蓄电池的内阻的技术含义和测量资料.doc

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蓄电池的内阻的技术含义和测量
郑州移动通信分公司 胡贵山
内容提要：蓄电池的内阻是电池的一个重要指标，它的物理含义和电化学含义是什么？能不能用蓄电池的电导内阻来判断电池的安全性？本文就蓄电池的动态内阻和静态内阻的技术含义作了分析，
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蓄电池的内阻的技术含义和测量
郑州移动通信分公司 胡贵山
内容提要：蓄电池的内阻是电池的一个重要指标，它的物理含义和电化学含义是什么？能不能用蓄电池的电导内阻来判断电池的安全性？本文就蓄电池的动态内阻和静态内阻的技术含义作了分析，
1.蓄电池内阻的构成
蓄电池的内阻是由以下几部分构成。
1.1极柱间的欧姆电阻。其中包括构件的电阻，电解液的电阻，隔板的电阻。以上的电阻是蓄电池的静态电阻，即在不放电的条件下，测得的欧姆电阻。
1.2蓄电池的极化电阻。蓄电池在放电的条件下，由于外电路放电的需要，导致内部电解液中离子的运动。离子的运动有趋极效应，即在电池的内部的正负极附近，有不同浓度的离子存在，形成浓差极化。如SO42-离子，在正极附近的消耗量比负极大。电化学极化是化学电极在电化学反应时的特征，即在放电时电极电位会自动向减少位差的方向偏移。在两种极化作用下，导致正极电极电位下降，负极电极电位上升。总的结果，使电池的端电压下降，宏观上表现出电池内阻增大。
电池的内阻分为动态内阻和静态内阻两种，其表达的技术内容是大不相同的。
2. 蓄电池动态内阻的测量方法

一般而言，关于蓄电池的动态内阻测量是用图1的方法进行的。设电池的内阻为r，电池的空载电压在开关K断开时由电压表读出V1，K接通后的放电电流由电流表A读出，同时，读出电池的负载电压V2。
于是，蓄电池的内阻

显然，蓄电池的动态内阻是放电电流和保有容量的函数。随着蓄电池的放电电流的不同，其动态内阻r也就随之不同，一旦放电停止，该参数即为零。也就是说，这个动态电阻只有在动态放电条件下才能测出，有时，我们把它称作放电内阻。如果要测得电池在使用状态下的实际动态内阻，就需要用实际工作状态的电流强度进行放电。
比如1号电池点亮2.5V的小灯泡时工作电流0.35A，当灯不亮时，可测的电池的供电电压下降到0.8V左右，这是由于电池内阻增大造成的。计算在这种工作状态下，电池空载电压1.3V，内阻是1.44Ω。把这样的电池再用于晶体管收音机，由于工作电流减小到50mA，电池的供电电压依然可在1.25V左右，计算内阻相应为1Ω，晶体管收音机照样工作。
因此，当说到蓄电池的动态内阻是多少Ω时，必须同时说明其放电电流值，同时蓄电池的动态内阻值，与蓄电池的保有容量直接相关。用适当的检测电流，检测电池的负载电压，本质就是测量电池的动态内阻，通过对负载电压的测量，可快速测量出电池的保有容量。
蓄电池的报废都是因为动态内阻增大造成的。蓄电池的动态内阻值直接决定蓄电池能否安全使用，测定其动态内阻值是否超限是检测蓄电池安全状态的最可靠的手段。
3.对电池静态内阻的检测方法

蓄电池的静态内阻可用电导仪来测量，其基本原理如图2。仪器输出一个交流电送到电池的极柱上，交流的频率大多采用1KHz，电流采用5mA～500 mA。同时，在极柱上测量交流电压，把交流电流A和交流电压两个参数计算机处理后显示mΩ值。
市场上这类种测量蓄电池静态内阻的检测仪，叫电导仪、蓄电池内阻仪或蓄电池参数测试仪。他们都不特别说明是测量电池的“静态内阻”。
从蓄电池的内阻的特性来分析，电导值只能反应电池的静态内阻，在电池安全工作的技术限度值上，该值不能表达电池的负载放电能力。通常，失效的电池其静态端电压并不明显降低。国内曾有几个科研单位都做过用测量电池电导来判断电池保有容量的研究，其结果都未找到全量程的定量的关系。现在从理论上已可清楚说明，这个关系在全量程是不存在的。
用电导仪测电池实质是测量电池的静态内阻。由于静态内阻是由电池导电材料的阻抗、容抗和感抗三部分构成的，所以当用两个厂家生产的电导仪测同一电池时，由于仪表的频率和电流不同，会得到不同的欧姆表达值。
同一厂家生产的电池的电导值受制造工艺等因素的影响，因此，不同规格、型号，不同使用状态和不同温度下将有不同的电导值。
由于电导内阻测试仪的供应商向用户供应仪器的时候，不能向用户提供检测标准，用户自己又无法制定与检修工艺对应的安全标准。这类检测仪就像一把没有刻度的尺子。
4电池动态内阻的测
量
给电池加上适当的负载，目的测量电池的动态内阻。如图3所示，检测时的放电电流较小时，保有容量与负载电压的对应关系按最高的曲线规律变化，加大放电电流，放电曲线下移。实际试验证实：当检测电流达到一定值时，电池的负载电压与保有容量有严格的线性对应关系（这就是以前用的100安放电叉工作原理）
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蓄电池的内阻的技术含义和测量
郑州移动通信分公司 胡贵山
内容提要：蓄电池的内阻是电池的一个重要指标，它的物理含义和电化学含义是什么？能不能用蓄电池的电导内阻来判断电池的安全性？本文就蓄电池的动态内阻和静态内阻的技术含义作了分析，
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