较小的表面区域是比较适合低放电率。
自的活性物质的内部部分必须有充足的和酸的容易可再生电源，活性材料必须以该扩散可能是容易和快速的是多孔的。
（三）数量和电解质的力量。有足够的电解质，以便酸可能不会耗尽，而现在还有相当大的活性物质是非常重要的。电解质的供给不足，使得不可能获得来自电池的全部容量。在另一方面，过多的电解质，由于无论是填充到电池过满，或者到具有在一个罐子保存过多的电解质，结果在增加容量最多的板块容量的限制板。，存在这样的危险存在，但是因为与过量电解液的极板会前电解液的比重降低到1.150排出。这导致了与随之而来的麻烦，这将在后面的章节中更详细地描述了电池的放电。
它是一种普遍的习惯，考虑放电时电解液的比重已经下降到1.150的电池，并且，它是完全充电时，电解液的比重已上升到1.280-1.300。这是真实的在温带气候。在热带国家，这可能会为这个目的被定义为那些国家中，温度不会低于冰点，完全充电的电池的比重为1.200到1.230。板的条件，但是，充电或放电状态的真实指示器。与电解质的正确金额，其比重为1.150，当板已经出院就因为它被认为是安全的，并且是1.280-1.300当板完全充电。当电解质，因此倒入电池中，至关重要的是，它包含的，以便其比重的读数是在板的条件的真实指示器作为充电或放电，并且因此表明如何准确酸和水的适当比例多的能量保留在细胞在任何时候。
这可能在这一点上可以考虑的一个问题是为什么在汽车，工作的1.280-1.300的比重是采用完全充电的电池的电解质。有几个原因。的电池随着比重的电压上升。因此，具有较高的密度，较高的电压可以得到。如果密度均增加超过该点时，酸会攻击引线网格和隔板，和相当大的腐蚀会导致。高密度的另一个危险是，硫酸盐化，因为在后面的章节解释。其中进入另一个因素是电解质的电阻。期望的是，这是尽可能地低。如果我们应该在酸和水的各种混合物的电阻测量中，我们会发现，用酸的一小部分时，电阻是高的。作为酸的量增加时，该电阻将增长少到一定点。超过该点时，电阻会再次增加，因为更多的酸加入到混合物中。阻力最低时的酸形成的电解质的30％。因此，如果电解质是由过强，将板与也隔板将通过酸攻击，并且电解液的电阻也会增加。的电压会随着酸的比例增加，但其他因素限制的浓度。如果电解液被稀释时，其电阻的上升，并在酸的量不足时，得到大的容量。因此1.280-1.300密度是上面提到的各种因素之间的折衷。
（四）电解质的循环，这指的是通过电解质从一个盘到另一个，并依赖于易于与该酸可以穿过隔板的孔中。多孔分离器允许从电池比无孔1吸入更多的能量。

