該如何檢測普通鋅錳干電池的電量是否充足？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-11 19:40
點擊量：次
電池電量的兩種測試方法
檢測普通鋅錳干電池的電量是否充足，通常有兩種方法。第一種方法是通過測量電池瞬時短路電流來估算電池的內(nèi)阻，進而判斷電池電量是否充足；第二種方法是用電流表串聯(lián)一只阻值適當?shù)碾娮?，通過測量電池的放電電流計算出電池內(nèi)阻，從而判斷電池電量是否充足。第一種方法的最大優(yōu)點是簡便，用萬用表的大電流檔就可直接判斷出干電池的電量，缺點是測試電流很大，遠遠超過干電池允許放電電流的極限值，在一定程度上影響干電池使用壽命。第二種方法的優(yōu)點是測試電流小，安全性好，一般不會對干電池的使用壽命產(chǎn)生不良影響，缺點是較為麻煩。筆者用MF47型萬用表對一節(jié)新2號干電池和一節(jié)舊2號干電池分別用上述兩種方法進行測試對比。假設(shè)ro是干電池內(nèi)阻，RO是電流表內(nèi)阻，用第二種測試方法時，RF是附加的串聯(lián)電阻，阻值3歐姆，功率2W。實測結(jié)果如下。新2號電池E=1.58V（用2.5V直流電壓檔測量），電壓表內(nèi)阻為50k歐姆，遠大于ro，故可近似認為1.58V是電池的電動勢，或稱開路電壓。用第一種方法時，萬用表置5A直流電流檔，電表內(nèi)阻RO=0.06歐姆，測得電流為3.3A。所以ro+RO=1.58V÷3.3A≈0.48歐姆，ro=0.48-0.06=0.42歐姆。用第二種方法時，測得電流為0.395A，RF+ro+RO=1.58V÷0.395A=4歐姆，電流500mA檔內(nèi)阻為0.6歐姆，所以ro=4-3-0.6=0.4歐姆。舊2號電池用第一種方法測量時，先測得開路電壓E=1.2V，電表內(nèi)阻RO=6歐姆，讀數(shù)為6.5mA，萬用表置50mA直流電流檔，ro+RO=1.2V÷0.0065A≈184.6歐姆，ro=184.6-6=178.6歐姆。用第二種方法，測得電流為6.3mA，ro+RO+RF=1.2V÷0.0063A=190.5歐姆，ro=190.5-6-3=181.5歐姆。顯然兩種測試方法的結(jié)果基本一致。最終計算結(jié)果的微小差別是由于讀數(shù)誤差、電阻RF的誤差以及接觸電阻等多方面因素造成的，這種微小誤差不致影響對電池電量的判斷。如果被測電池的容量小、電壓高，則應(yīng)將RF的阻值適應(yīng)增大。
檢測普通鋅錳干電池的電量是否充足，通常有兩種方法。第一種方法是通過測量電池瞬時短路電流來估算電池的內(nèi)阻，進而判斷電池電量是否充足；第二種方法是用電流表串聯(lián)一只阻值適當?shù)碾娮?，通過測量電池的放電電流計算出電池內(nèi)阻，從而判斷電池電量是否充足。第一種方法的最大優(yōu)點是簡便，用萬用表的大電流檔就可直接判斷出干電池的電量，缺點是測試電流很大，遠遠超過干電池允許放電電流的極限值，在一定程度上影響干電池使用壽命。第二種方法的優(yōu)點是測試電流小，安全性好，一般不會對干電池的使用壽命產(chǎn)生不良影響，缺點是較為麻煩。筆者用MF47型萬用表對一節(jié)新2號干電池和一節(jié)舊2號干電池分別用上述兩種方法進行測試對比。假設(shè)ro是干電池內(nèi)阻，RO是電流表內(nèi)阻，用第二種測試方法時，RF是附加的串聯(lián)電阻，阻值3歐姆，功率2W。實測結(jié)果如下。新2號電池E=1.58V（用2.5V直流電壓檔測量），電壓表內(nèi)阻為50k歐姆，遠大于ro，故可近似認為1.58V是電池的電動勢，或稱開路電壓。用第一種方法時，萬用表置5A直流電流檔，電表內(nèi)阻RO=0.06歐姆，測得電流為3.3A。所以ro+RO=1.58V÷3.3A≈0.48歐姆，ro=0.48-0.06=0.42歐姆。用第二種方法時，測得電流為0.395A，RF+ro+RO=1.58V÷0.395A=4歐姆，電流500mA檔內(nèi)阻為0.6歐姆，所以ro=4-3-0.6=0.4歐姆。