铅酸蓄电池的容量计算

1、铅酸蓄电池的容量计算 铅酸蓄电池的容量计算 黄亮 一、 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。 1、 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 2、 根据所需

2、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： c?0.154bh? 式中 c极板容量（ah） b极板宽度（cm） h极板高度（cm） 极板厚度（cm） 当单位用mm时，公式中的常数为4.8710-4。 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

3、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： c?0.0438a?52 式中 a极板面积（mm2） 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4.9104；在阀控式密封电池中： 极板容量xxxx年半的使用寿命，起合金的锑含量在4.56.0%。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

4、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，如下表所用合金为含锑4.57.0%添加as0.080.12%. 预期循环 寿命（次） 250 500 正极板栅比质量 （g/ah） 6 7 预期循环 寿命（次） 1000 1500 正极板栅比质量 （g/ah） 9 11 2、 和系数 文献中提出正极板的设计参数是比例值， ?板栅质量 活性物质板栅质量通常值变化在0.350.60。 1995年pavlov又提出引进参数，即 ?活性物质质量 板栅的表面积 pavlo

5、v认为，正极活性物质的比表面积为38/g，取平均值为5/g。一个汽车型极板具有100g活性物质，则其表面积为500。板栅的面积大约为4070，假设为50。当极板放电时，在500的电极上产生的电流，要集中在50的板栅面积上通过，电流密度增加了10倍，因此，与活性物质接 6 触的面积及板栅与活性物质界面电阻的大小，就会对电池的放电性能有很大的影响，于是提出必要引进参数。参数的优化就可以提高正极活性物质利用率和电池寿命。按此原则，在实验室设计新型管式电极，其0.50.8g/,极板厚度为4.0mm，正极的活性物质利用率在5h率放电时达62。 3、 活性物质质量/板栅质量 我国把活性物质与板栅质量的比例，作为设计参数。 下表给出各种用途质量分布的例子： 牵引用 构件名称 板栅（包括正、负极） 活性物质（含正、负极） 活性物质质量/板栅质量 起动用 （管式） 21.5% 36.0% 1.67 26.7% 35.9% 1.34 （涂