鉛酸蓄电池的容量计算.docVIP

铅酸蓄电池的容量计算 黄亮 设计步骤 铅酸蓄电池的容量取决于反应物质的数量的利用率，而影响利用率的若干参数要根据生产的使用实践来确定，尚不能从理论上计算。目前，在开发一个新产品时，只能根据用电设备的电特性要求，结合对蓄电池生产和使用的经验和知识，进行非定型设计，再按此设计做必要的修改。设计步骤大体如下。 据使用设备的功率和使用时间，计算蓄电池所必须提供的能量，即“功率×时间＝瓦时“，再决定采用单体电池的数目。因为蓄电池的标称电压为2V，所以一般设计电池组的电压为2V、4V、6V、12V、24V。所设计电池的容量值为： 电池容量＝所需瓦时/电池组电压 根据所需安时容量计算正、负极活性物质的量，H2SO4浓度及数量，极板和板栅的尺寸。 二、容量计算的经验式 1、阿伦脱经验式 一般地说，电池的容量和极板面积及厚度的平方根成正比。阿伦脱（Arendt）用涂膏式极板在密度1.300g/㎝3电解液中试验，得到下图的曲线，并提出一公式，后经修正，得到极板的容量计算经验公式： 式中 C——极板容量（A·h） b——极板宽度（cm） h——极板高度（cm） δ——极板厚度（cm） 当单位用mm时，公式中的常数为4.87×10-4。 从以上讨论可知，曲线和公式是在特定的工艺制造条件下得到的，其影响因素统统包含在公式的常数0.154或0.000487中。 70年代，我国的蓄电池工作者曾对此公式做过试验，并提出本式可作为3.5mm以下厚度的起动型涂膏式极板10h率计算容量之用。以正极为准。 2、琼斯公式 琼斯（Jones）总结了固定型极板尺寸与容量的关系，提出下列公式： 式中 A——极板面积（mm2） δ——极板厚度（cm） 我国学者也对此式进行了验证。固定型极板厚度在3.5以上，将系数改为0.05时，可用此式。 3、对阿伦脱公式中常数的修正 在普通型电池中此常数为4.9×10－4；在阀控式密封电池中： 极板容量20A·h时，取3.8×10－4 5 A·h 极板容量20A·h时，取4.0×10－4 极板容量5 A·h时，取4.2×10－4 4、管式极板的计算 国内通行用圆截面积的涤纶或玻璃丝编织管时间数据见下表 馆内径（mm） 陪负极厚（mm） 铅芯直径（mm） Ф9.5 4~5 3.2 Ф8.0 3.5~4 2.7 Ф5.0 2.5 2.0 墩粉后，管内干粉表面密度为3.0~3.1，1A·h容量需要管长度及干粉量见下表 管 内 径 硫酸 相对 密度 C5 C10 C20 1Ah 所需管 长 (mm) 1Ah 用 干 粉 重 (g) 1Ah 所 需 管 长 (mm) 1Ah 用 干 粉 重 (g) 1Ah 所 需 管 长 (mm) 1Ah 用 干 粉 重 (g) 9.5 1.215 80 15 75 14 72 13.5 9.5 1.250 75 14 71 13.3 67 12.6 9.5 1.280 70 13.1 66 12.4 62 11.6 8 1.250 100 13.3 94 12.6 90 12 8 1.280 93 12.4 88 11.8 82 11 5.5 1.280 190 11.7 100 11.2 170 10.5 板栅设计参数 任何用途的铅酸蓄电池的设计都必须在正、负极活性物质、电解液、板栅体积或质量之间作出分配和平衡。随着技术的进步，分配和平衡可以有某种程度的变化。 由于正极板栅有氧化腐蚀问题存在，因此经常设计正极板栅时要考虑： 比质量、比体积 比质量是指板栅、活性物质每安时所需要的质量；比体积是指每安时所需电解液的体积。 下表列出欧洲和美国制造厂家，对汽车型铅酸蓄电池经常使用的板栅的比质量。 制造厂 板栅的比质量（g/Ah,以C20额定容量计算） 制造厂 板栅的比质量（g/Ah,以C20额定容量计算） 正极 负极 正极 负极 1 5.0 5.0 6 7.1 6.0 2 6.2 6.5 7 7.0 6.0 3 6.5 6.5 8 5.4 5.1 4 5.9 6.0 9 6.0 5.5 5 6.1 6.0 10 5.5 5.2 表中所给数字没有修正各厂家所用板栅合金中锑含量变化。一般地说，两年半的使用寿命，起合金的锑含量在4.5~6.0%。若使用高锑合金时，其板栅的比质量可降至5.0g/Ah，正、负极相同。表中板栅质量中未包括极耳质量。 对于动力用铅酸蓄电池，其工作制度为有规则的深×放电循环。在这个条件下，正板栅的氧化循环加剧，每安时所需的金属质量则增加，而且随要求循环寿命的增加该板栅的比质量也增加，如下表所用