舊2號電池用第一種方法測量時，先測得開路電壓E=1.2V，電表內(nèi)阻RO=6歐姆，讀數(shù)為6.5mA，萬用表置50mA直流電流檔，ro+RO=1.2V÷0.0065A≈184.6歐姆，ro=184.6-6=178.6歐姆。用第二種方法，測得電流為6.3mA，ro+RO+RF=1.2V÷0.0063A=190.5歐姆，ro=190.5-6-3=181.5歐姆。顯然兩種測試方法的結(jié)果基本一致。最終計算結(jié)果的微小差別是由于讀數(shù)誤差、電阻RF的誤差以及接觸電阻等多方面因素造成的，這種微小誤差不致影響對電池電量的判斷。如果被測電池的容量小、電壓高，則應(yīng)將RF的阻值適應(yīng)增大。
電池行業(yè)重點清潔生產(chǎn)技術(shù)
一、推廣技術(shù)類1.扣式堿性鋅錳電池?zé)o汞化技術(shù)與裝備無汞扣式堿性鋅錳電池關(guān)鍵技術(shù)主要包括電池鋼殼結(jié)構(gòu)及表面鍍層處理、負極無汞合金鋅粉材料、正極二氧化錳材料與電解液工藝配方，汞含量低于 0.0005%。關(guān)鍵指標是防漏和儲存性能。推廣該技術(shù)可實現(xiàn)扣式堿性鋅錳電池?zé)o汞化，年減少汞耗量110噸。目前扣式堿錳電池年產(chǎn)量達80多億只，其中 10%已經(jīng)達到無汞化。2.紙板鋅錳電池?zé)o汞無鎘無鉛化技術(shù)無汞無鎘無鉛紙板鋅錳電池，即汞、鎘、鉛含量分別低于0.0005%、0.002%、0.004%。該技術(shù)要點為負極鋅筒合金組分與機械加工性能、有機和無機添加劑組合成緩腐蝕劑取代升汞、電解液與正極配方。目前紙板鋅錳電池產(chǎn)量約180億只，其中近10%產(chǎn)品已實現(xiàn)無汞無鎘無鉛化。推廣該技術(shù)可利用現(xiàn)有生產(chǎn)線，實現(xiàn)紙板鋅錳電池?zé)o汞無鎘無鉛化，年減少耗鉛量336噸、鎘118噸、汞4噸。3.卷繞式密封鉛蓄電池技術(shù)該技術(shù)采用延壓鉛板柵、卷繞式電極結(jié)構(gòu)，提升了大電流放電性能和高低溫性能，提高了鉛蓄電池功率密度，單位功率密度耗鉛量減少1/4。卷繞式密封鉛蓄電池可替換現(xiàn)有起動型鉛蓄電池，應(yīng)用于普通汽車和工程車輛領(lǐng)域，并可作為動力電池應(yīng)用于輕度混合電動汽車、輕便型電動汽車。目前此項技術(shù)已形成批量產(chǎn)能。4.拉網(wǎng)式、沖孔式、連鑄連軋式鉛蓄電池極板制造工藝技術(shù)與裝備鉛蓄電池正極板和負極板是由板柵作為活性物質(zhì)的載體。拉網(wǎng)板柵技術(shù)是采用冷擠壓成型，可使板柵金屬結(jié)構(gòu)致密，耐腐蝕性明顯提高，且板柵較其他工藝薄，減少鉛耗用量，鉛煙和鉛渣排放量小。板柵制造新技術(shù)還包括沖孔式、連鑄連軋式工藝技術(shù)，目前上述工藝主要通過引進國外技術(shù)裝備實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。5.鉛蓄電池?zé)o鎘化技術(shù)無鎘化技術(shù)為采用鉛鈣多元合金或其他無鎘板柵合金，替代含鎘板柵合金，鎘含量低于0.002%。推廣該技術(shù)每年可減少鎘耗量1800噸，消除鉛蓄電池生產(chǎn)、回收、再生環(huán)節(jié)中的鎘污染風(fēng)險。目前無鎘鉛蓄電池約占電動自行車電池的15%。6.鉛蓄電池內(nèi)化成工藝技術(shù)目前，部分汽車起動型電池、電動自行車電池等產(chǎn)品極板采用外化成工藝，產(chǎn)生大量酸霧和含酸含鉛廢水。推廣鉛蓄電池內(nèi)化成工藝，可大大減少含鉛含酸廢水及酸霧產(chǎn)生，年減少排放含鉛廢水約600萬噸。二、應(yīng)用類技術(shù)1.糊式鋅錳電池?zé)o汞化技術(shù)糊式鋅錳電池為價格低廉的傳統(tǒng)產(chǎn)品，總產(chǎn)量約40億只，其特點為正極采用天然二氧化錳或活性二氧化錳，但該材料雜質(zhì)較多，實現(xiàn)無汞化難度很大。