электрарухаючая сіла
◆Прадукцыйнасць разраду акумулятараў энергіі
Калі знешні ланцуг разамкнуты, што азначае, што праз акумулятар не праходзіць ток, рознасць патэнцыялаў паміж станоўчым і адмоўным электродамі вызначаецца як электрарухаючая сіла (ЭРС) акумулятара, якая звычайна пазначаецца сімвалам E. Значэнне ЭРС з'яўляецца адным з паказчыкаў, якія адлюстроўваюць колькасць электрычнай энергіі, якуюакумулятарная сістэмаможа выводзіць. Згодна з прынцыпамі тэрмадынамікі, мы маем...
У формуле AG уяўляе змяненне свабоднай энергіі Гібса; n уяўляе лік перадачы электрона; E ўяўляе электрарухаючую сілу клеткі; і F уяўляе канстанту Фарадэя.
Ураўненне (1.2) паказвае, што велічыня электрарухаючай сілы батарэі ў асноўным залежыць ад уласцівых уласцівасцей рэчываў, якія ўдзельнічаюць у хімічнай рэакцыі, умоў рэакцыі (напрыклад, тэмпературы) падчас працы батарэі і актыўнасці рэагентаў і прадуктаў, і не залежыць ад геаметрыі або памеру батарэі.
Напружанне холадна
Напружанне-разамкнутага ланцуга акумулятара адносіцца да рознасці патэнцыялаў паміж станоўчай і адмоўнай клемамі, калі знешні ланцуг адключаны ад акумулятара. Важна адзначыць, што паколькі станоўчыя і адмоўныя клемы могуць не дасягнуць тэрмадынамічнай раўнавагі ў растворы электраліта, напружанне-разамкнутага ланцуга звычайна крыху ніжэйшае за яго электрарухаючую сілу (ЭРС). ЭРС - гэта тэарэтычнае значэнне, разлічанае на аснове тэрмадынамічных формул, у той час як напружанне-разамкнутага ланцуга - гэта фактычнае значэнне, атрыманае шляхам прамога эксперыментальнага вымярэння; абодва вельмі блізкія па значэнні. Каб дакладна вызначыць напружанне-разамкнутага ланцуга, у працэсе вымярэння праз вымяральны прыбор не павінен праходзіць ток; для гэтага выпрабавання звычайна выкарыстоўваецца вальтметр з высокім-супраціўленнем.
Акрамя таго, паняцце намінальнага напружання таксама выкарыстоўваецца ў вытворчых даследаваннях. Намінальнае напружанне - гэта адпаведнае набліжэнне да напружання батарэі, таксама вядомае як намінальнае напружанне, і выкарыстоўваецца для ідэнтыфікацыі тыпу батарэі. Напрыклад, напружанне-разамкнутага ланцуга свінцова-кіслотнай батарэі блізка да 2,1В, а яе намінальнае напружанне ўстаноўлена на 2,0В; намінальнае напружанне цын-марганцавай батарэі складае 1,5 В; а намінальнае напружанне кадміевай-нікелевай батарэі і нікель-металгідрыднай батарэі складае 1,2 В.
Унутраны супраціў
Унутранае супраціўленне батарэі, якое звычайна называюць унутраным супраціўленнем (Rўнутраныя), адносіцца да супраціву, які ўзнікае пры праходжанні току праз батарэю. Гэта ўнутранае супраціўленне ў асноўным складаецца з дзвюх частак: адна - амічнае ўнутранае супраціўленне, выкліканае ўласцівасцямі самога матэрыялу; другі - дадатковае палярызацыйнае ўнутранае супраціўленне, якое ствараецца з'явай палярызацыі на паверхні электрода падчас электрахімічнай рэакцыі.
Амічнае супраціўленне (Р0) залежыць ад характарыстык электраліта, уласцівасцей мембраны і матэрыялу электрода. Амічнае супраціўленне раствора электраліта цесна звязана з яго канкрэтным складам, узроўнем канцэнтрацыі і тэмпературай навакольнага асяроддзя. Як правіла, канцэнтрацыя электраліта для батарэй выбіраецца ў межах найбольшай праводнасці. Супраціў, выкліканае мембраннымі мікрасітавінамі міграцыі іёнаў электраліта, называецца мембранным супрацівам, т. е. супрацівам, з якім сутыкаюцца іёны пры праходжанні праз мікрасітавіны мембраны. Амічнае супраціўленне мембраны звязана з такімі фактарамі, як тып электраліта, матэрыял мембраны, сітаватасць і ступень звілістасці пор. Супраціў-цвёрдай фазы на электродах уключае супраціўленне саміх часціц актыўнага матэрыялу, кантактнае супраціўленне паміж часціцамі, кантактнае супраціўленне паміж актыўным матэрыялам і правадзячым каркасам, а таксама суму супраціўленняў правадзячага каркаса, правадзячых шын і клем. Падчас разраду склад і марфалогія актыўнага матэрыялу могуць змяняцца, што прыводзіць да істотных змен у супраціўляльнасці. Каб паменшыць супраціў-цвёрдай фазе, да актыўнага матэрыялу часта дадаюць правадзячыя кампаненты, такія як ацэтыленавы чорны-графіт, каб павялічыць яго праводнасць. Амічны ўнутраны супраціў батарэі таксама залежыць ад такіх фактараў, як яе памер, зборка і структура. Чым кампактней вузел і чым менш адлегласць паміж электродамі, тым ніжэй амічны ўнутраны супраціў.
Палярызацыйнае супраціўленне (R) адносіцца да ўнутранага супраціўлення, якое ствараецца ў хімічнай крыніцы току з-за палярызацыі падчас электрахімічных рэакцый на станоўчым і адмоўным электродах. Палярызацыйнае супраціўленне ўключае суму супраціўленняў, выкліканых электрахімічнай палярызацыяй і канцэнтрацыйнай палярызацыяй. На яго велічыню ўплываюць уласцівасці актыўных матэрыялаў, структура электрода і працэс вытворчасці акумулятара, і ён асабліва цесна звязаны з працоўным станам акумулятара. Такім чынам, палярызацыйнае супраціў змяняецца адпаведна з варыяцыямі ў рэжыме разраду і часу разраду.
Працоўнае напружанне
Працоўнае напружанне акумулятара, таксама вядомае як напружанне нагрузкі або напружанне разраду, адносіцца да рознасці патэнцыялаў паміж станоўчай і адмоўнай клемамі акумулятара, калі ток праходзіць праз знешні ланцуг. Калі ток цячэ праз акумулятар, каб пераадолець супраціўленне, выкліканае палярызацыйным і амічным супраціўленнем, фактычнае вымеранае значэнне працоўнага напружання заўсёды ніжэйшае за напружанне-разамкнутага ланцуга ва ўмовах адсутнасці-нагрузкі.
Як відаць з ураўнення (1.3), чым больш унутраны супраціў батарэі, тым ніжэй працоўнае напружанне батарэі і тым менш фактычны выхад энергіі. Відавочна, што ўнутраны супраціў батарэі павінна быць як мага меншым.