工作条件。

考虑到现在的工作条件下，我们发现一些项目被考虑在内。最重要的是
（五）率放电。
（F）的温度。
（五）倍率放电的。如前所述，电池的安培小时的评级是基于一个连续放电，首先是1.280-1.300比重，并与1.150整理。放电结束时也被认为是达到了当每个单元的电压下降到1.7。与放电的速率适中的酸被抽象足够慢，以允许从板外侧的酸扩散到板的孔中，并保持所需的化学作用的供给。随着放电率增加酸的电源使用起来如此之快。该扩散不够快托起电压。这个事实是由以确定放电100安培所需要的时间的测试清楚地示出。小时，6伏电池4.5伏。具有25安培的放电速率，它需要160分钟。与75安培的放电率，它需要34分钟。从此，我们看到使放电速率的三倍大造成的电池将在五分之一的时间排出。然而，这些排放是连续的，并且如果电池被允许休息，电压将很快上升充分，燃烧的灯若干小时。
操作在汽车工作的条件通常被认为是严重的，在起动发动机时，一个大电流从电池几秒钟绘制。发电机开始对电池进行充电之后立即，起始能量很快被取代。只要在发动机运行时，有对电池没有负载，如发电机将提供的电流的灯，并且还发送一个充入电池。如果不使用灯时，整个发电机的输出被用于为电池充电，除非一些电流被提供给点火系统。过充电是完全可能的。
当发动机不运转时，灯是电池上的唯一的负荷，而且没有充电电流。各种驱动程序有不同的驾驶条件。经常有人使用他们的首发，并只作短版印刷。他们的电池耗尽。其他人使用入门很少，而且需要很长时间之旅。他们的电池会。乱收费。可以做的最好的事情是设置发电机，将保持平均条件下，充电电池的输出，
从实际测试的结果，可以说，调制解调器铅酸蓄电池不被当起动马达曲柄的发动机中使用的高倍率放电受伤以任何方式，是与该新鲜的酸需要的那个地方的快速性在不影响电池的高速率在板自身的能力，并不仅限定的活性物质的孔中。放电的低利率应，其实是可以避免超过率高。电池容量是由放电率的影响，只有当放电是连续的，并且如果放电是一种间歇1不发生容量降低所造成的连续放电的高速率，如实际上是在汽车工作的情况。在现在的趋势是设计电池给在很短的放电期间的额定容量。如有条件，应该要求它，这些电池将被出售给他们的额定容量，同时间歇运行的速度这将完全在三，四分钟解除他们。必要的排放如此高的利率，唯一的变化是提供额外的沉重终端承载，大电流。
评级起动和照明用电池目前的标准方法的建议，美国汽车工程师学会，如下所示：
“电池的结合照明和启动服务应具有两个等级，第一应当载明照明的能力，当在5小时率不低于1.7％的最终电压连续排出须为安培小时电池的容量电池，电池开始放电，例如为80°F。第二等级应写明启动能力，并应在安培小时的容量，当电池在20分钟的速度连续排出的不是最终电压的温度小于1.5％的细胞中，电池的温度开始放电，例如为80°F。“
平均初始条件下所需要的放电率比上述指定较高，会引起电压所需的压降在约15分钟。 ''在冬季，当发动机处于冷态和僵硬，从电池所需的工作更加严峻，放电率相当于在安培的电池可能是安培评级四五次。上帐户的放电以非常高的速率后的电池的恢复快，似乎可取的，以允许电池以起动发动机这是极其寒冷和僵硬时放电到1.0每电池的电压。
（F）的温度。化学反应发生更容易在高温下比在低。此外，活性材料是多孔的，电解质更轻，并且内电阻小于在较高的温度。与此相对的是，在高温下，该酸攻击网格和活性材料，和硫酸铅构成，即使没有电流取自电池的事实。其他的有害影响是热酸对大多数起动和照明用电池使用的木质隔板的破坏性操作。也会发生活性材料的更大的扩张，而且这种扩张是不，一般来说，均匀的板的表面上。这导致不相等的菌株，将板弯曲变形，或“扣”。活性物质的膨胀也将导致大部分是从板落下，然后我们有“脱落”。

当硫酸倒入水中，有显着的温度上升发生。当电池被充电时，酸形成，并且当这种混合与稀释的电解液，温度上升发生。在放电时，酸是从电解质中，将温度有一种倾向下降。上充电，因此，有过热的危险，而在放电，过高的温度都不太可能。图。图25表示在充电和放电的理论温度变化。在温度的降低给定式的曲线实际上没有在实践中得到的，因为以降低温度的趋势是通过在电池引起的电流流通的热平衡。

电池的年龄。

这应该与容量方面考虑的另一个因素是电池的寿命。新电池往往是从厂商那得到的时候不给他们的额定容量。这是由于使板的方法。的“糊”板，如在汽车中使用时，通过施加的铅，混合氧化物用液体，一般是稀硫酸，对网格进行。这些氧化物必须经受一个充电电流，以产生的海绵状铅和氧化铅。充电后，它们必须被排出，然后再充电。这是必要的，因为不是所有的氧化物都更改为活性物质，一次充电，反复充放电都必须产生最大。量的活性物质。有些制造商不充放电的电池足够次数，发送出来之前，和之后的电池投入使用，其容量会增加一段时间，因为更多的活性物质每次充电过程中产生的。
这增加了电池的容量后，投入使用的另一因素是，正极活性物质的倾向变得更加多孔之后的电池，通过充电和放电的循环放。这导致增加了相当多的时间量之后，在电池投入使用。
时，电池已使用了一段时间，活性材料中有相当一部分会从正极板下降，并且，在容量的降低会导致。这样的电池的充电时间比一个新的更快，因为硫酸盐，当电池放电时形成的量小于在较新的电池。因此，需要减少这种硫酸盐的时间会更少，电池会“拿出”更快的充电，虽然电解液的比重可能不会上升到1.280。

下一页章