第5章

所发生放电时

考虑化学，蓄电池的放电组成的海绵状铅和铅氧化成硫酸铅的变化，并从电解质中的酸的抽象。 考虑电，变化比较复杂，需要进一步调查。 电压，内阻，放电，容量和其他功能的速度必须要考虑，并改变一个在其他人的影响必须加以研究。 这个程序被大大简化，如果我们单独考虑每一个点。 抽象。 从电解质中的酸为我们提供了确定充电或放电中的电池的状态的方法，并且还必须研究。

电压的变化在放电，在充电结束时，打开和充电电路之前，每个电池单元的电压为大约2.5至2.7伏。 只要充电电路被打开时，电池电压迅速下降到约2.1伏，3或4分钟内。 这是由于硫酸铅在负极板的表面和引线过氧化物和正极板的金属之间的薄层的形成。 图。 图21示出了如何在最后8分钟电荷的电压变化，以及它是如何迅速下降，一旦充电电路被打开。 上的电压的充电电路被打开之后的最终值大约为2.15-2.18伏。 这是在第6更充分地说明，如果将电流从电池的充电被停止的瞬间得出，这种下降是更快速。 在放电开始时的电压已经有从上充电终止电压的快速下降，由于硫酸盐的形成如上面所述。 当电流被从电池吸收的突然下降是由于在电池中，更硫酸盐的形成，并从该填充板的孔中的电解质中的酸的文摘的内阻。 这种酸的浓度是高的放电开始之前。 这是在第一次快速稀释，但酸的中板和在电解液中的主体的密度之间达到一个平衡的条件下，酸供应在板保持在由新鲜酸降低的密度流入其中电解质的主体。 初始压降后，电压下降速度比较慢，减少取决于电流从电池吸收的量的比率。 整个过程示于图 22。

正在形成的表面上的硫酸铅，并在所述板的主体。 此硫酸盐具有比铅或铅过氧化物具有较高电阻，并且电池的内部电阻上升，并有助于在电压的下降。 作为本硫酸盐形式在板的主体中，所述酸被用完。 起初这种酸很容易从电解质扩散的主体取代。 在电解质中的主体的酸是在第一个比较强的，或浓缩，从而导致酸的新鲜供应流入到板速度，因为它是用于在所述板。 这将导致在电解质生长弱的酸，这反过来又导致了在该新鲜的酸流，或扩散到板的速率常数降低。 此外，硫酸盐，这是比铅或铅过氧化物更笨重填充在所述板的孔，使得它越来越困难酸到达板的内部。 这增加了电压下降的速率。

硫酸盐有另一种效果。 它形成了一个覆盖了一直没有采取行动的活性物质，并使得它几乎无用的，因为酸是几乎无法穿透硫酸盐的涂层。 因此，我们有被完全封闭在干燥，因而减少能量时，可以采取从电池活性物质的量的量。 由此形成的硫酸贯穿每个板和酸的抽象从电解液引起的电压降在一个不断增长速率。

理论上，放电可继续，直到电压下降到零，但实际上，当每个电池的电压已经下降到1.7（在低放电速率）放电应停止。 如果放电被携带在超过该点多的海绵状铅和铅过氧化物要么被改变成硫酸铅，或已经覆盖了由硫酸如此有效，他们几乎没用。 在此条件下板需要一个很长的电荷，以便除去所有的硫酸盐。

每单元1.7伏特的限制值适用于连续放电在一个适度的速度。 在一个非常高的电流仅在很短的时间，它不仅是'安全的，但最好以允许电池放电到较低的电压，增加的压降是由于快速稀释于所述板的酸。

该电池电压会在每次放电停止时间有所上升。 这是由于酸从电解质的主体成板，从而在所述板增加的浓度的扩散。 如果放电一直连续的，特别是如果在一个较高的速率，这个电压升高将使细胞达到正常的电压非常迅速的帐户酸的更迅速扩散这将随后发生的。

的电压不依赖于板面的面积，但在活性材料和电解质的性质。 因此，尽管细胞的板逐渐被覆盖有硫酸盐，电压，当没有电流流过测量，会慢慢地和不降成比例地取出的电池的能量的量。 它不是直到板几乎完全是覆盖有硫酸根，从而难以对酸以达到活性物质，该电压开始迅速下降。 这清楚地显示在图 22，这表明，当细胞是50％放电的单元电压下降到只有一个非常小的量。 与电流流过的细胞，然而，增加的内部电阻引起的电压显着下降。 开路电压是没有用的，因此，以确定有多少能量已经采取了从电池。

