蓄电池的内阻和电导、电压及容量

理论电化学指出,电池充放电时,电池端电压U主要由以下三部分决定: U=U0+IRQ+ (RT/nF)In(ld/(ld-1))+ RT/nF)In(/I0)

式中, IRO称为欧姆极化,是由电池内部个组件的欧姆内阻; (RT/nF)In(Id/(Id-1))是由

电极附近液层中参与反应或生成离子的浓度变化引起,称为浓差极化; RT/nF)In(I/IO)是

由反应粒子进行电化学反应引起,称为活化极化。由上式可知,宏观上测出的电池内阻是

由三部分组成:欧姆内阻RQ2、浓差极化内阻Rc、和活化极化内阻Re。

欧姆内阻RQ包括电池内部的电极、隔膜、电解液、连接条和极柱部分的电阻。虽然

在电池整个寿命期间,会因板栅腐蚀和电极变形而改变,但是在每次检测电池内阻过程中

可以认为不变。

浓差极化内阻Rc是由反应离子变化引起,只要有电化学反应在进行,反应离子的浓度

就在变化,其数值也就处于变化状态。采用的测试方法不同或测试持续时间不同,测得的

结果也不同。

活化极化内阻Re是由电化学反应体系的性质决定的。当电池体系和结构确定以后,

其随之而定。只有在电池放电后期或电池寿命后期,电极结构和状态发生变化而引|起电流

密度改变时,才会稍有改变。

工作在浮充状态下的阀控式密封电池失效前欧姆内阻变化不大,容量变化也不大;一

旦容量下降时,欧姆内阻也同步增大。即便如此,也得不到电池欧姆和电池容量之间严格

的数字关系。在电池剩余容量高于40%时,电池的电阻(欧姆内阻和部分浓差极化内阻)

几乎不变,而在电池剩余容量低于40%时,其内阻才迅速增加。阀控式密封电池在使用过

程中(电池容量高于80% ),其内阻改变很小。一旦电池内阻有了显著变化,则电池寿命

也告终。