中级通信设备环境知识点精讲之铅酸蓄电池的主要工作特性

       下面是由希赛小编整理的中级通信设备环境知识点精讲之铅酸蓄电池的主要工作特性，希望能帮助学友们。具体内容如下：

       铅酸蓄电池的主要工作特性

       1.铅蓄电池的电压工作特性

       (1)端电压与电动势

       电池在开路情况下，用高阻抗电压表在常温下测得的正负极板间的电位差，称为铅蓄电池的电动势。也就是说在蓄电池中电能与化学能转换达到平衡时，正极的平衡电极电势与负极平衡电极电势的差值便是电池电动势，它在数值上等于达到稳定值时的开路电压。

       电池电动势与开路电压意义是不同的。电动势可依据电池中的反应，利用热力学计算或通过测量计算，有明确的物理意义;后者只在数字上接近电动势，需视电池的可逆程度而定。在蓄电池电极材料确定后，电动势可用下面经验公式决定：

       d15为15℃时极板微孔内部电解液的密度。蓄电池静止时，极板微孔内部与容器中的电解液密度相同。只有d15在1.05-1.30范围内，上式才准确。

       铅蓄电池与外电路联接并有电流流过时，在正负极两端测得的电压，称为端电压。充放电过程中，由于电流方向不同，蓄电池内阻(r)压降的方向也不同。放电时，端电压低于电动势。充电时，端电压高于电动势。其关系如下：

       (2)充电特性曲线

       用一定的电流对铅蓄电池充电时，电池端电压的变化曲线称为充电特性曲线，如图4-1所示。充电初期，充电电流主要用于极板活性物质的恢复。蓄电池的端电压上升很快(曲线oa段)充电中期，充电电流仍用于活性物质的恢复。蓄电池的端电压在较长时间内缓慢上升(曲线ad段)。充电末期，充电电流主要用于分解水。蓄电池的端电压迅速升高到2.6V左右(曲线bc段)。此后，充电电流几乎完全用于分解水，电极上气泡释出己趋近饱和。因此，端电压稳定在2.6-2.7V左右(曲线cd段)，此时电池充电终了。

       当停止充电后，由于内阻压降消失，同时，蓄电池内各部分硫酸浓度趋于一致，蓄电池电动势稳定在2.06-2.07V或2.13-2.15V(移动型)(曲线de办段)。

       铅蓄电池充电过程中的端电压和充电终了的端电压与充电电流有关。若充电电流小，则内阻压降(I充r内)小，因此充电过程中的端电压与充电终了电压亦略低，反之，则略高。

       (3)放电特性曲线

       充足电的铅蓄电池以一定的电流放电时，端电压的变化曲线称为放电特性曲线，如图4-2所示。

       放电初期(曲线oa段)，蓄电池端电压下降很快。放电中期(曲线ab段)，蓄电池端电压下降很缓慢。放电末期(曲线bc段)，端电压又下降很快。蓄电池端电压下降到1.8V时，即放电终了，应立即停止放电。这时，蓄电池电动势立刻上升至2V左右(曲线从段)。

       曲线中的c点为端电压急剧下降的临界点。端电压降到1.8V(即降到c点)时，不立即停止放电，会导致极板硫化，缩短蓄电池的寿命。

       2.铅蓄电池的容量工作特性

       (1)铅蓄电池的容量及其影响因素

       铅蓄电池的容量，标志着储存电量的多少，一般用安时(Ah)表示，即与电池的放电电流和放电时间有关。

       铅蓄电池的容量

       额定容量：在规定的工作条件下，蓄电池能放出的最低电量称为额定容量。固定型铅蓄电池规定的工作条件为：10小时率电流放电，电解液温度为25℃，放电终了电压为1.8V。

