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CTM蓄电池厂家总代理
产品: 浏览次数:0CTM蓄电池厂家总代理 
品牌: CTM
单价: 66.00元/件
最小起订量: 1 件
供货总量: 877 件
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有效期至: 长期有效
最后更新: 2018-11-09
 
详细信息
 CTM蓄电池厂家总代理

常见 CTM蓄电池的原理及其应用

现在,常见的蓄电池有镍氢NiMH、镍镉NiCd和锂离子LIB蓄电池。由于各自的电化学反应机理不尽相同,因此也各有其特点和不同的应用领域。本文根据它们的电化学反应机理,介绍各自的特点和相应的应用领域。

电化学反应机理

NiMH蓄电池和古老的NiCd蓄电池有亲缘关系,为此首先介绍NiCd蓄电池,其次是NiMH蓄电池,**后说明LIB。

1. NiCd蓄电池

早在1899年,NiCd蓄电池就已发明,于1947年实现完全密化的NiCd蓄电池,一直应用至今。长时间的应用表明,NiCd蓄电池不失为一种高性能和高可靠性的蓄电池。

如今的NiCd蓄电池,在发泡镍或镍纤维状基体上附着大量NiOOH活性物质作为正极,以重金属镉Cd作为负极,一同置进电解液(KOH溶液)中,经密封后构成蓄电池。该蓄电池容器内,进行的电化学反应如下:

这个电化学反应的特征在于,明明看到作为电解液成分的KOH,但它并不直接参与电化学反应。由于制造蓄电池时使负极的容量大于正极的容量,当过充电时只能看到由正极产生的氧(O2);由于负极残留未被充电部分,不产生氢(H2);由于产生的氧(O2)被负极吸收,所以可以实现密封。

从NiCd蓄电池的电化学反应机理得知,它是依靠OH-离子快速移动,反应比铝酸蓄电池平稳。因此,它的重要特征是放电容量尽管在大电放逐电时也不出现低下现象(可维持1.2 V端电压)。结晶结构基本上不因充放电而变化,使用寿命较长。

2. NiMH蓄电池

美国和荷兰都对能吸躲氢的合金MH(Hydrogen Storing alloy metal)开展研究,并试图用于开发蓄电池。世界上出现NiMH蓄电池商品是在20世纪九十年代初,发展却十分迅速。实践证实,通过适当组合La、Ce、Pr和Nd等稀土元素能形成吸躲氢的合金MH,它所能开释/吸躲的氢H2量相当大,例如,1cc的液体氢能变成784cc的氢气,而1cc体积的吸躲氢的合金MH却能开释出1000cc的氢气。

在NiCd蓄电池里,只要利用吸躲氢的合金MH取代有毒的重金属Cd(镉),便形成对环境无污染的绿色蓄电池NiMH,其电化学反应如下:

由于设计时可像NiCd蓄电池一样也把负极MH的容量制成足够大,当过充电时由正极放出的氧气可被MH中的氢气还原,使蓄电池可实现密封。NiMH蓄电池和NiCd蓄电池一样,大电放逐电时可维持平稳的1.2V端电压。值得称道的是NiMH蓄电池的废弃物不污染环境,而NiCd蓄电池废弃物(若不回收)必将造成环境污染。

NiMH蓄电池的负极材料结构和电化学反应机理不同于NiCd蓄电池,它的能量密度和使用寿命都比NiCd蓄电池优越,从而也能开拓出更广阔的应用市场。正是由于这种缘故,世界各产业发达国家都高度重视NiMH蓄电池的研究与开发。据报道,我国有色金属研究院的科研职员对MH合金已开展很深进的研究,并且获得可喜的新进展。

 CTM蓄电池厂家总代理
3. LIB蓄电池

以金属锂Li作为负极的一次性电池,口碑很好。因此,各产业发达国家都试图利用Li制造蓄电池,1979年,加拿大MoLi-Energy公司的锂金属蓄电池在手机里起火的事故,曾迫使锂金属蓄电池一度退出市场。但是,由于锂Li金属作为负极的蓄电池具备理想的性能,各国仍在潜心研究与开发。

现在,市场流行的锂离子蓄电池(LIB)是以牺牲电池性能获取安全性和使用寿命的折衷方案,其电化学反应如下:

LIB是由涂有LiCoO2活性物质的铝集电体作为正极、碳(石墨或活性碳)和溶解有LiPF6的有机溶液构成的。当充电时,LiCoO2中分层结构里Li离子游向负极被分层结构的碳所吸附;当放电时,碳分层结构里吸附的锂离子又回游到正极,于是正极复原成LiCoO2分层结构,负极也复原成碳分层结构。也就是说,该蓄电池在周而复始的充放电过程中,出现的只是锂离子而不是活泼的锂金属。因此,LIB具备较好的安全性和可使用的寿命。

LIB的主要特点是具有较高的重量能量密度,平稳的放电电压为3.6 V,可在-20℃~60℃的温度范围内工作,无存储效应,自放电率低(因而不能大电放逐电)。为了安全地使用LIB,要求具备严防过充电和过放电的保护设施。

