自动充电器的设计.docx
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自动充电器的设计
课程设计
题目:
自动充电器的设计
第1章引言
由半导体物质所构成的二极管具有单向导电性,能将交流电整流成为脉动的直流。
而由两个平面构成的电容却能将脉动的直流电滤波,使其成为平滑的直流供我们的电子产品使用。
简易充电路在我们的日常生活中经常可以看到,我们的手机没有电了它可以帮忙,我们的电动接控车跑不动了,,他也可以帮忙,手电筒没电了,MP3不响了等等只要你的电子产品电压不高,又有充电电池他都可以帮你的忙,让这些电子产品又重新工作起来,他的作用就是将我们使用的交流电降压,再把他从交流变换成直流达到我们所需要的直流电压。
1.1充电器的内部结构
1)变压器
将220V的交流电变换成我们所需要的电压值,变压器分为三种:
第一种为降压器,将高电压变换成低电压就像我们这里所用到的,第=种为升压器,将低电压变换为高电压,第三种为隔离变压器,就是不升也不降电压,只是起到与外电回路进行断开的作用。
2)二极管
将交流电整流成脉动的直流电,将交流变成直流。
3)电容
将脉动的直流电变成为平滑的直流电,电容可以分为有极性电容与无极性电容,有极性电容主要用于滤波,而无极性电容主要用于藕合。
4)电阻
形成电路回路,将电能转换成为其它能量的耗能元件,电阻按结构分可以分为可变电阻与固定电阻,电阻阻的标注方式有:
直接标注、数字标注、色环标注等几种。
由简易充电器的内部实物图,我们可以知道,它有以下元器件构成.如表11.1所示
序号
元件名称
作用
备注
1
变压器
将高电压转化成低电压
有初级与次级之分
2
二极管
整流作用
引脚有P、N级之分
3
电解电容
滤波作用
引脚有正负极之分
4
电阻
分压、分流
消耗电能
表1.1简易充电器元器件
1.2充电电池的基本认识
A、镍镉电池(Ni-Cd)电压:
1.2V使用寿命为:
500次放电温度为:
-20度~60度充电温度为:
0度~45度备注:
耐过充能力较强。
B、镍氢电池(Ni-Mh)电压:
1.2V使用寿命为:
1000次放电温度为:
-10度~45度充电温度为:
10度~45度备注:
目前最高容量是2100mAh左右。
C、锂离子电池(Li-lon)电压:
3.6V使用寿命为:
500次放电温度为:
-20度~60度充电温度为:
0度~45度备注:
重量比镍氢电池轻30%~40%,容量高出镍氢电池60%以上。
但是不耐过充,如果过充会造成温度过高而破坏结构=>爆炸。
D、锂聚合物电池(Li-polymer)电压:
3.7V使用寿命为:
500次放电温度为:
-20度~60度充电温度为:
0度~45度备注:
锂电的改良型,没有电池液,而改用聚合物电解质,可以做成各种形状,比锂电池稳定。
E、铅酸电池(Sealed)电压:
2V使用寿命为:
200~300次放电温度为:
0度~45度充电温度为:
0度~45度备注:
就是一般车用电瓶(它是以6个2V串联成12V的),免加水的电池使用寿命长达10年,但体积和最量是最大的。
新买电池充电的名词解释
1.充电率(C-rate)C是Capacity的第一个字母,用来表示电池充放电时电流的大小数值。
例如:
充电电池的额定容量为1100mAh时,即表示以1100mAh(1C)放电时间可持续1小时,如以200mA(0.2C)放电时间可持续5小时,充电也可按此对照计算。
2.终止电压(Cut-offdischargevoltage)指电池放电时,电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。
根据不同的电池类型及不同的放电条件,对电池的容量和寿命的要求也不同,因此规定的电池放电的终止电压也不相同。
3.开路电压(OpencircuitvoltageOCV)电池不放电时,电池两极之间的电位差被称为开路电压。