       实际容量：在的放电电流、电解液温度和放电终了电压等条件下，蓄电池实际上放出的电量称为实际容量。

       蓄电池以恒定电流放电时，实际容量(Q实)等于放电电流(I放)和放电时间(t放)的乘积。

       影响电池容量的因素

       铅蓄电池容量主要由极板上能够参加化学反应的活性物质的数a决定。但对使用者而言，影响蓄电池容量的主要因素是放电电流、电解液的温度和浓度。同一铅蓄电池在不同放电率下，放出的容量不同。放电率越高，放电电流越大，蓄电池放出的容量越小;反之，则放出的容量就大。为避免蓄电池深度放电，放电率低于正常放电率时，要适当提高放电终了电压。

       电解液的温度在-15C-45℃的范围内，温度越高，蓄电池的容量越大。常温下使用的蓄电池，一般以25℃为标准计算容量。在l0℃-35℃范围内，温度每升髙或降低一度，蓄电池的容量就约增大或减小额定容量的0.008倍。

       电解液必须有一定的浓度，才能保证电化学反应的需要。电解液还必须具有最小的电阻和最快的扩散速度，才能使蓄电池有足够大的容量。电解液浓度适当时，15℃时电解液密度应在1.20-1.30范围内，若高于1.30,电解液对极板和隔板的腐蚀作用增大，会使蓄电池的容量下降，寿命缩短。

       (2)充电率和放电率

       ①充电率。铅蓄电池充电到终了电压的速度称为充电率，用时间表示。通常以10小时率作为正常充电率，充电电流为蓄电池额定容量除以10h.例如，蓄电池的额定容量为300Ah,10小时率充电电流为：

       充电率对铅蓄电池的端电压影响很大。充电率高，即充电电流大，铅蓄电池的端电压上升的速度很快，充电终了电压较高;反之，端电压上升速度慢，充电终了电压较低。因此，充电终了电压并不是固定的，而是随充电率而变的。

       ②放电率。铅蓄电池放电到终了电压的速度称为蓄电池的放电率，通常以时间表示。例如，额定容量为300Ah的铅蓄电池，限定用10h将其容量放完，这种放电速率就称为10小时率，放电电流称为10小时率电流，其数值是额定容量除以10h,即

       放电率越高，即放电电流越大，蓄电池端电压下降的速度越快。但端电压迅速下降并不表示蓄电池的容量已经放完，因为此时只有极板表面的活性物质发生了化学反应，极板深处大量的活性物质还没有发生反应，还有容量可放出，所以大电流放电时，放电终了电压要低一些。

       放电率低，即放电电流小，蓄电池端电压下降的速度慢。如不提高放电终了电压，就会使放出的容量超过额定容量，造成深度放电，导致极板硫化，甚至弯曲、断裂。

       通常把10小时率作为蓄电池的正常放电率。蓄电池的额定容量就是指蓄电池在10小时率放电时所能放出的容量。依据IEC标准，放电时间率有20、10、5、3、1、0.5小时率及分钟率，分别表示为：20Hr、10Hr、5Hr、3Hr、2Hr、lHr、0.5Hr等。放电电流率是为了比较标称容量不同的蓄电池放电电流大小而设立的，通常以10小时率电流为标准，用ID表示，3小时率及1小时率放电电流则分别以I3、I1表示。

       (3)铅蓄电池的自放电

       在外电路断开时，铅蓄电池容量自然损失的现象称为自放电。铅蓄电池的自放电现象主要是由电池内部的局部放电引起的，电解液温度、浓度偏高或有害杂质较多是影响铅蓄电池I通信专业实务一设备环境的自放电的主要因素。

       (4)铅蓄电池的使用寿命和效率

       铅蓄电池使用中，由于活性物质脱落、硫化以及隔板腐蚀等原因，容量将逐渐降低。容量降低到额定容量的70%-80%后，就认为寿命结束了。当采用浮充运行方式、维护较好时，可延长铅蓄电池的使用寿命。

       铅蓄电池的效率通常分为容量效率和电能效率。容量效率是放出的容量与充入的容量之比，也就是放电时间与放电电流乘积和充电电流与充电时间乘积之比。电能效率是放电时输出电能与充入的电能之比，也就是放电电流、平均放电电压及放电时间的乘积与充电电流、平均充电电压和充电时间乘积之比。

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