负荷电压及其影响因素
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０３ 卷 第 １期
２ 【 Ｏｘ ）年 ２ 月
电
池Ｖｄ
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术技交 流・
负荷
电及压影其响因素
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郑ｎ州轻 业学院工化工 系 （南 ４００ ）河５ ２ ０Ｄ
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摘
要
负荷 电压反映 构成电 池两动极力学性和欧特姆 阻特性内 ，分 析锌了 电锰负池荷 电压影响 因的素。
关
词： 键 曼 分
类 号： Ｍ １１ ９Ｔ１．
壁
童影 垒因些 响 素
弋 料 材
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前
言
当电 池 接 负上载 时． 电 通流 过 电外路 ，极 之 间 的电位 有
两
浓差极和化）和 欧内阻所造成姆的力， 因阻此 ． 工电作总压是 低
开 于 电压路 ，其表 达 式为 ：
Ｉ ＝
一Ⅱ内＝
一』 ｎＲ ＋Ｒｆ（Ｉ＝ ） Ｒ
（ １
）差叫馈池电的 作 工电压． 称叉放为电电压或端 电 压．电池 刚 在
被 通 负接时载放电电的被压为称负电压或 负载 荷压电 这．种 负荷电 的测压量 法对方 电的池量影 响容太不无。 论放 电过程是 中的荷电压还负瞬 是时量测的 荷负 电都 压可笼地统弥 该电
为
池在一阻值 某的负下电荷压。 ／ 常用负们 荷电压高的低来预 Ｌ 和测断判电 性池能的优 劣 ，文以锌车锰池电例来为论述荷负 电
的压 本质及其 影 响 因素
。
中其 ：电池为工的作电压 ＶＩ ；１为流经电池外或电 的路 电流 ；０为电Ｒ的欧姆池内 阻； Ｒ 为电 的法池第拉抗 ； 为阻负 载
Ｒ阻电
应 当出指 ：很书 多中工作电压 的学表达数 式． 电中动 势用
替代式
（ ） １ 中的开路压（ 电Ｖ） 前文从开 对电路压的讨中论可 ．
以 出看 ．开路电压有于别电动， 太多势况情下 ，电池两极电位 构 成的是路 电开而不压是电 势动所 以本 中文 用 ＊示而 表不是
用 电 动势表示 。
１ 负荷 电 压 本的
当质流电过 电池流 部时 ， 须克服内 电极极化（ 电必化学极化 作 者舟简：
王 力 ．臻， ９４年 ｌ 男 １ ６月 生 ０ 士 ， ，授 教 副硕
当刚连通外
电路 瞬间（ — ，ｆ ） 电 界极面态状来还不及发生
宋
清． 山总驻 后乡４新 ５ ５ 军Ｆ袁 男代， －：－谷
书 华， ９ ，年 生 ９ ．士 １ 工程６师
海王军 １７ ，， ９男３年生 ． 教 助
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o电
池 Ｂ Ｔ Ｆ Ｙ Ｒ Ｍｆ ＴＬ Ａ Ｔ Ｒ Ｉ １Ｈ Ｙ Ｎ
３ 第卷
很大０变 化 ， 不能 产 生 足 以影响 电 位 的化 学电极 化 浓和 差极 并 ， 时化 工的 作 电压就 是负 荷 电压 ，这 可 表示 为
质， 晶型及如构 结 晶、晶胞参的数 ； 等 活性 材料 的纯结度与 用 、量电池反应 的本 性 电液的、成组、 浓及 用量、 活度性料材的 物
Ｖ ＝ｍＶ 一 Ｊｎ 一０时 Ｒ（ ）
（）２
理
状 ，态如分散度 、面缺表陷等， 以 及生产受工艺的 影 等 喃在 。 此 以Ｍ ｎ Ｏ２电 加极说以。明
Ｍ ｎ放Ｏ２
＿
它依赖
于池的开路 电压电 减欧去内盟与姆流电的积乘 电，由
电漉极 活 性物 产 质 ， 生大 反 映 出小电 池 内 极电 材料 反应 动 的 力其 学 特性 。 但 际实 上， 论 线 检 在 测还 放是电检 测 别 ，是 工 人无 特
电应反 具有 二次过 程 ， 电 一 的 过 程 次 通 被 认 常放
为是符 台质子— — 子电 机理 反， 应式 为
抽 检负
荷压电时 ，其测都 需量要定 一的时， 间而不数学 表是
的ｒ示 Ｏ＋的 况情， 电极时 反应 已 进 一行 定 时的间 ， 然 发生电 这
必＋ｅ
＋Ｈ 一 Ｍｎ Ｄ Ｈ（ Ｏ
（
） ４
按 照 这
机 个理， Ｍ￣ ２厦时 到 ，由负 授 来的 电 子的当 Ｏ反． 得
化
学化极现象 一般，浓无极化差的在（存 因为尽管发已
生反 应 ， 但时问仍 很短， 电 极面 界应物反 的消和 生成耗物 形的 都成很