电池的开路电压,会依电池正、负极与电解液的材料而异,如果电池正、负极的材料完全一样,那么不管电池的体积有多大,几何结构如何变化,起开路电压都一样的。
4.放电深度(DepthofdischargeDOD)在电池使用过程中,电池放出的容量占其额定容量的百分比称为放电深度。
放电深度的高低和二次电池的充电寿命有很深的关系,当二次电池的放电深度越深,其充电寿命就越短,因此在使用时应尽量避免深度放电。
5.过放电(Overdischarge)电池若是在放电过程中,超过电池放电的终止电压值,还继续放电时就可能会造成电池内压升高,正、负极活性物质的可逆性遭到损坏,使电池的容量产生明显减少。
6.过充电(Overcharge)电池在充电时,在达到充满状态后,若还继续充电,可能导致电池内压升高、电池变形、漏夜等情况发生,电池的性能也会显著降低和损坏。
7.能量密度(Energydensity)电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。
一般在相同体积下,锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍,是镍氢电池的1.8倍,因此在电池容量相等的情况下,锂离子电池就会比镍镉、镍氢电池的体积更小,重量更轻。
8.自我放电(Selfdischarge)电池不管在有无被使用的状态下,由于各种原因,都会引起其电量损失的现象。
若是以一个月为单位来计算的话,锂离子电池自我放电约是1%-2%、镍氢电池自我放电约3%-5%。
9.充电循环寿命(Cyclelife)充电电池在反复充放电使用下,电池容量会逐渐下降到初期容量的60-80%。
10.记忆效应(Memoryeffect)在电池充放电过程中,会在电池极板上产生许多小气泡,时间一久,这些气泡会减少电池极板的面积,也间接影响电池的容量。
第2章电路总体设计思路
简易电池自动恒流充电电路的总体框图如图2-1所示。
它是由变压器整流电路、恒流产生电路、自动断电电路、显示电路和电源电路5部分构成。
图2.1总体框图
变压器整流电路的功能是将公共电网中的220V交流电转换为合适的电流和电压信号,从而为后续电路提供信号。
恒流产生电路的功能是利用晶体管电 流源为电路产生恒定的充电电流。
自动断电电路的功能是利用三极管饱和导通时的电压特性,从而实现电路当电池充满电时能够自动切断电源。
显示电路的功能是利 用发光二极管将电路开始充电和结束充电的状态显示出来。
稳压电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电压。
2.1变压器整流电路及电源电路的设计
变压器整流电路和稳压电源电路(如图2-2),其主要由变压器、二极管桥式电路、电容构成。
其中变压器采用常规的铁心变压器,并将公共电网中的220 V交流电变为12 V交流电,再通过二极管桥式电路进行整流和电容C1滤波。
整流信号由VC1引出。
在此基础上再接三端稳压器CW7812及电容C3、C4(如图2虚线右边所示),这样整个电路就构成稳压电源电路。
由B点提供+12 V的直流电压。
图2.2变压器整流电路及电源电路
2.2恒流电路的设计
由稳压管VZ1、晶体管VT1、电阻R1、电容C2构成的晶体管电流源提供恒定电流,取稳压管电压为5 V,R1为51 Ω,此时IC≈1OO mA,作为电路的充电电流。
如图2-3所示
图2.3恒流源电路
2.3自动充电检测电路和指示电路的设计
如图2-4电路所示,自动断电电路是由三极管VT2、电压跟随器A1、电压比较器A2电阻R4、R5、R6、R7、R8、R11和可变电阻RP1构成。
当充电开始时,电压比较器输出高电平,VT2导通,VT1也导通,指示灯发光二极管亮,给电池充电。
可以先设定转换开关为1时给一节电池充电,转换开关为2时给二节电池充电,依次类推,实现对1-4节电池充电。
当电充满时,电压比较器输出低电平,VT2截止,VT1不导通,发光二极管熄灭,充电完毕。
图2.4自动充电检测电路和指示电路