各种蓄电池比较

上述NiCd、NiMH和LIB蓄电池的电化学反应机制不同,各个蓄电池的特点也不尽相同。为了便于比较,需要用到评价蓄电池性能的标准或者是参数。通常使用的评价参数,如像平衡放电时的蓄电池端电压Vdc、再充电次数(Recharges)或者充放电周期个数、价格比率(Price Ratio)、能量密度(细分为重量能量密度和体积能量密度)和功率密度等,都是用定量的数值表示的。例如,NiCd和NiMH的Vdc=1.2V,而LIB的Vdc高达3.6V。当需要3.6V供电电压时,人们都宁愿用1块LIB而不用3块NiCd(或NiMH)蓄电池串联供电。这一实例说明,利用定量的参数可对各种蓄电池进行横向比较,便于选择应用。

除此之外,蓄电池的安全性和是否具有记忆效应等,也是影响蓄电池广泛应用的重要因素,值得留意。

根据以上所述,可把现在常用的电能转换器件和电能储存器件的各种参数列于表1,以便用户选择。其中,Wh/kg是蓄电池的重量能量密度,表示每kg蓄电池能提供出的Wh(瓦小时)电能;Wh/Liter是蓄电池的体积能量密度,表示每公升(Liter)蓄电池能提供出的Wh电能;W/kg表示蓄电池的功率密度,表示每kg蓄电池能提供出的瓦数(W),即电功率;Price Ratio是蓄电池之间的价格比率,表示各种蓄电池的相对价格。

从表1中能够清楚地看到,NiCd、NiMH、LIB和双电荷层电容器都各有短长,各项参数都十全十**器件,目前市场上还未出现。因此,蓄电池器件的选用,必须结合具体应用实际加以选择,公道搭配使用。


 CTM蓄电池厂家总代理


检查电池的正、负级有无被氧化的迹象。可以用热水时常浇电瓶的电线连接处,并用铜丝刷清理干净,并涂上黄油。
8.检查电路各部分有无老化或短路的地方。防止电池因为过度放电而提前退役。
9.蓄电池禁止亏电存放,若用完了闲置几天再充电,极板易出现硫酸盐化,容量下降。
10.定期检查:定期测量单节电池的电压,若其中有一块电池的电压低于10.5V,此时应找维修站检查或修理,以免损坏另外两块好电池。
11.电动自行车的设计载重量为75KG,避免带过重的物件,在起步和上坡时请用脚蹬助力。
12.冬季电池容量随气温的降低而下降这是正常现象,以20℃为标准,一般-10℃时容量为80%。
13.长期保持电池表面的清洁,存放车辆时禁止曝晒,应将车辆停放在阴凉通风干燥处。
14.电池需要长时间放置时必须先充足电,一般每一个月补充一次。
15.车辆在起步、上坡、超载、顶风时用脚踏加以助力,以免大电流放电。
16.充电时要使用专用充电器,放置在阴凉通风处、避免高温和潮湿。
17.请勿使用有机溶剂清洗蓄电池外壳。
18.请勿将蓄电池正负极端短路,以免发生危险。
19.禁止过放电:当仪表盘红色欠压显示灯发光时,表明电量进入饥饿区,应及时充电。
20.禁止过充电:充电时间应根据行驶里程长短有所不同,里程越长,充电时间就长,反之则短。
21.蓄电池组若发生故障,请将其送交厂家授权处或有关机构妥善处理。请不要随意丢弃以免造成环境污染。
7技术参数

