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现在我国邮电部分已广泛采用阀控式密封铅蓄电池作为通讯电源。由于这种电池是密封的, 不像原来的自由电解液固定型铅蓄电池那样透明直观,又无法直接丈量电解液密度,因而给使用维护工作带来一定的困难。于是人们希看通过检测电池内阻的办法来识别和猜测电池的性能。目前进口的和国产的用于在线丈量电池内阻的VRLA电导测试仪已在一些部分得到应用。然而实践中可以发现,利用在线检测阀控式密封铅蓄电池内阻(或电导)来识别和判定电池的性能并不能令人满足。本文拟在分析电池内阻的组成、测试原理和方法的基础上,阐述这一方法的适用条件及其局限性。
1 蓄电池内阻的组成
宏观看来,假如电池的开路电压为V0,当用电流I放电时其端电位为V,则r=( V0-V)/I就是电池内阻。然而这样得到的电池内阻并不是一个常数,它不但随电池的工作状态和环境条件而变,而且还因测试方法和测试持续时间而异。究实在质,乃因电池内阻r包括着复杂的而且是变化着的成分。
理论电化学早已指出,电池在充电或放电时其端电压V是由以下3部分组成的:
(1)
式中的IRΩ称为欧姆极化,它是由电池内部各组件的欧姆内阻RΩ引起的;是由电极 四周液层中参与反应或天生的 离子的浓度变化引起的,称为浓差极化;是由反应粒子进行电化学反应所引起的,称为活化极化。由(1)式 可知, 宏观上测出的电池内阻(即稳态内阻)R是由3部分组成的:欧姆内阻RΩ、浓差极 化内阻Rc和活化极化内阻Re。
欧姆内阻RΩ包括电池内部的电极、隔膜、电解液、连接条和极柱等全部零部件的电 阻。虽 然在电池整个寿命期间它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 可以以为是不变的。
浓差极化内阻既然是由反应离子浓度变化引起的,只要有电化学反应在进行,反 应离子的浓 度就总是在变化着的,因而它的数值是处于变化状态,丈量方法不同或丈量持续时间不同, 其测得的结果也会不同。
活化极化内阻是由电化学反应体系的性质决定的;电池体系和结构确定了,其活化极化内阻 也就定了;只有在电池寿命后期或放电后期电极结构和状态发生了变化而引起反应电流密度 改变时才有改变,但其数值仍然很小。
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蓄电池是一种易损耗的大型零部件,其寿命长的可达3~4年,短的1~2年,而且越是经常行驶的汽车(尤其是长途使用),蓄电池寿命越长;越是经常停放的汽车或公共汽车,经常放电却又充电不足,蓄电池寿命反而更短。蓄电池的自行放电和极板逐渐硫化是铅酸蓄电池不可避免的“渐生故障”,只是随着对产品材料和工艺日趋严格的要求,如变铅锑合金为铅钙合金,又逐步变为“全程免维护”而已。有些人习惯仅使用电压表或万用表的电压档不加负载来检查蓄电池的存电是否充足,这是很不可靠的。因为即使是启动放电终了的蓄电池,只要一旦停止放电,蓄电池的正负极板和电解液之间马上就能够达到开路电压--电bmw7动势,马上就能恢复它们之间的电位差,每单格约2.1V,整个电池约12.6V以上。单单测量电压时,消耗电流极少,故而不会在电池内部产生大的压降,所以显示电压并不低,但若加上相当的负载,如前照灯(10~15A)、喇叭(6~12A),电瓶便会使灯光暗淡、喇叭沙哑,从而显示出存电不足。用密度计来检测蓄电池的存电量也有一定的局限性。首先是要知道蓄电池在当时(夏季或冬季)当地(东北、华北、华中、华南等)充足电时电解液的密度是多少?以此为基准才好进行比较类推。其次是在日常或定期维护时注意补加纯水而不要加电解液,特别是不要加入浓度高的电解液,有时可以加入低浓度的(如1.15)的稀电解液。如果加入高浓度电解液甚至浓硫酸,则不仅会使极板严重硫化,损害电池寿命,还会形成“密度高而存电少”的后果。 GNB蓄电池
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