第3章简易充电器总电路原理图及元器件清单
3.1简易充电器总电路原理图
简易电池自动恒流充电电路的总电路图如图5所示。
它是由变压器整流电路、恒流产生电路、充电检测电路、显示电路和电源电路5部分构成。
总电路图中需要注意的是各个单元电路之间的连接一定要准确,同时各部分的布局要合理。
图3.1简易自动恒流充电电路总电路图
简易自动充电装置原理图如图1所示。
GB为待充电电瓶,平时只要不再使用,就将充电器插头X1、X2插入手提灯的充电插孔内。
按一下启动按钮SB,220V交流市电经保险Fu、SB加在电源变压器T1初级。
其次级输出两路交流电压:
交流12V经VD1半波整流、C2平滑滤波,使VT导通。
继电器K1吸合,K1-1闭合。
此时松手使SB断开后,充电器仍然工作。
图中,R2是VT的偏置电阻;C1是降压电容,LED1(红)为市电电源指示管;启动完成后,交流9V电压经VD2整流为电瓶GB充电,LED2(绿)为充电指示管。
随着充电过程的进行,电瓶两端电压不断上升,当升至极限电压值(约7.5V)时,稳压管VD3反向击穿导通,光耦合器4N25①、②脚内发光二极管发光,④、⑤脚内光电管受光后随之导通,VT基极被下拉(约0V)而失去正偏压,所以VT截止,K1释放使K1-1断开,充电器停止充电,充电指示管LED2熄灭。
图3.2简易自动充电装置原理图
3.2元器件清单
第4章恒流充电
电流维持在恒定值的充电。
是一种广泛采用的充电方法。
蓄电池的初充电,运行中的蓄电池的容量检查,运行中的牵引蓄电池的充电以及蓄电池极板的化成充电,多采用恒流或分阶段恒流充电。
此法的优点是可以根据蓄电池的容量确定充电电流值,直接计算充电量并确定充电完成的时间。
4.1蓄电池充电介绍
由于镍镉电池在常规充电时容易极化,常规恒压或恒流充电均会使电解液持续产生氢氧气体,其氧气在内部高压作用下,渗透至负极与镉板作用生成CdO,造成极板有效容量下降。
脉蓄电池恒流充电电路图冲充电一般采用充与放的方法,即充5秒钟,就放1秒钟。
这样充电过程产生的氧气在放电脉冲下将大部分被还原成电解液,可使析气量大大降低,减少析气量可以使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除,从而减轻了铅酸蓄电池的内压,使下一阶段的脉冲恒流充电更加顺利地进行,从而使铅酸蓄电池可以吸收更多的电量。
间歇脉冲使铅酸蓄电池有较充分的化学反应时间,从而减少了充电过程中铅酸蓄电池的析气量,提高了铅酸蓄电池的充电电流可接受能力。
脉冲充电法充电5秒钟,停止充电1秒钟,如此循环。
这种充电方法会使铅酸蓄电池在充电过程中所产生的氧气和氢气在停止充电脉冲下,大部分析出的氧气和氢气又被还原成了电解液,这不仅减少了铅酸蓄电池在充电过程中内部电化学副反应——水的电解所产生的析气量,而且对已经严重极化而引起失效的铅酸蓄电池还有修复作用,在使用本充电方法对失效的铅酸蓄电池充放电5—10次后,会使铅酸蓄电池的容量逐渐的恢复。
4.2充电的好坏
电动汽车、电动自行车的发明问世给人们的交通和工作带来了极大的便利,尤其是电动自行车已逐渐成为我们生活中不可或缺的便捷工具,它具有清洁、环保、使用灵活等特性,但电动自行车所用的铅蓄电池质量的好坏直接决定了电动自行车的利用率。
铅酸 蓄电池由于其制造成本低、容量大,价格低廉而受到了广泛的使用。
但是若使用不当,其寿命将大大缩短,影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,如采用正确的方式充电,则能有效地延长蓄电池的使用寿命。
研究和实践表明:
电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程的影响则较少。
也就是说绝大多数的蓄电池不是使用坏的,而是被“充坏”的。
由此可见一个好的充电器对蓄电池的使用寿命有十分重要的影响。
