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电池博客

电化学极化电压与锂电池的充电电流关系是否大?

来源:宝鄂实业    2019-09-27 09:20    点击量:
充电过程中,外电源不断从锂电池的正极板取得电子并输送到负极板上。

与此同时,正负极板上的活性物质与电解液发生电化学反应,正极板表面失去的电子由二价的铅正离子Pb+不断放出的电子来补充,负极板上得到的电子与二价的铅正离子Pb2+结合生成金属铅Pb。

但是,由于电化学反应的速度远远低于电子运动的速度,所以,负极板表面的负电荷逐渐增加,而在正极板表面,则电子逐渐减少,正电荷逐渐增加。因而正负极板上均形成电荷积累。
锂电池的正负极板可以构成一个电容器,电容器的端电压与极板上的电荷量有关,即V=Q/C,对于给定的锂电池来说,

电容量c是确定的,所以极板上积累的电荷Q越多,等效电容器两端的电压(即锂电池的端电压)越高。

这种由于电化学反应速疫小于电子运动速度而造成的锂电池端电压升高的观象称为电化学极化。


电化学极化电压与锂电池的充电电流关系很大。允电电流越大,正负极板上积累的电荷越多,因而电化学极化电压越高。充电停止后,正负极板上积累的电荷逐渐消失,电化学极化也逐渐消失。
在放电过程中,锂电池正负极板上原来积累的电荷将迅速减少,因而锂电池内电化学极化电压也迅速降低。

从以上分析可以看出,在锂电池充电过程中,适时地暂停充电或者适当地加入放电脉冲,就可以有效地消除电化学极化,从而提高充电速度。

锂电池的充电电流越大,电化学反应越剧烈,极板表面产生正负离子的速度加快,因而浓差极化也越严重。充电停止后,

由于离子的扩散运动仍在继续进行,所以,电解液中离子的浓度差将逐渐消失,浓差极化也逐渐消失。


锂电池放电过程中,负极板上的铅正离子Pb2+要消耗酸根负离子SO4-;正极板表面的氢氧根负离子要消耗氢正离子H+,正极板上的铅正离子Pb+还要消耗酸根负离子SO4-,因此,正负极板表面离子的浓度都将迅速降低,浓差极化将迅速减小。

从以上分析可以看出,在充电过程中,只要短时间停止充电,由于离子的扩散运动,电解液中离子的浓度差就会逐渐减小。

如果充电停止一段时间后,再让锂
电池短时间大电流放电,浓差极化也就会很快消失。同时,由于锂电池放电时的化学反应吸收热量,所以,充电过程中增加脉冲放电,还能够降低锂电池的温升。

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