электр кыймылдаткыч күч
◆Энергияны сактоочу батареялардын разряддык көрсөткүчтөрү
Тышкы чынжыр ачык болгондо, башкача айтканда, аккумулятордон ток өтпөйт, оң жана терс электроддор ортосундагы потенциалдуу айырма батареянын электр кыймылдаткыч күчү (ЭМӨ) катары аныкталат, адатта E символу менен белгиленет. EMF мааниси электр энергиясынын көлөмүн чагылдырган көрсөткүчтөрдүн бири болуп саналат.батарея системасычыгара алат. Термодинамикалык принциптерге ылайык, биз...
Формулада AG Гиббстин бош энергиясынын өзгөрүшүн билдирет; n электрон өткөрүү санын билдирет; E клетканын электр кыймылдаткыч күчүн билдирет; жана F Фарадей константасын билдирет.
Теңдеме (1.2) батареянын электр кыймылдаткыч күчүнүн чоңдугу негизинен химиялык реакцияга катышкан заттардын мүнөздүү касиеттерине, батареянын иштөөсүндөгү реакция шарттарына (температура сыяктуу) жана реактивдердин жана продуктулардын активдүүлүгүнө көз каранды экенин көрсөтүп турат жана батареянын геометриясы же өлчөмүнөн таасир этпейт.
Ачык чынжырдагы чыңалуу
Батареянын ачык чынжырчасындагы чыңалуу- тышкы чынжыр батареядан ажыратылганда оң жана терс терминалдардын потенциалдуу айырмасын билдирет. Оң жана терс терминалдар электролит эритмесинде термодинамикалык тең салмактуулукка жетпегендиктен, ачык чынжырдын чыңалуу-, адатта, анын электр кыймылдаткыч күчүнөн (EMF) бир аз төмөн экенин белгилей кетүү маанилүү. EMF термодинамикалык формулалардын негизинде эсептелген теориялык маани, ал эми ачык чынжырдын чыңалуу- түз эксперименттик өлчөө аркылуу алынган чыныгы маани; экөөнүн баасы абдан жакын. Ачык чынжырдын чыңалуусун так аныктоо үчүн, өлчөө процессинде өлчөөчү аспаптан ток өтпөшү керек; Бул сыноо үчүн көбүнчө жогорку-каршылыктагы вольтметр колдонулат.
Мындан тышкары, номиналдык чыңалуу түшүнүгү өндүрүштүк изилдөөдө да колдонулат. Номиналдуу чыңалуу - номиналдык чыңалуу деп да белгилүү болгон батарейканын чыңалуусунун тиешелүү жакындыгы жана батареянын түрүн аныктоо үчүн колдонулат. Мисалы, коргошун{2}}кислоталуу аккумулятордун ачык чынжырчасынын чыңалуусу 2,1Вга жакын, ал эми анын номиналдык чыңалуусу 2,0В болуп белгиленген; цинк-марганец батареясынын номиналдык чыңалуусу 1,5 В; ал эми кадмий-никель батареясынын жана никель-металл гидриддик батареянын номиналдуу чыңалышы 1,2 В.
Ички каршылык
Батареянын ички каршылыгы, адатта, ички каршылык деп аталат (Rички), батарейка аркылуу ток өткөндө кездешүүчү каршылыкты билдирет. Бул ички каршылык негизинен эки бөлүктөн турат: бири материалдын өзүнүн касиеттеринен келип чыккан омикалык ички каршылык; экинчиси электрохимиялык реакция учурунда электроддун бетиндеги поляризация кубулушунун натыйжасында пайда болгон кошумча поляризациянын ички каршылыгы.
Ом каршылык (R0) электролит мүнөздөмөлөрү, мембраналык касиеттери жана электрод материалы таасир этет. Электролит эритмесинин омдук каршылыгы анын өзгөчө курамына, концентрациясынын деңгээлине жана айлана-чөйрөнүн температурасына тыгыз байланыштуу. Негизинен, батарейкалар үчүн электролит концентрациясы эң жогорку өткөргүчтүк диапазонунда тандалат. Мембрананын микротешикчелеринин электролит иондорунун миграциясына тийгизген каршылыгы мембраналык каршылык деп аталат, башкача айтканда, иондор мембрананын микротешикчелери аркылуу өткөндө кездешүүчү каршылык. Мембрананын омдук каршылыгы электролиттин түрү, мембрананын материалы, көзөнөктүүлүгү жана тешикчелердин бурмалануу даражасы сыяктуу факторлорго байланыштуу. Электроддордогу катуу-фазалык каршылык активдүү материалдын бөлүкчөлөрүнүн өздөрүнүн каршылыгын, бөлүкчөлөрдүн ортосундагы контакт каршылыгын, активдүү материал менен өткөргүч алкактын ортосундагы контакт каршылыгын жана өткөргүч алкактын, өткөргүч шиндердин жана терминалдардын каршылыктарынын суммасын камтыйт. Агызып чыгуу учурунда активдүү материалдын курамы жана морфологиясы өзгөрүшү мүмкүн, натыйжада каршылык олуттуу өзгөрөт. Катуу фазалык каршылыкты азайтуу үчүн активдүү материалга ацетилен кара графит сыяктуу өткөргүч компоненттер-кошулуп, анын өткөргүчтүгүн жогорулатат. Батареянын омикалык ички каршылыгы анын өлчөмү, жыйындысы жана түзүлүшү сыяктуу факторлорго да байланыштуу. Чогулуш канчалык компакттуу болсо жана электроддун аралыгы канчалык аз болсо, омикалык ички каршылык ошончолук төмөн болот.
Поляризацияга каршылык (R) оң жана терс электроддордогу электрохимиялык реакциялар учурунда поляризациядан улам химиялык энергия булагында пайда болгон ички каршылыкты билдирет. Поляризацияга каршылык электрохимиялык поляризация жана концентрациялык поляризациядан келип чыккан каршылыктардын суммасын камтыйт. Анын чоңдугуна активдүү материалдардын, электроддун түзүлүшүнүн жана батареянын өндүрүш процессинин касиеттери таасир этет жана өзгөчө батареянын иштөө абалына тыгыз байланыштуу. Демек, поляризация каршылыгы разряд режиминин жана разряддын убактысынын өзгөрүшүнө жараша өзгөрөт.
Иштөө чыңалуусу
Батареянын иштөө чыңалуусу, ошондой эле жүк чыңалуу же разряд чыңалуу деп аталат, ток тышкы чынжыр аркылуу өткөндө батареянын оң жана терс терминалдарынын ортосундагы потенциалдуу айырманы билдирет. Батарея аркылуу ток өткөндө, поляризациялык каршылыктан жана омдук каршылыктан келип чыккан каршылыкты жеңүү үчүн, иш жүзүндө өлчөнгөн иш чыңалуу мааниси ар дайым жүк жок шарттарда ачык- чынжырдагы чыңалуудан төмөн болот.
(1.3) теңдемеден көрүнүп тургандай, аккумулятордун ички каршылыгы канчалык чоң болсо, батареянын иштөө чыңалуусу ошончолук төмөн, ал эми иш жүзүндөгү энергия чыгаруусу ошончолук аз болот. Албетте, батареянын ички каршылыгы мүмкүн болушунча аз болушу керек.