市面上有许多电动车充电器,随生产厂家的不同而性能不同,有的采用线性变压器降压后整流的,有的采用半桥功率变换电路的,也有采用单端反激式功率变换线路的,等等,但基本上线路都较简单,保护功能较差,没有按电池的充电曲线进行充电,因而可能会影响电池的使用寿命。
贵生动力充电站的脉冲式充电器,采用独特的模块控制IC加脉冲充电方式对电池充电,因而能大大延长电池的使用寿命。
4.3脉冲充电曲线
图4.3脉冲充电曲线
研究表明,蓄电池在充电时如果以最低出气率为前提,则蓄电池可接受的充电曲线如图所示。
实验证明,如果充电电流按图所示曲线变化,既可大大缩短充电时间,而且对电池的容量和寿命没有影响,故该曲线被称为最佳充电曲线。
由右图可知,初始充电电流很大,但按,随时间很快衰减。
究其原因主要是充电过程中电池的两极产生了极化现象之故。
在密封式蓄电池充电过程中,内部产生氧气和氢气,氧气不能被及时吸收时,便堆积在正极板(正极板产生氧气)上,造成正极板面积相对缩小,电池内部压力加大,温度上升,表现为内阻上升,即出现所谓的“极化”现象。
蓄电池的充放电是可逆的。
其充放电的化学反应式如下:
PbO2+2H2SO4+Pb÷ PbSO4+2H:
O+PbSO4
显然,充电过程与放电过程是互为可逆的过程,实质上就是一个热力学平衡过程。
为保障电池始终维持在平衡状态下充电,应使通过电池的充电电流尽量小一些,为此,理想的充电模式应是外加充电电压等于电池本身的电动势。
不过,实践表明,因为电极材料、溶液浓度等各种因素的差别,蓄电池充电时,外加电压必须增大而超过蓄电池的平衡电动势,这也是出现极化现象的必然结果。
4.4脉冲充电方法
脉冲充电器的电路结构由如下几部分组成:
电路滤波、一次整流滤波、PWM变换、二次整流滤波、脉冲电路、充放电电路和反馈控制。
该电路与普通开关电源电路相比,多了脉冲产生电路与充放电电路部分。
为了提高该电路的变换效率,PWM控制采用贵生动力专用研发的集成控制器件;脉冲产生电路采用了555时基电路与十进位计数器/分频电路。
DC/DC变换部分是使用贵生动力专用研发的反激式电路。
除了PWM控制本身的特性,如工作在准谐振模式、空载降频、动态自供电、无载功耗低等特色外,均与常规反激式电路相似,因此不作特别描述,仅对脉冲形成电路及蓄电池充放电等特色电路作扼要介绍。
第5章胶体铅酸蓄电池
5.1胶体铅酸蓄电池的结构及优缺点
5.1.1胶体铅酸蓄电池
铅酸蓄电池从问世到如今,一直是军用、民用领域中使用最广泛的化学电源。
由于它使用硫酸电解液。
运输过程中会有酸液流出,充电时会有酸雾析出来,对环境和设备造成损害,人们试图将电解液“固定”起来,将蓄电池“密封”起来。
于是使用胶体电解液的铅酸蓄电池应运而生。
胶体铅酸蓄电池简单的说就是使用胶体电解液的蓄电池,胶体铅酸蓄电池属于铅酸蓄电池的一种,其最简单的方法是在硫酸中添加胶凝剂,使硫酸电解质变为胶态。
胶体铅酸蓄电池与普通铅酸蓄电池的区别不仅仅在于电液改为胶凝状,进一步发展至电解质基础结构的电化学特性研究,以及在板栅和活性物质中的应用推广。
例如采用非凝固态的水性胶体铅酸蓄电池,从电化学分类和特性看同属胶体铅酸蓄电池,又如在板栅中使用高分子材料,俗称陶瓷板栅,是胶体铅酸蓄电池的特点。
近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂,大大提高了极板活性物质的反应利用率。
胶体铅酸蓄电池为密封结构、电解液凝胶、无渗漏、充放电无酸雾、无汚染,是国家大力推广应用的环保产品。
胶体铅酸蓄电池最重要的特点为:
放电曲线平直,拐点高,比能量特別是比功率要比普通铅酸蓄电池大20%以上,寿命一般也比普通铅酸蓄电池长一倍左右,充电接收能力强;自放电小,耐存放;过放电恢复性能好,大电流放电容量比普通铅酸蓄电池増加30%以上;低温性能好,高温特性稳定,满足65°C甚至更高温环境使用要求;循环使用寿命长,可达到8o0~1500充放电次,单位容量工业成本低于普通铅酸蓄电池,经济效益高。
胶体的质量和灌装工艺对胶体铅酸蓄电池的质量有重要的影响,而胶体铅酸蓄电池的设计、制造工艺和应用条件(尤其是充放电工艺)都制约着胶体铅酸蓄电池的性能。
