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影响铅酸蓄电池容量的因素 黄 亮 电池容量等于放电电流与放电时间的乘积，一般用安时（Ah）表示，影响容量的因素，大致可分为两类： 设计生产工艺上的因素 活性物质的量 极板厚度 活性物质孔率 活性物质真实表面积 极板中心距 活性物质组成 使用时的因素――放电条件的因素 放电电流密度――即放电速度 放电终止电压 电解液温度 电解液浓度 影响容量首先是放电的问题，充电的影响是间接的。 首先我们看看放电： 放电时，电池端电压E要下降，当端电压下降到终止电压时，放电就终止了（图一），电池的容量与端电压e降低的快慢有密切关系。放电时，正电流从电池正端流经负载，到电池负端，再经电解液从负极回到正极，因之，负极点电位比正极点电位高即高出IR。 E+E-+IR=E+或E=E+－E-－IR 端电压E＝（E+－E－）－IR ··············（1） 其中：E+为正极电位、E－为负极电位、I为电流、R为内阻 放电过程中E+变负（即减少），E－变正（即增加），内阻R增大，所以端电压E下降。 放电时：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 从这个反应式可知，放电时生成了不导电的PbSO4，它覆盖住活性物质的部分表面，使导电截面积减少，因而内阻R增大。 正极电位E+与负极电位 E－之所以变化，是由于浓度极化?C及电化学极化?e,即： E+=E+平＋（?＋C＋?+e） E+平为正极平衡电极电位·····（2） E-=E-平＋（?-C＋?-e） E－平为正极平衡电极电位····（3） 放电时，?＋C及?+e都是负值，所以正极电位E+变负（即减少），?-C＋?-e都是正值所以负极变正（即增加）。 从上面反应式可看出消耗H2SO4，因而电极表面附近浓度降低，这个浓度降低愈利害，浓度极化越大，H2SO4从电解液扩散进来补充的快，可以延缓电极附近H2SO4浓度的降低，因而减少浓度极化，扩散截面积A愈大，扩散距离I愈短，电解液浓度愈大，扩散系数D愈大，扩散补充的速度就愈大。反应面积S愈大，真实电流密度愈小，电化学极化就愈小。 浓度极化小、扩散速度大、电化学极化小，从（1）、（2）、（3）式，短电压E的降低慢，电池容量会相应增加，下面将从这些观点来剖析各个因素的影响。 1、活性物质量的影响 一个电池的活性物质量确定了，它理论上提供多少安时的电量就确定了，涂板时，每个电极片有多少活性物质就确定了。组装时，每个电池单格装多少片正板，多少片负板，因而有多少活性物质，也就确定了。 电化学中提到，一个克当量的活性物质，理论上能提供26.8Ah的容量，一个电化当量的活性物质，理论上能提供1Ah的容量，根据放电反应式： PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 1克当量 119.6g 103.6g 98.1g 能提供26.8Ah 1电化当量4.463g 3.866g 3.657g 能提供1Ah 因之，将正极活性物质量除以4.463，即得正极理论容量，将负极活性物质量除以3.866，即得负极理论容量。 例如：正极板含109g活性物质，负极板含100g活性物质，求 每片正极板的理论容量是多少？ 每片负极板的理论容量是多少？ 以6片正板与7片负板组装一个单体电池，电池的理论容量是多少？ 解：a、每片正极板的理论容量＝109/4.46=24.4Ah b、每片负极板的理论容量＝100/3.87＝25.9Ah c 、6片正板共有6×24.4＝146.4Ah的理论容量 7片负板共有7×25.9＝181.3Ah的理论容量 因此，产生一个问题，通常正极的理论容量与负极的不一样，电池的理论容量以那一个电极为标准呢？这还要看利用率，因为活性物质不可能全部反应，反应部分的百分数就是利用率，因此， 实际放出的容量＝理论容量×利用率 下面将要提到，常温及放电率不太大的情况下，负极的利用率比在相同条件下的正极利用率高。这样一般情况下负极理论容量及利用率比正极的高。所以电池容量受正极的控制，即电池的容量以正极为准，例如上例的电池以6.54A放电（相当于10小时放电率）的实际容量为79Ah，正极的利用率是79/146.4=53.9%，放电终止时，正极余下相当于67.4Ah的活性物质未反应，而负极还有102.3Ah的理论容量，即还有相当潜力。因此电池的容量受正极的控制。放电的终点是端电压降至终止电压，从图1可看出，电池端电压的变化和正极镉压的变化（即正极电位的变化），几乎是一样的，这也说明容量受正极的控制。活性物质量确定之后，其他因素对容量的影响，就是对利用率的影响了。 2、极板厚度的影响 极板厚度浅薄，对相同重量的活性物质，需要的极板片数要增多，这相当于扩大扩散截面积A,缩短扩