酸密度。的铅蓄电池的电解液是化学纯的硫酸的混合物，及化学纯的水，形成酸的电解液的体积的约30％，当电池被完全充电。 纯的酸具有一个1.835“比重”，也就是说，它是1.835倍重为等体积水。 酸和水的混合物具有约1.300的比重。 作为单元的放电，酸是从电解质中提取的，因此后者的重量必须成长少，因为会有它少酸。 在权重的变化，或电解液的比重是决定细胞的放电状态的最佳手段，但前提是该小区一直使用正常。 为了使比重的值可以被用作能量的电池的数量的指示，电池的历史必须是已知的。 假设，例如，在再充填的电池，以取代发生在使用电池，酸或酸和水的混合物中的自然蒸发掉的水已经'被使用。 这将导致在比重过高，并能在电池的量将小于由比重表示。 同样，如果纯净水是用来取代电解质洒，比重将低于它应该是。 在已经排出到这样的程度，许多活性物质已被覆盖了一层坚韧的硫酸盐，或者如果有相当量的硫酸和活性物质已经松动从板和已降至底部的电池在细胞中，这将是不可能带来的电解质组成比重为1.300，即使长时间充电给出。 那里。 ，因此必须是一个合理的度的把握，一个电池已妥善处理，如果比重读数将被视为一个电池状态的真实反映。 其中一个电池不能给出满意的服务，即使比重读数是令人满意的，后者是不可靠的作为表示充电中的电池的数量。

只要放电电流从电池流出，将板内的酸的使用起来变得非常稀释。 周围的电解质和酸在两板之间的扩散能够跟上以，进行化学变化，需要在板的供应。 当第一次开始放电，酸扩散到板迅速发生，因为很少有硫酸盐堵塞毛孔中的活性物质，并且因为有在电解液中，并在板比酸的浓度之间有较大的差别会存在随着放电的进行。 作为硫酸盐开始形成并填充在板的孔中，并且随着越来越多的酸是从电解质中抽象，扩散发生得更慢。

如果电池放置空闲了局部放电后很短的时间内，电解液的比重会降低，因为一些在电解质中的酸，将逐渐流进板的孔中，以取代用完而酸电池被放电。 理论上的放电可以持续，直到所有的酸已被用完，并且电解质是由纯净水。 经验已经表明，但是，电池的放电不应该被继续后电解液的比重已经下降到1.150。 至于电解质而言，放电可能会与更远的安全进行。 所述板确定在哪个应该停止放流的点。 当比重已经从1.300降至1.150，那么多硫酸盐已经形成，使其填充在活性物质的孔的板。 图。 图23示出在该酸的放电过程中的密度变化。

在负极板的变化。在化学上，在负极板的动作仅由从海绵状铅的形成硫酸铅。 硫酸铅是仅微溶于电解液，并尽快形成沉淀，留下氢离子，然后进入过氧化铅板形成水与在过氧化物板释放的氧离子。 硫酸盐形式更快地在板的表面上比在内侧部分，因为有酸的定量供给可在表面，而硫酸的在板的内部形成规定，酸扩散到活性的孔中材料来代替已经用完硫酸盐的形成。 在负极板上，然而，硫酸盐趋向于在整个引线的质量，形成更均匀，因为海绵状铅是比过氧化铅更多孔的，因为酸不被形成水稀释作为在正极板。

于，正极板的变化，在完全充电的正极板我们有过氧化铅作为活性材料。 这是由铅和氧。 从这一事实是显然可见，在放电过程中有在此板更大的化学活性比在负极板中，由于我们必须找到一些与氧结合，以便使引线可以形成。 硫酸铅与酸。 在一个理想的细胞，因此，它经历了更大的变化的材料应比不涉及作为大的化学反应的材料更加多孔。 然而在现实中，过氧化并不像多孔的海绵状铅，并没有抱在一起为好。

一正极板的放电的最终产品是硫酸铅和水。 的过氧化铅首先必须降低到铅，然后与从酸中硫酸结合，形成硫酸铅，而从过氧化的氧结合的酸的氢形成水。 存在，因此，在该板比在引线板更大的活性，而水的形成稀释的酸中和板周围，这样的趋势是为化学作用被抑制。

这形成了放电的硫酸盐会导致活性物质鼓出，因为它占用的空间比过氧化物。 这将导致过氧化铅的表面开始下降，到罐的底部在细尘状颗粒，因为这里的过氧化物保持在一起很差。