北京嘉铭恒达科技有限公司是专业UPS电源技术工程公司,代理品牌有:华北区分销商、松下蓄电池全国总代理、APC中小型功率机代理商、艾默生分销商、山顿分销商、EPS消防**电源、电脑外设及配件,是专门为银行、、邮电、石油、电力、、铁路、国税等系统用户提供UPS产品和服务。
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端电压
充足电后,立即断开充电电路,镍镉蓄电池的电动势可达1.5V左右,但很快就下降到1.31-1.36V。 镍镉蓄电池的端电压随充放电过程而变化,可用下式表示:
U充=E充+I充R内
U放=E放-I放R内
从上式可以看出,充电时,电池的端电压比放电时高,而且充电电流越大,端电压越高;放电电流越大,端电压越低。
当镍镉蓄电池以标准放电电流放电时,平均工作电压为1.2V。采用8h率放电时,蓄电池的端电压下降到1.1V后,电池即放完电。
容量及影响因素
蓄电池充足电后,在一定放电条件下,放至规定的终止电压时,电池放出的总容量称为电池的额定容量,容量Q用放电电流与放电时间的乘积来表示,表示式如下:
Q=I·t(Ah)
对于传统的干荷铅蓄电池(如汽车干荷电池、摩托车干荷电池等)在使用一段时间后要补充蒸馏水,使稀硫酸电解液保持1.28g/ml左右的密度;对于免维护蓄电池,其使用直到寿命终止都不再需要添加蒸馏水。
效率与寿命
在正常使用的条件下,镍镉电池的容量效率ηAh为67%-75%,电能效率ηWh为55%~65%,循环寿命约为2000次。
容量效率ηAh和电能效率ηWh计算公式如下:
I放·t放
ηAh= ---------- X
I充·t充
U放·I放·t放
ηAh= --------------- X
U充·I充·t
(U充和U放应取平均电压)
记忆效应
镍镉电池使用过程中,如果电量没有全部放完就开始充电,下次再放电时,就不能放出全部电量。比如,镍镉电池只放出80%的电量后就开始充
电,充足电后,该电池也只能放出80%的电量,这种现象称为记忆效应。
电池全部放完电后,板上的结晶体很小。电池部分放电后,氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍,剩余的氢氧化亚镍将结合在一起,形成较大
碱性镍镉蓄电池工作原理
编辑镍镉蓄电池的正材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物,负材料为海绵网筛状镉粉和氧化镉粉,电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液
。当环境温度较高时,使用密度为1.17~1.19(15℃时)的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时,使用密度为1.19~1.21(15℃时)的氢氧化钾
溶液。在-15℃以下时,使用密度为1.25~1.27(15℃时)的氢氧化钾溶液。为兼顾低温性能和荷电保持能力,密封镍镉蓄电池采用密度为1.40
(15℃时)的氢氧化钾溶液。为了增加蓄电池的容量和循环寿命,通常在电解液中加入少量的氢氧化锂(大约每升电解液加15~20g)。
镍镉蓄电池充电后,正板上的活性物质变为氢氧化镍〔NiOOH〕,负板上的活性物质变为金属镉;镍镉电池放电后,正板上的活性物质变
为氢氧化亚镍,负板上的活性物质变为氢氧化镉。
2化学反应
编辑放电过程中的化学反应
(1)负反应
负上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd2+,然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合生成氢氧化镉Cd(OH)2,沉积到负板上。
(2)正反应
正板上的活性物质是氢氧化镍(NiOOH)晶体。镍为正三价离子(Ni3+),晶格中每两个镍离子可从外电路获得负转移出的两个电子,生成
两个二价离子2Ni2+。与此同时,溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正板,与晶格上的两个氧负离子结合,生成两个氢氧根离子,
然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一起,与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。
充电过程中的化学反应
充电时,将蓄电池的正、负分别与充电机的正和负相连,电池内部发生与放电时完全相反的电化学反应,即负发生还原反应,正发
生氧化反应。
(1)负反应
充电时负板上的氢氧化镉,先电离成镉离子和氢氧根离子,然后镉离子从外电路获得电子,生成镉原子附着在板上,而氢氧根离子进入溶
液参与正反应。
