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时间:2018-10-27
《动力型铅酸电池充电控制技术研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、动力型铅酸电池充电控制技术研究:铅酸蓄电池由于其制造成本低,容量大,价格低廉而得到了广泛的使用。但是,若使用不当,其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,而采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。研究发现:电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程的影响较少。所以,一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。 关键词:铅酸蓄电池;动力型;充电方法;控制技术 :TM921.1:A: 新的蓄电池投入使用后,必须定期地进行充电和放电。充电的目的是使蓄电池贮存电能及时地恢复容量,以满足用电设备的需要。放电的目的是及时地检验蓄电池容量参数,及促进电极活
2、性物质的活化反应。蓄电池充电和放电状况的好坏,将直接影响到蓄电池的电性能及使用寿命。目前对蓄电池充电的方法很多,选择科学合理的充电方法将会大大提高蓄电池的维护效果。 1铅酸蓄电池充放电工作原理 1.1铅酸蓄电池充放电的电化学理论 1.1.1铅酸蓄电池充电过程的电化反应 蓄电池是可逆的,其放电及充电的化学反应式如下: PbO2+Pb+2H2SO4→PbSO4+2H2O 充电时,应在外接一直流电源(充电极或整流器),使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质,并把外界的电能转变为化学能储存起来。在正极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2
3、+)和硫酸根负离子(SO4-2),由于外电源不断从正极吸取电子,则正极板附近游离的二价铅离子(Pb2+)不断放出两个电子来补充,变成四价铅离子(Pb4+),并与水继续反应,最终在正极极板上生成二氧化铅(PbO2)。在负极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2+)和硫酸根负离子(SO4-2),由于负极不断从外电源获得电子,则负极板附近游离的二价铅离子(Pb2+)被中和为铅(Pb),并以绒状铅附着在负极板上。电解液中,正极不断产生游离的氢离子(H+)和硫酸根离子(SO4-2),负极不断产生硫酸根离子(SO4-2),在电场的作用下,氢离子向负极移动,硫酸根离子
4、向正极移动,形成电流。充电后期,在外电流的作用下,溶液中还会发生水的电解反应。 1.1.2铅酸蓄电池充放电后电解液的变化 铅酸蓄电池放电时,电解液中的硫酸不断减少,水逐渐增多,溶液比重下降;铅酸蓄电池充电时,电解液中的硫酸不断增多,水逐渐减少,溶液比重上升。实际工作中,可以根据电解液比重的变化来判断铅酸蓄电池的充电程度。 1.2蓄电池极化现象分析 (1)欧姆极化充电过程中,正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力,称为欧姆内阻。为了克服这个内阻,外加电压就必须额外施加一定的电压,以克服阻力推动离子迁移。该电压以热的方式转化给环境,出现所谓的欧姆极
5、化。随着充电电流急剧加大,欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。(2)浓度极化电流流过蓄电池时,为维持正常的反应,最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充,生成物能及时离去。实际上,生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度,从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说,从电极表面到中部溶液,电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。(3)电化学极化这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度,落后于电极上电子运动的速度造成的。例如,电池的负极放电前,电极表面带有负电荷,其附近溶液带有正电荷,两者处于平衡状态。放电时,立即有电子释放给外电路。电极表面负电荷减少
6、,而金属溶解的氧化反应进行缓慢Me-e、Me+,不能及时补充电极表面电子的减少,电极表面带电状态发生变化。这种表面负电荷减少的状态促进金属中电子离开电极,金属离子Me+转入溶液,加速Me-e、Me+反应进行。总有一个时刻,达到新的动态平衡。但与放电前相比,电极表面所带负电荷数目减少了,与此对应的电极电势变正。也就是电化学极化电压变高,从而严重阻碍了正常的充电电流。同理,电池正极放电时,电极表面所带正电荷数目减少,电极电势变负。以上三种极化现象都是随着充电电流的增大而变得越来越严重。 2铅酸蓄电池充电方法 常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名
7、的就是“安培小时规则”:充电电流安培数,不应超:铅酸蓄电池由于其制造成本低,容量大,价格低廉而得到了广泛的使用。但是,若使用不当,其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,而采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。研究发现:电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程的影响较少。所以,一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。 关键词:铅酸蓄电池;动力型;充电方法;控制技术 :TM921.1:A: 新的蓄电池投入使用后,必须定期地进行充电和放电。充电的目的是使蓄电池贮存电能及时地恢复容
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