無汞化技術(shù)主要包括提高正極材料的純度，采用新材料，調(diào)整電解液配方，用無機和有機添加劑組合取代升汞，利用現(xiàn)有生產(chǎn)線，實現(xiàn)產(chǎn)品無汞化。推廣該技術(shù)可減少汞年耗用量22噸。該技術(shù)已研發(fā)成功，可應(yīng)用示范。2.鉛蓄電池極板外化成免水洗工藝鉛蓄電池極板外化成后的水洗工藝，產(chǎn)生大量含鉛含酸廢水。鉛蓄電池極板外化成免水洗工藝，采用特制的處理液，或采用放電及反充電保護的方法對化成極板進行處理，實現(xiàn)極板外化成免水洗目的，可減少含鉛廢水排放90%。目前該技術(shù)已研發(fā)成功，具備試點應(yīng)用條件。三、研發(fā)技術(shù)類1.研發(fā)氧化銀電池?zé)o汞化技術(shù)氧化銀電池主要應(yīng)用于高檔電子手表和電子儀器，其汞含量約為電池重量的1%，但廢棄后直接進入環(huán)境，存在污染風(fēng)險。在缺少氧化銀電池回收處理機制的情況下，需從源頭抓起，加快研發(fā)新型的鋅粉合金、代汞添加劑、電解質(zhì)工藝配方及電池鋼殼結(jié)構(gòu)與表面處理工藝技術(shù)，實現(xiàn)氧化銀電池?zé)o汞化。2.研發(fā)新型鉛蓄電池技術(shù)新型鉛蓄電池的發(fā)展方向為降低鉛耗量、提高電池質(zhì)量能量密度、質(zhì)量功率密度、循環(huán)壽命和快速充電能力。目前重點研究高性能電極材料與制備方法，研究電池新結(jié)構(gòu)與制造工藝，提高能量密度和功率密度。新型鉛蓄電池包括雙極性密封電池、超級電池、泡沫石墨電池等，其中：（1）雙極性密封電池。該電池采用雙極性結(jié)構(gòu)，以新型陶瓷材料做膈膜，與傳統(tǒng)電池相比，鉛耗量少、重量輕、體積小。具有循環(huán)壽命長，充放電效率高，價格便宜，易回收再生等特點。（2）超級電池。采用碳部分或全部替代負極中的鉛。該類電池具有循環(huán)壽命長、充電倍率高、功率特性好、低溫性能優(yōu)、重量輕等特點，可作為電動汽車動力電源。（3）泡沫石墨電池。泡沫石墨板柵密封蓄電池的技術(shù)創(chuàng)新點在于拋棄了鉛板柵，保留了活性物質(zhì)，采用泡沫石墨代替鉛，比普通鉛蓄電池減少了70%的鉛。3.功率型鉛蓄電池減鉛技術(shù)研究和選用減鉛添加劑、去硫酸化添加劑，降低鉛蓄電池放電過程的極化，克服極板表面硫酸鹽化，降低電池內(nèi)阻，提高鉛蓄電池的功率特性，使啟動型等大功率使用的鉛蓄電池容量減小，鉛耗量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上降低10%以上。減鉛技術(shù)包括采用超薄極板工藝。該技術(shù)在國外已成熟應(yīng)用，目前我國還處于研發(fā)階段。4.廢鉛蓄電池規(guī)?；療o害化回收再生技術(shù)廢舊鉛蓄電池回收再生環(huán)節(jié)鉛污染風(fēng)險較大。目前，廢舊鉛蓄電池回收再生關(guān)鍵技術(shù)裝備主要依賴進口，需要加大研發(fā)機械破碎、分選、鉛膏脫硫、鉛再生等環(huán)節(jié)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)工藝與裝備，開發(fā)廢水、廢氣和廢渣污染綜合防治與利用技術(shù)裝備，實現(xiàn)廢舊鉛蓄電池規(guī)?；療o害化再生利用。
