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介绍电池的电动势和电压

2021-02-06 ryder

电池的电动势和电压


(1)电动势


电池的电动势(E)等于构成电池的两个电极之间的平衡电势之差,即


E=+-EE-


在等温和等温条件下,当系统发生变化时,系统的吉布斯自由能的减少等于所做的最大非膨胀功。假如非膨胀功只是电功,那么


ΔGT,P=-nFE


式中,n为氧化还原反应中电极电子的计量系数。当电池中的化学能不可逆地转化为电能时,两极之间的电位差E'必须小于可逆电动势E。


ΔGT。P=nFE


式(1-21)给出了化学能转化为电能的最大极限,为提高电池性能供应了理论依据。


电动势(Electromotiveforce,emf)是理想平衡状态下的理论值,由电池正极和负极活性物质的电化学活性决定。MH/Ni二次电池的电动势约为。50V,实际电池电压低于此值。


(2)开路电压和工作电压


开路电压是指电池处于开路状态(几乎没有电流)时两极之间的电位差,一般用V表示:


Von=+


电池的开路电压等于电池的正负混合电位之差。它的高度取决于电池正极和负极材料、电解质和温度条件等的性质,但与电池的几何结构和外部尺寸无关。电池的开路电压一般小于电动势。


工作电压是指电池在放电过程中接好负载后,由两极所显示的电压,又称负载(负载)电压或放电电压,其中电池放电的初始电压称为初始电压。由于欧姆电阻和过电位的存在,电池的工作电压低于开路电压,当然也低于电动势:


V=E-IR=E-I(R+Rf)



V=E-η+-η-IR=+-phiphi-IR


eta+和eta-的类型分别为阳极极化和阴极过电位;I是电池的工作电流;R分别和射频欧姆电阻和极化电阻;当电流通过时,+和-分别为正电极电位和负电极电位或极化电位。


电池的工作电压与放电系统,也就是说,各种条件规定的电池放电,放电模式重要包括持续或间歇,外部阻力和放电电流的大小,放电时间的长度,确定最终的电压和放电环境温度。


(3)额定电压


额定电压,额定电压或额定电压,是指开路电压值最低的电池(保证值),或者它是标准的电池的电压在规定的条件下,也就是说,整个过程的平均电压当电池0.2摄氏度乘数放电。额定电压可简单区分电池系统:碱锰电池1.5v、镍镉电池1.2v、铅酸电池2.0v、锂离子电池3.6v等。


(4)放电终止电压


关于所有二次电池,放电终止电压都是一个必须严格控制的重要指标。放电终止电压又称放电截止电压,是指电池放电时,将电压降至最低工作电压是不适宜继续放电的。根据不同类型的电池和不同的放电条件,电池的容量和寿命要求不同,所以规定的放电终止电压也不同。一般情况下,在低温或大电流放电时,终端电压较低;当小电流长时间放电或断续放电时,应设置较高的终止电压值。


(5)充电压力


充电电压是指蓄电池在充电时,外部电源对蓄电池两端的电压进行调节。充电的基本方法有恒流充电和恒压充电。

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