(2)正反应
在外电源的作用下,正板上的氢氧化亚镍晶格中,两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子,同时,晶格中两个氢氧根离子各释放出
一个氢离子,将氧负离子留在晶格上,释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合,生成水分子。然后,两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下
的二个氢氧根离子结合,生成两个氢氧化镍晶体。
蓄电池充电终了时,充电电流将使电池内发生分解水的反应,在正、负板上将分别有大量氧气和氢气析出。从上述电反应可以看出,氢摒
化钠或氢氧化钾并不直接参与反应,只起导电作用。从电池反应来看,充电过程中生成水分子,放电过程中消耗水分子,因此充、放电过程中
电解液浓度变化很小,不能用密度计检测充放电程度。
阀控密封
当前阀控密封铅酸蓄电池已逐步取代开口式流动电解液铅酸蓄电池,广泛用于邮电通信电源、UPS、储能电源系统等。动力型阀控密封铅酸蓄电池已广泛用于电动助力车。这些领域都要求在线检测蓄电池的荷电态。
它用填满海绵状铅的铅基板栅(又称格子体)作负,填满二氧化铅的铅基板栅作正,并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作电解质。电池在放电时,金属铅是负,发生氧化反应,生成硫酸铅;二氧化铅是正,发生还原反应,生成硫酸铅。电池在用直流电充电时,两分别生成单质铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池能反复充电、放电,它的单体电压是2V,电池是由一个或多个单体构成的电池组,简称蓄电池,较常见的是6V,其它还有2V、4V、8V、24V蓄电池。如汽车上用的蓄电池(俗称电瓶)是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。
北京嘉铭恒达科技有限公司是专业UPS电源技术工程公司,代理品牌有:华北区分销商、松下蓄电池全国总代理、APC中小型功率机代理商、艾默生分销商、山顿分销商、EPS消防**电源、电脑外设及配件,是专门为银行、、邮电、石油、电力、、铁路、国税等系统用户提供UPS产品和服务。
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充电
蓄电池从其它直流电源(如充电器)获得电能叫做充电。[2]
放电
蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。
浮充放电
蓄电池和其他直流电源并联,对外电路输出电能叫做浮充放电,有不间断供电要求的设备,起备用电源作用的蓄电池都处于该种放电状态。
使用寿命
蓄电池每充电、放电一次,叫做一次充放电循环,蓄电池在保持输出一定的容量的情况下所能进行的充放电循环次数,叫做蓄电池的使用寿命。
所谓蓄电池即是储存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。
由于蓄电池正负板材料不同,除了活性物质外,负板还添加了硫酸钡、腐殖酸、炭黑和松香等材料,用来防止负板收缩和氧化。另外,每个单格蓄电池的负板数又总是比正板数多一片,而且负板比正板略薄。当进行蓄电池的初充电或补充充电时,若不注意性,会使蓄电池充反,使正、负几乎都变成粗晶粒的PbSO4,造成蓄电池电荷容量不足,不能正常工作,甚至导致蓄电池报废。因此,充电时一定要注意性,切不可性充反
记忆效应
镍镉电池使用过程中,如果电量没有全部放完就开始充电,下次再放电时,就不能放出全部电量。比如,镍镉电池只放出80%的电量后就开始充电,充足电后,该电池也只能放出80%的电量,这种现象称为记忆效应。
电池全部放完电后,板上的结晶体很小。电池部分放电后,氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍,剩余的氢氧化亚镍将结合在一起,形成较大的结晶体。结晶体变大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因。[1]
综合比较
镍镉电池可快速充电,循环使用寿命较长,是铅酸蓄电池的两倍多,可达到2000多次,但价格为铅酸蓄电池的4~5倍。它的初期购置成本虽高,但由于其在能色量和使用寿命方面的优势,因此其长期的实际使用成本并不高。但使用中需要做好回收工作,否则重金属镉会污染环境。[2]
镍氢蓄电池和镍镉蓄电池一样,也属于碱性电池,其特性和镍镉蓄电池相似,不过镍氢蓄电池不含镉、铜,不存在重金属污染问题。[2]
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