胶体的特性必须和蓄电池的结构及使用条件相互适用。
密封蓄电池的结构和使用条件有利于胶体的稳定,胶体的特性使密封蓄电池的性能更加完美。
现代优良的胶体铅酸蓄电池都是基于阀控式密封铅酸蓄电池(Valve-RegulatedLeadAcidBattery,VRLA)工艺生产的,而用普通铅酸蓄电池半成品不经改动制成的胶体铅酸蓄电池也是近来颇有争议的问题。
胶体灌装、凝胶稳定性和确保蓄电池容量是胶体铅酸蓄电池的三项关键技术。
徳国阳光公司的胶体黏度很低,用常压白然法灌装胶体铅酸蓄电池。
即使大型胶体铅酸蓄电池也像灌注稀硫酸一样灌满胶体铅酸蓄电池。
胶体在蓄电池中充分凝胶,在极群内外上下都呈均匀的湖状凝胶,在胶体铅酸蓄电池整个寿命期间,完全没有液化现象,这是我国生产的胶体铅酸蓄电池很难做到的。
阳光公司的技术是世界最先进的,其Dryfit系列胶体铅酸蓄电池安全可靠,寿命长,是世界上最优良的胶体铅酸蓄电池,但是阳光公司生产的胶体铅酸蓄电池的比能量和大电流放电不及AGM-VRLA器电池[即采用超细玻璃纤维隔膜(AGM)的阀控式密封铅酸蓄电池]。
另外,阳光公司的极板化成工艺复杂,生产周期长,有的品种胶体铅酸蓄电池需经10次充放电循环才出厂,降低了生产效率,增大了产品成本,不利于大规模的产品开发和市场竟争。
阀控式密封铅酸蓄电池通过两种方式来固定电解液,一种为通过AGM来固定电解液,另外一.种为胶体结构,即通过胶体来固定电解液,但是美国的C&D技术公司将两种方式结合起来固定电解液,称为复合技术。
在胶体铅酸蓄电池的定义中,只提到电解液为凝胶状(比较直观的认识为果冻状),没有对隔板的使用作出规定,所以只要使用凝胶来固定电解液的蓄电池就可称为胶体铅酸蓄电池。
不管使用液态二氧化硅和气相二氧化硅,其成胶的原理是相同的,它们之间存在粒径和纯度的差异,所以加入蓄电池后,对蓄电池的性能有比较大的影响。
凝胶的强度与二氧化硅的含量和酸的含量成正比,强度越大,其水化和破裂的可能性越小。
蓄电池的内阻与胶体中的二氧化硅的含量成正比,所以胶体铅酸蓄电池的高倍率性能(3C以上)比相同的结构的AGM-VRLA蓄电池差,但额定容量比相同结构的AGM-VRLA蓄电池大5%~10%。
使用PVC-Si02或者酚醛树脂等专用隔板的胶体铅酸蓄电池,由于二氧化硅的含量的关系,使其额定容量比AGM-'VRLA蓄电池小一些,如使用PVC或PE做隔板,二氧化硅的含量要相当高才能形成稳定的胶体。
用复合技术生产的胶体铅酸蓄电池,其浮充寿命为相同结构的AGM-VRLA蓄电池的1.5~2倍,循环能力可以提高20%。
国际上生产铅蓄电池的大公司几乎都生产胶体铅酸蓄电池,如:
德国的阳光、哈根,美国的DEKA、Trojan、Exide、SEC等,但日本的YUASA不生产胶体铅酸蓄电池,但其UXL系列蓄电池中有胶体成分,其主要作用是为了减轻电解液的分层现象。
在应用方面主要在太阳能、动力蓄电池筹方面,其市场比较大,价格比AGM-VRLA蓄电池高20%左右。
在国内的大企业中,有双登、深圳雄韬等公司生产胶体铅酸蓄电池,双登的GFM系列采用管式极板,一般采用PVC-S102隔板和酚醛树脂隔板,由广东番禺恒达蓄电池总厂的课题组经过三年的研究,开发了二种胶体铅酸蓄电池,一种采用AGM隔板,其技术与C&-DTechnology的技术一样,另一种采用PVC-Si02隔板,同DEKA的产品一样。
5.1.2胶体铅酸蓄电池的结构
胶体铅酸蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进,用胶体电解液代换了硫酸电解液,在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善。
胶体铅酸蓄电池采用凝胶状电解质,内部无游离液体存在,在同等体积下电解质容量大,热容量大,热消散能力强,能避免一般蓄电池易产生热失控现象;电解质浓度低,对极板的腐蚀作用弱;浓
