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電池
閱讀�41884時間�2010-10-14 23:21:19

  電池是一種能量轉化與儲存的裝�,它通過反映將化學能或者物理能轉化為電能。電池即一種化�電源,它由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負兩極浸泡再能提供媒體傳導作用的電解質中,當連接在某一外部載體上時,通過轉換其內部的化學能來提供電能�

常用標準

  IEC標準即國際電工委員會,是由各國電工委員會組成的世界性標準化組織,其目的是為了促進時間電子電工領域的標準�。電池常用的IEC標準有鎳鎘電池的標準為IEC602851999;鎳氫電池的標準為IEC61436等等�

  電池常用的國家標準有鎳鎘電池的GB/T11013[_]1996GB/T18289[_]2000,鎳氫電池的標準為GB/T15100[_]1994GB/T18288[_]2000等等�

組成

  電池的主要組成部分為:正極片、負極片、隔膜紙、蓋帽、外�、絕緣層�

可靠性測試項�

  1、循�(huán)壽命

  2、不同倍率放電特�

  3、不同溫度放電特�

  4、充電特�

  5、自放電特�

  6、不同溫度自放電特�

  7、存貯特�

  8、存放電特�

  9、不同溫度內阻特�

  10、高溫測�

  11、溫度循�(huán)測試

  12、跌落測�

  13、振動測�

  14、容量分布測�

  15、內阻分布測�

  16、靜�(tài)放電測試ESD

性能參數(shù)

  電池的主要性能包括電動�、額定容�、額定電�、開路電�、內�、充放電速率、阻抗、壽命和自放電率�

  電動�

  電動勢是兩個電極的平衡電極電位之差,以鉛酸蓄電池為�,E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)�   其中:E—電動勢Ф+0—正極標準電極電�,其值為1.690Ф-0—負極標準電極電�,其值為-0.356R—通用氣體常數(shù),其值為8.314

  T—溫度,與電池所處溫度有�

  F—法拉第常數(shù),其值為96500

  αH2SO4—硫酸的活度,與硫酸濃度有關

  αH2O—水的活�,與硫酸濃度有關

  從上式中可看�,鉛酸蓄電池的標準電動勢�1.690-�-0.0.356�=2.046V,因此蓄電池的標稱電壓為2V。鉛酸蓄電池的電動勢與溫度及硫酸濃度有關�

  額定容量

  在設計規(guī)定的條件(如溫度、放電率、終止電壓等)下,電池應能放出的容量,單位為安培小時,以符號C表示。容量受放電率的影響較大,所以常在字母C的右下角以阿拉伯�(shù)字標明放電率,如C20=50,表明在20時率下的容量�50安·小�。電池的理論容量可根�(jù)電池反應式中電極活性物質的用量和按法拉第定律計算的活性物質的電化學當量精確求�。由于電池中可能�(fā)生的副反應以及設計時的特殊需�,電池的實際容量往往低于理論容量�

  額定電壓

  電池在常溫下的典型工作電�,又稱標稱電�。它是選用不同種類電池時的參�。電池的實際工作電壓隨不同使用條件而異。電池的開路電壓等于�、負電極的平衡電極電勢之�。它只與電極活性物質的種類有關,而與活性物質的�(shù)量無�。電池電壓本質上是直流電�,但在某些特殊條件下,電極反應所引起的金屬晶體或某些成相膜的相變會造成電壓的微小波�,這種�(xiàn)象稱為噪�。波動的幅度很小但頻率范圍很�,故可與電路中自激噪聲相區(qū)��

  開路電壓

  電池在開路狀�(tài)下的端電壓稱為開路電�。電池的開路電壓等于電池在斷路時(即沒有電流通過兩極時)電池的正極電極電勢與負極的電極電勢之差。電池的開路電壓用V開表�,即V�=Ф+-Ф-,其中�+、�-分別為電池的正負極電極電�。電池的開路電壓,一般均小于它的電動�。這是因為電池的兩極在電解液溶液中所建立的電極電位,通常并非平衡電極電位,而是�(wěn)定電極電�。一般可近似認為電池的開路電壓就是電池的電動��

  內阻

  電池的內阻是指電流通過電池內部時受到的阻力。它包括歐姆內阻和極化內阻,極化內阻又包括電化學極化內阻和濃差極化內�。由于內阻的存在,電池的工作電壓總是小于電池的電動勢或開路電�。電池的內阻不是常數(shù),在充放電過程中隨時間不斷變化(逐漸變大�,這是因為活性物質的組成,電解液的濃度和溫度都在不斷的改�。歐姆內阻遵守歐姆定�,極化內阻隨電流密度增加而增�,但不是線性關系。常隨電流密度增大而增��

  內阻是決定電池性能的一個重要指�,它直接影響電池的工作電�,工作電流,輸出的能量和功率,對于電池來�,其內阻越小越好�

  充放電速率

  有時率和倍率兩種表示�。時率是以充放電時間表示的充放電速率,數(shù)值上等于電池的額定容�(安·小�)除以�(guī)定的充放電電流(安)所得的小時�(shù)。倍率是充放電速率的另一種表示法,其�(shù)值為時率的倒數(shù)。原電池的放電速率是以�(jīng)某一固定電阻放電到終止電壓的時間來表�。放電速率對電池性能的影響較��

  阻抗

  電池內具有很大的電極-電解質界面面�,故可將電池等效為一大電容與小電�、電感的串聯(lián)回路。但實際情況復雜得多,尤其是電池的阻抗隨時間和直流電平而變化,所測得的阻抗只對具體的測量狀�(tài)有效�

  壽命

  儲存壽命指從電池制成到開始使用之間允許存放的最長時間,以年為單�。包括儲存期和使用期在內的總期限稱電池的有效期。儲存電池的壽命有干儲存壽命和濕儲存壽命之分。循�(huán)壽命是蓄電池在滿足規(guī)定條件下所能達到的充放電循�(huán)次數(shù)。在�(guī)定循�(huán)壽命時必須同時規(guī)定充放電循環(huán)試驗的制�,包括充放電速率、放電深度和�(huán)境溫度范圍等�

  自放電率

  電池在存放過程中電容量自行損失的速率。用單位儲存時間內自放電損失的容量占儲存前容量的百分�(shù)表示�

原理說明

  以化學電池為�,在電池中,化學能直接轉�?yōu)殡娔苁强侩姵貎炔孔园l(fā)進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負并在電解質中�(wěn)定的還原劑組�,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。正極活性物質由電位較正并在電解質中�(wěn)定的氧化劑組�,如二氧化錳、二氧化�、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空�,鹵素及其鹽�,含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料,如酸、堿、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質��

  當外電路斷開�,兩極之間雖然有電位�(開路電壓),但沒有電流,存儲在電池中的化學能并不轉換為電能。當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部,由于電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反�,以及反應物和反應產(chǎn)物的物質遷移。電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因�,電池內部正常的電荷傳遞和物質傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時,電池內部的傳電和傳質過程的方向恰與放電相反;電極反應必須是可逆的,才能保證反方向傳質與傳電過程的正常進行。因此,電極反應可逆是構成蓄電池的必要條件�

分類

  隨著多年來的�(fā)�,電池的分類也變得五花八門。我們生活中常用電池主要是干電池、蓄電池,以及體積小的微型電�。此�,還有金�-空氣電池、燃料電池以及其他能量轉換電池如太陽電池、溫差電池、核電池��

維庫電子�,電子知識,一查百��

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