电动势

外电路断开,即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差,叫做电池的电动势。
端电压

电路闭合后电池正负极间的电位差叫做电池的电压或端电压。
电池容量

通常电源设备的容量用kV·A或kW来表示。然而,作为电源的VRLA电池,选用安时(A·h)表示其容量则更为准确,蓄电池容量定义为∫t0tdt,理论上t可以趋于无穷,但实际上当电池放电低于终止电压后仍继续放电,这可能损坏电池,故t值有限制,电池行业中,以小时(h)表示电池的可持续放电时间,觉的有C24、C20、C10、C8、C3、C1等标称容量值。
小电池的标称容量以毫安时(mA·h)计,大电池的标称容量则以安时(A·h)、千安时(kA·h)计,电信工业常取C10、C8等标称容量值。例如,常见的Deka电池12AVR100SH为12V单体,100 A·h容量,即可持续放电10h,电流为10A,共放出安时数为10*10=100 A·h(实际测试中,为使电流值保持恒稳,当电压变化时,应调整外电路负载,以便计量)。
电动车用蓄电池的容量以下列条件表示之:
电解液比值 1.280/20℃
放电电流 5小时的电流
放电终止电压 1.70V/Cell
放电中的电解液温度 30±2℃
1.放电中电压下降 放电中端子电压比放电前之无负载电压(开路电压)低,理由如下:
1.V=E-I.R
V:端子电压(V) I:放电电流(A)
E:开路电压(V) R:内部阻抗(Ω)
2.放电时,电解液比重下降,电压也降低。
3.放电时,电池内部阻抗即随之增强,完全充电时若为1倍,则当完全放电时,即会增强2~3倍。
用于起重时电瓶电压之所以比用于行走时的电压低,乃是由于起重用之油压马达比行走用之驱动马达功率大,因此放电流大,则上式的I.R亦变大。
2.蓄电池之容量表示
在容量试验中,放电率与容量的关系如下:
5HR....1.7V/cell
3HR....1.65V/cell
1HR....1.55V/cell
严禁到达上述电压时还继续放电,放电愈深,电瓶内温会升高,则活性物质劣化愈严重,进而缩短蓄电池寿命。
因此,堆高机无负重扬升时的电池电压若已达1.75v/cell(24cell的42v,12cell的21v)),则应停止使用,马上充电。
3.蓄电池温度与容量
当蓄电池温度降低,则其容量亦会因以下理由而显著减少。
(A)电解液不易扩散,两极活性物质的化学反应速率变慢。
(B)电解液之阻抗增加,电瓶电压下降,蓄电池的5HR容量会随蓄电池温度下降而减少。
因此:
1.冬季比夏季的使用时间短。
2.特别是使用于冷冻库的蓄电池由于放电量大,而使一天的实际使用时间显著减短。
若欲延长使用时间,则在冬季或是进入冷冻库前,应先提高其温度。
4.放电量与寿命
每日反复充放电以供使用时,则电池寿命将会因放电量的深浅,而受到影响。
5.放电量与比重
蓄电池之电解液比重几乎与放电量成比例。因此,根据蓄电池完全放电时的比重及10%放电时的比重,即可推算出蓄电池的放电量。
测定铅蓄电池之电解液比重为得知放电量的**方式。因此,定期性的测定使用后的比重,以避免过度放电,测比重的同时,亦测电解液的温度,以20℃ 所换算出的比重,切勿使其降到80%放电量的数值以下。
6.放电状态与内部阻抗
内部阻抗会因放电量增加而加大,尤其放电终点时,阻抗**,主因为放电的进行使得极板内产生电流的不良导体—硫酸铅及电解液比重的下降,都导致内部阻抗增强,故放电后,务必马上充电,若任其持续放电状态,则硫酸铅形成安定的白色结晶后(此即文献上所说的硫化现象),即使充电,极板的活性物质亦无法恢复原状,而将缩短电瓶的使用年限。
白色硫酸铅化
蓄电池放电,则阴、阳极板同时产生硫酸铅(PbS04),若任其持续放电,不予充电,则**后会形成安定的白色硫酸铅结晶(即使再充电,亦难再恢复原来的活性物质)此状态称为白色硫化现象。
7.放电中的温度
当电池过度放电,内部阻抗即显著增加,因此蓄电池温度也会上升。放电时的温度高,会提高充电完成时温度,因此,将放电终了时的温度控制在40℃以下为**。
理论容量

理论容量也称计算容量由电池极板所含活性物质的量决定,铅酸蓄电池的电化当量对于Pb,4价为0.517 A·h/g,2价为0.259 A·h/g,对于Pb02,4价为0.488 A·h/g,2价为0.224 A·h/g,根据电化当量与活性物质的量计算出来的容量叫做蓄电池的理论容量。
实际容量

实际容量是指蓄电池放电时所测得的容量,取决于活性物质的量及利用率,活性物质与铅板相关,但并不等同于铅重量,与利用蓄与蓄电池极板的结构形式、放电电流的大小、温度、终止电压、原材料质量及制造工艺、技术和使用方法有关,而且是变化的,当今,已知单块极板**容量为100 A·h/2V。
额定容量

额定容量又称为标称容量,即在制造厂规定的条件下,蓄电池能放出的**工作容量,例如,97 A·h电池标称100 A·h,有些厂家的电池则是在使用几个循环之后,实际容量达到或超出标称容量。
10.电量效率(安时效率)
输出电量与输入电量之间的比叫做电池的电量效率,也叫做安时效率。
自由放电率

由于电池的局部作用造成的电池容量的消耗,容量损失与搁置之前的容量之比,叫做蓄电池的自由放电率。
放电率

放电率表示蓄电池放电电流大小,分为时间率和电流率,放电时间率指在一定放电量上蓄电池放电至放电终止电压的时间长短,例如在25℃环境下如果蓄电池以电流It放电至放电终止电压的时间为t这一放电过程称为t小时率,放电It称为t小时率放电电流,IEC标准,放电时间率有20、10、5、3、1、0.5小时率及分钟率,放电电流率是为了比较额定容量不同的蓄电池电流大小而设立的,t小时率放电电流以It表示,通常以10小时率电流为标准I10表示。
放电终止电压

在25℃环境温度下以一定的放电率放电至能再反复充电使用的**电压称为放电终止电压,一般10小时率蓄电池单体放电终止电压为1.8V/Cell,3小时率蓄电池单体放电终止电压为1.8V/Cell,1小时率放电池单体放电终止电压为1.75V/Cell。

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