度均匀,在存在电解液分层现象。
胶体铅酸蓄电池的性能优于阀控密封铅酸蓄电池,胶体铅酸蓄电池具有使用性能稳定,可靠性高,使用寿命长,对环境温度的适应能力(高、低温)强,承受长时间放电能力、循
环放电能力、深度放电及大电流放电能力强,有过充电及过放电自我保护等优点。
目前用于电动自行车的国产胶体铅酸蓄电池是在AGM隔板中通过真空灌注,把硅胶和硫酸溶液灌到蓄电池正、负极板之间。
胶体铅酸蓄电池在使用初期无法进行氧循环,这是因为胶体把正、负极板都包围起来了,正极板上面产生的氧气无法扩散到负极板,无法实现与负极板上的活性物质铅还原,只能由排气阀排出,与富液式蓄电池一致。
胶体铅酸蓄电池使用一段时间后胶体开始干裂和收缩,产生裂缝,氧气通过裂缝直接到负极板进行氧循环。
排气阀就不再经常开启,胶体铅酸蓄电池接近于密封工作,失水很少。
所以针对电动自行车蓄电池主要失效是失水机理,采用胶体铅酸蓄电池可获得非常好的效果。
胶体电解质是通过在电解液中加入凝胶剂将硫酸电解液凝固成胶状物质,通常胶体电解液中还加有胶体稳定剂和增容剂,有些胶体配方中还加有延缓胶体凝固和延缓剂,以便于胶体加
注。
5.1.3胶体电解质的优缺点
胶体电解质和普通液态电解质相比具有如下优点:
1、可以明显延长蓄电池的使用寿命。
根据有关文献,可以延长蓄电池寿命2-3倍。
2、胶体铅酸蓄电池的自放电性能得到明显改善,在同样的硫酸纯度和水质情况下,蓄电池的存放时间可以延长2倍以上。
3、胶体铅酸蓄电池在严重缺电的情况下,抗硫化性能很明显。
4、胶体铅酸蓄电池在严重放电情况下的恢复能力强。
5、胶体铅酸蓄电池抗过充能力强,通过对两只铅酸蓄电池(一只胶体铅酸蓄电池,一只阀控密封铅酸蓄电池)同样反复进行数次过充电试验,胶体铅酸蓄电池容量下降得较慢,而阀控密封铅酸蓄电池因为耗水过快,其容量下降显著。
6、胶体铅酸蓄电池后期放电性能得到明显改善。
7、胶体铅酸蓄电池不会出现漏液、渗酸等现象,逸气量小,对环境危害很小。
虽然胶体电解质具有以上诸多优点,但是也有一定的缺陷,具体表现在以下方面:
1、胶体电解质相对于普通电解液来说加注比较困难,这一点需要通过改变胶体配方、加注缓凝剂来改变。
2、如果在胶体的配制过程中生产工艺不合理或控制不好,蓄电池的初容量会比较小。
3、胶体铅酸蓄电池早期排气带出的胶粒是含酸的,胶粒容易贴附在蓄电池的外壳上,所以,可以反映出蓄电池假漏酸现象。
4、氧循环虽然抑制了失水,但优秀的氧循环也产生热量,使蓄电池内部温升较高,甚至形成热失控。
5、经验表明,胶体铅酸蓄电池要在极板生产、胶体电解质配方、灌装方法、充电工艺等方面制定一套完善的工艺流程,以保证胶体铅酸蓄电池性能的更好发挥。
5.2胶体电解质的特性及结构
5.2.1胶体的基本特征
胶体是一种分散体系,是物质存在的一个特殊状态,而不是一种特殊的物质。
当前胶体铅酸蓄电池的技术原理定位不准确的原因是电化学热力学问题还是电化学动力学问题,若按胶体电解质铅酸蓄电池定位的技术路线,基本原理就解释不通,因胶体不参加成流化学反应。
故正确的是用表面化学的基本原理,应用电化学动力学的方法去解释。
胶体铅酸蓄电池用纯度高的气相二氧化硅(FumedSi02),而胶体Si02作为纳米材料(半导体掺杂)应用表面改性催化剂的理论来分析,若按照电化学催化理论,则S102作为催化剂载体。
在胶体铅酸蓄电池的电化学反应中没有Si02化合物的参加,所以它不是反应物,胶体铅酸蓄电池反应方程式如下
Pb+2H2S04+Pb02=2PbS04+2H20
pH值对硅溶胶的胶凝时间影响最大,当硅溶胶pH值在7附近时胶凝最快,当pH值为2~4时比表面积和孔容最大,经试验也得到证实。
而在显著的酸性、碱性范围内,胶凝时间大为延长,pH=2左右时为等电点,溶胶凝胶最慢。
凝胶中若含有电解质,凝胶可以导电,改善了电解液的电荷的传递能力。
当凝胶度很大时,离子迁移速度减小,电导
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