不同溫度下gnyz3蓄電池的容量試驗(yàn)

不同溫度下gnyz3蓄電池的容量試驗(yàn)

根據(jù)溫度和濕度對(duì)密封鎘鈉電池的影響測(cè)試，并對(duì)密封鎘鈉電池的充電容量進(jìn)行了最佳試驗(yàn)，并知道充電容量對(duì)電池和充電容量的影響。在二次試驗(yàn)和回波后，我們?cè)?0.40下的不同溫度下進(jìn)行了測(cè)試。試驗(yàn)共分三種情況:一是充、放電均在同一溫度下進(jìn)行,溫度從10℃變化到40℃;二是改變充電溫度,放電均在20℃進(jìn)行;三是充電均在20℃進(jìn)行,不同溫度放電。所有充、放電電流均為0.2C。1試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果1.1溫度對(duì)蓄電池容量的影響溫度從10℃變化到40℃時(shí)的充、放電電壓曲線和容量變化見圖1、表1和圖2。圖4和表2為蓄電池的容量受溫度影響的曲線和數(shù)據(jù)。再將圖4與圖2作一比較:可以看出,溫度從20℃變到40℃時(shí)(充電溫度),蓄電池容量下降的幅度基本相同。也就是說,蓄電池的容量受充電溫度影響較大。1.32不同充電溫度下放電電壓曲線及容量變化20℃下充電,不同溫度的放電電壓變化和容量曲線及數(shù)據(jù)見圖5、表3和圖6。可以看出:放電時(shí)溫度的變化對(duì)密封鎘鎳電池的容量影響并不大,但容量的最佳值仍在20℃左右。改變充電溫度(10~40℃),在同一溫度(20℃)下放電的充、放電電壓曲線及容量變化如圖3、表2和圖4。由圖3可知:充電電壓隨溫度增加而降低,如曲線1在10℃充電終止電壓高達(dá)1.65V,而曲線5的40℃充電的終止電壓只能到1.41~1.42V。圖1中不同溫度下的充電曲線也是如此。對(duì)電池作過充電及容量檢驗(yàn)。過充電有兩只出氣孔漏氣;容量為4.07Ah,該次容量為第26次,比第20次又提高了0.74%?，F(xiàn)將3次20℃下充放電循環(huán)的數(shù)據(jù)列于表4作一比較。2試驗(yàn)結(jié)果的分析2.1溫度對(duì)充電效率的影響從以上三種情況的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,環(huán)境溫度對(duì)密封鎘鎳蓄電池容量的影響較為顯著。從圖2和圖4來(lái)比較,可以看出改變溫度的幅度相同時(shí),容量曲線變化的幅度也基本一致;而圖2與圖6比較,則顯示了放電溫度改變時(shí)對(duì)蓄電池的容量沒有顯著的影響。按照傳統(tǒng)晶體學(xué)理論,鎳電極活性物質(zhì)存在四種基本晶型結(jié)構(gòu),即a-Ni(OH)2、b-Ni(OH)2、b-NiOOH和g-NiOOH。正常條件下,鎳電極活性物質(zhì)在充放電過程中為b-NiOOH與b-Ni(OH)2之間的轉(zhuǎn)化,此過程為:該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。鎳電極在充電過程中吸熱,在放電期間放熱。在充電過程中,鎳電極除了發(fā)生方程(1)的反應(yīng)外,還發(fā)生方程(2)和方程(3)的反應(yīng),析出O2,為吸熱反應(yīng)。溫度升高,雖然有利于鎳電極活性物質(zhì)在充放電過程中為b-NiOOH與b-Ni(OH)2之間的轉(zhuǎn)化,但副反應(yīng)(2)和(3)也活躍起來(lái),整體結(jié)果使正極氧化鎳電極的充電效率下降。氫氧化鎳晶型的轉(zhuǎn)化與溫度、晶粒的大小、充放電狀態(tài)等有很大的關(guān)系。高溫時(shí)主要是b/b、a/g存在于低溫狀態(tài)。鎳電極在40℃上下存在兩個(gè)Tafel區(qū),很有可能是析氧機(jī)制發(fā)生了改變。綜合以上分析,溫度對(duì)充電效率的影響較大,隨著充電溫度的升高,正極氧化鎳電極的充電效率顯著下降。充電效率和溫度對(duì)燒結(jié)氫氧化鎳電極充電效率有影響。由于蓄電池的容量是由正極決定的,所以充電時(shí)環(huán)境溫度升高,蓄電池的容量隨之下降的幅度較大。2.2電池充電情況從圖1、圖3和圖5的充、放電電壓變化曲線可知,在試驗(yàn)的溫度范圍內(nèi),以0.5C電流充、放電,電池的充電電壓隨溫度的下降而上升,如在40℃充電終止電壓只能充到1.41~1.42V,而10℃充電時(shí)的充電終止電壓則高達(dá)1.65V。另外,電池的充電電壓還隨循環(huán)次數(shù)的增加而升高,例如第1次充電終壓為1.476V,到第20次就達(dá)到1.544V(同為20℃)。從以上試驗(yàn)結(jié)果還可以看出,蓄電池的工作電壓也就是在(20±5)℃范圍內(nèi)較平穩(wěn)。2.3充電循環(huán)次數(shù)的增加有利于逐步增加容量3密封鎘鎳蓄電池的容量(1)密封鎘鎳蓄電池對(duì)溫度比較敏感,主要是充電時(shí)受環(huán)境溫度的影響較大,放電時(shí)也受環(huán)境溫度影響,但影響微小。(2)密封鎘鎳蓄電池的容量在(20±5)℃有最佳值,且容量穩(wěn)定,工作電壓也較平穩(wěn)。(3)密封鎘鎳蓄電池容量分類及過充電應(yīng)保持在同一條件下(20±5)℃進(jìn)行,以保證密封鎘鎳蓄電池的性能一年四季都能穩(wěn)定。1.2多次充放電循環(huán)以上結(jié)果可以看出:隨著充放電溫度的升高,電池的容量有明顯的下降,從20℃充、放電到40℃充、放電,電池容量降低了31.8%,并且隨著溫度的升高電池容量比較有規(guī)律地逐漸下降。以上試驗(yàn)中還顯示出隨著充放電循環(huán)次數(shù)的增加,電池的容量也逐漸提高,如表4數(shù)據(jù)所示。在20℃充電30℃放電時(shí)也作了兩次,中間相隔10次循環(huán),提高了6.56%(第1次為40℃充電后緊接著做的,結(jié)果