同
， 时电极 附液 层近 中 质的 子进人 极 表 面并电 形 水 锰成石 （ Ｏ Ｍｎ） ＨＯ 。两个这程 （过 到电 子 和收吸 质子） 同时 发 生 得是
， 的影 响凡 这到两 个 过 程因 的紊都 会 响影 Ｍ ｒ电 的放 极反 电 应 。从Ｍｎ 得到 电子 的角 度 来 看 ， 正极 的区 子 电 阻 电 越太，
少 故来，不及立建浓极化） 差负电荷压可示表 为 ， Ｖ负
＝Ｖ 一一＋ 一 ％
＝ 一
一
ｒ（＞ ０ 时 ）
氓
Ｄ
（） ３
为负 极 化电学极
越 不利于 ｎ Ｍ２ 到电子 而 披 原还， 响正 授 电子 电阻 的 因区Ｏ得 影 紊 有 ：锰 碳比、 Ｏ 的纯 、度 ｎＭ ２极正密 度、 正 极与其 集流体的 触接 电阻等 ； Ｍｒ 吸收 质 子的角度 来 ，看 从 ２质子主 要 源 于 液电 ， 只
中其 为：正电极 化学 化极过电 位； ＋ 化
过电 位； 为正极 电 位；负 极 电位。 一
极化
过电 位或化极电 位由 极反电 的本 应质特别构是 电成 极反应的 动力学质来决定性。 综
上 所述 ，荷 负 电 压本 质的 是反 映 出 构 成电 池 两 极 的动力
有 在固 （ ）Ｏ（ Ｍ ｎ 液２电 液 ）界 处 才 能 面实 质现子 电液从 向交
Ｍ
ｎ２ Ｏ 表 面的穆过转，程其影 因紊主响要有 ：工艺 配 ，方 如体
Ｎ固－ 的Ｃ量 、用 Ｉ ｈＩ 液电浓的度及组成、 水量含， 它 均们与提 质子供 的数量有 ， 关水量含还影响 固液界到 的数量和质面 。正量 区极
内离子 的导 电能 主要力影 响 子质 在 液电内 的迁 过移程和 迁 移 速度； 料 的粉 分散度 别 是 特ｎ Ｍ的分２ 散 度 主要 影响到 液 固 界 Ｏ
学 特及欧姆性内特阻。性
２ 负荷
电的影响压 因素
２ １ 慧电阻的负响影 ．
一
面的数量， 散分度越．高供固 界液面多越 ， 流提经 极电 真实的 电
流密 越度小 电，极越 不 易 化极， 以 给 出较 的大 流 强电 和度更 可
般
况下 ，情同 一 规格同一 系列 的电池 ， 电载 阻 不 时同， 负
其荷电负不同压， 载电负阻大 越， 负电压就越 高， 之， 反荷 荷负 电压就越 低； 一同载负阻电 ． 下负电荷压越， 说明电极高反应动 力学 能性可能 越， 好电极如料材活性可 是能高的 ．欧姆 内阻可
能越小 ，池 性电 能 越也好 ，则之均相 反。 反
高的
负电荷 ，压反 则之有相反的果结另外。 ，０的本 如性 Ｍ晶ｎ２
型是 影负 响荷电 的压 本质 因 紊 ． 同 条 件 下 有 ，
高 活性 型 晶 相
具
的 ｒ （Ｍｒ Ｍｒ ） 如 比低 活性晶型 的Ｍ ｒ （ 一如 ） Ｍ ｎ
出给 更 高负的荷 电压 。
２
２ 开电路压 的影 响． 具有相同格规 同系相的 电池 列 在相 同负， 时， 开载 路压 电越 一高般负荷电越压， 高之， 负反电荷压就低 越 ，尽不。然负 但 荷 压还电决于电取池的姆欧盟内特与电极动性力性质 ，学应 当 指 ， 出影凡开路电响的因素压都能会影可响负电荷压大的。小 ２ ３池电欧姆内阻影的响 在．同规格和 系列相的电 中池 欧， 姆内阻小 越 其 ，一般 荷 负 压就越电高 ， 之反 负，电压就荷低越不。同的池系电 列，成 构 池两电极动的力学性质和欧姆阻特性内同， 不相 同在载 时负 负， 荷 电压不 ．同产中 影凡到响欧姆 盟 特内的性素都会因响影 负 生荷电压 高低。的 ．２ 扳动力学特电性影的响 ４ 电 授应的可反性程度逆 高或性活材 料的活 高， 性荷电负压 就 高 ，之 反 ，反的应可逆程度性或低性材活的活性低 料 荷，电 负 压就 低影 响。电极 反应动 学力特 性因素的有 活性：材 料的 本
最
后应指出当 ：锌锰电池负的电荷仅 涉及到压Ｍｎ 的一 次
放 过电程 ，二次放 电过 程 关 无 与，水 石锰的 转 穆无关 ， 即 与加
之
池放电过程电中 的阻升 高，内故 能不用负仅荷电 压预测和来 判电池性断的能优劣 。
３ 结论
负
荷电是压池电能性的个一重要 参考标， 它反指出映电 的反授应力学动特和欧姆性内阻特性 。其 主要响因影素 有 ：正极 和负 极稳定的电位、 载电阻负、 欧 姆内 阻 、电极动力学 特性 活
及材性 料 本 的质等 。
考参献文
宋 文顺 ．学电 琢工 艺学 化北 京 ｝ 工 出业牡 ．９版８轻 ９ １
收
稿日 期：９９ ８ １９５ ０ —２
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