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蓄电池充电过程中的极化现象

来源:www.exideb.com   浏览: 作者:UPS电源  添加时间:2011-10-23 15:52

  

    蓄电池充电过程中的极化现象
    极化现象是一切蓄电池充电过程中的共有现象。所谓极化,就是指电流通过蓄电池时,正负极板表面电位的移动。当蓄电池补充充电时.其内部将有三种极化现象产生:欧姆极化、电化学极化相离子浓差极化。下面逐一对这三种极化进行讨论。
    1. 欧姆极化
    又称电阻极化。当蓄电池充电时,电流通过正负极板、隔板、电解液、连接条等而流动。由于这些组成部分都具有电阻,因而在它们的上面就会产生压降。当充电停止后,欧姆极化电压也随之消失。
    2. 电化学极化
    铅酸蓄电池在充电过程中,极板上的活性物质与电解液发生化学反应,正极板放出电子,负极板接受电子,并生成新的物质(二氧化铅和海绵状铅)。但是,这种生成新物质的电化学反应速度要比电子交换速度慢得多,这就形成了正负极板上的电荷积累,从而使负极板上的电位变得更负,而正级板上的电位变得更正,这种正负极电位朝着正负两个方向的增加,使得蓄电池端电压被推高了,这部分被抬高了的电位就是电化学极化电压。在充电的中后期,电化学极化电压上升很快,并且随着充电电流的增大而增大,随充电过程的延续而不断积累,影响了充电效率。当充电停止后,由于扩散作用,电化学极化电压会逐渐消失,但需一定时间。
    3. 离子浓差极化
    离子浓差极化是指当充电电解液中被电离后的正负离子在电场的作用下,按自己遵循的方向朝各自的极板移动,并在极板表面参加化学反应。而正负极板上的活性物质微孔内,都会生成硫酸,并且向极板周围浓度较低的电解液中扩散。但是,这种扩散的速度显然跟不上因电化学反应对电解液的消耗速度,这就造成了极板活性物质微孔内的电解液浓度(硫酸含量高)与极板外电解液浓度(硫酸含量低)之差异,而导致电解液极化,从而引起极板上的电位变化。这种现象就是离子浓差极化。在充电后期.正负极板受电化极化的作用,同时氨和氦的气体(泡)又不同程度地堵住了极板表面活性物质微孔的空隙,使极板内外的电解扩散作用更难进行,这又加剧了离子浓差极化的程度。这也是在直流充电中所遇到的超到后期越难充进去的另一个原因。
    电解液中硫酸的含量不同,其导电率或电阻率也不同。因此,存在于极板内外的“浓度差”就必然会在充电电流经过时产生压降之差,这就是离子浓差极化电压。必须指出,这种压降之差,由于同外加的充电电压是一种极性相反的电势.因此,外加充电电流越大、充电时间越长,其极化电压抬得就越商,累积也就越多。当停止充电后,与电化学极化电压一样,离子浓差电压也会随着扩散作用而逐渐消失,但也需一定的时间。


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