一、推廣技術(shù)類1.扣式堿性鋅錳電池?zé)o汞化技術(shù)與裝備無汞扣式堿性鋅錳電池關(guān)鍵技術(shù)主要包括電池鋼殼結(jié)構(gòu)及表面鍍層處理、負極無汞合金鋅粉材料、正極二氧化錳材料與電解液工藝配方，汞含量低于 0.0005%。關(guān)鍵指標是防漏和儲存性能。推廣該技術(shù)可實現(xiàn)扣式堿性鋅錳電池?zé)o汞化，年減少汞耗量110噸。目前扣式堿錳電池年產(chǎn)量達80多億只，其中 10%已經(jīng)達到無汞化。2.紙板鋅錳電池?zé)o汞無鎘無鉛化技術(shù)無汞無鎘無鉛紙板鋅錳電池，即汞、鎘、鉛含量分別低于0.0005%、0.002%、0.004%。該技術(shù)要點為負極鋅筒合金組分與機械加工性能、有機和無機添加劑組合成緩腐蝕劑取代升汞、電解液與正極配方。目前紙板鋅錳電池產(chǎn)量約180億只，其中近10%產(chǎn)品已實現(xiàn)無汞無鎘無鉛化。推廣該技術(shù)可利用現(xiàn)有生產(chǎn)線，實現(xiàn)紙板鋅錳電池?zé)o汞無鎘無鉛化，年減少耗鉛量336噸、鎘118噸、汞4噸。3.卷繞式密封鉛蓄電池技術(shù)該技術(shù)采用延壓鉛板柵、卷繞式電極結(jié)構(gòu)，提升了大電流放電性能和高低溫性能，提高了鉛蓄電池功率密度，單位功率密度耗鉛量減少1/4。卷繞式密封鉛蓄電池可替換現(xiàn)有起動型鉛蓄電池，應(yīng)用于普通汽車和工程車輛領(lǐng)域，并可作為動力電池應(yīng)用于輕度混合電動汽車、輕便型電動汽車。目前此項技術(shù)已形成批量產(chǎn)能。4.拉網(wǎng)式、沖孔式、連鑄連軋式鉛蓄電池極板制造工藝技術(shù)與裝備鉛蓄電池正極板和負極板是由板柵作為活性物質(zhì)的載體。拉網(wǎng)板柵技術(shù)是采用冷擠壓成型，可使板柵金屬結(jié)構(gòu)致密，耐腐蝕性明顯提高，且板柵較其他工藝薄，減少鉛耗用量，鉛煙和鉛渣排放量小。板柵制造新技術(shù)還包括沖孔式、連鑄連軋式工藝技術(shù)，目前上述工藝主要通過引進國外技術(shù)裝備實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。5.鉛蓄電池?zé)o鎘化技術(shù)無鎘化技術(shù)為采用鉛鈣多元合金或其他無鎘板柵合金，替代含鎘板柵合金，鎘含量低于0.002%。推廣該技術(shù)每年可減少鎘耗量1800噸，消除鉛蓄電池生產(chǎn)、回收、再生環(huán)節(jié)中的鎘污染風(fēng)險。目前無鎘鉛蓄電池約占電動自行車電池的15%。6.鉛蓄電池內(nèi)化成工藝技術(shù)目前，部分汽車起動型電池、電動自行車電池等產(chǎn)品極板采用外化成工藝，產(chǎn)生大量酸霧和含酸含鉛廢水。推廣鉛蓄電池內(nèi)化成工藝，可大大減少含鉛含酸廢水及酸霧產(chǎn)生，年減少排放含鉛廢水約600萬噸。二、應(yīng)用類技術(shù)1.糊式鋅錳電池?zé)o汞化技術(shù)糊式鋅錳電池為價格低廉的傳統(tǒng)產(chǎn)品，總產(chǎn)量約40億只，其特點為正極采用天然二氧化錳或活性二氧化錳，但該材料雜質(zhì)較多，實現(xiàn)無汞化難度很大。無汞化技術(shù)主要包括提高正極材料的純度，采用新材料，調(diào)整電解液配方，用無機和有機添加劑組合取代升汞，利用現(xiàn)有生產(chǎn)線，實現(xiàn)產(chǎn)品無汞化。推廣該技術(shù)可減少汞年耗用量22噸。該技術(shù)已研發(fā)成功，可應(yīng)用示范。2.鉛蓄電池極板外化成免水洗工藝鉛蓄電池極板外化成后的水洗工藝，產(chǎn)生大量含鉛含酸廢水。鉛蓄電池極板外化成免水洗工藝，采用特制的處理液，或采用放電及反充電保護的方法對化成極板進行處理，實現(xiàn)極板外化成免水洗目的，可減少含鉛廢水排放90%。目前該技術(shù)已研發(fā)成功，具備試點應(yīng)用條件。三、研發(fā)技術(shù)類1.研發(fā)氧化銀電池?zé)o汞化技術(shù)氧化銀電池主要應(yīng)用于高檔電子手表和電子儀器，其汞含量約為電池重量的1%，但廢棄后直接進入環(huán)境，存在污染風(fēng)險。在缺少氧化銀電池回收處理機制的情況下，需從源頭抓起，加快研發(fā)新型的鋅粉合金、代汞添加劑、電解質(zhì)工藝配方及電池鋼殼結(jié)構(gòu)與表面處理工藝技術(shù)，實現(xiàn)氧化銀電池?zé)o汞化。2.研發(fā)新型鉛蓄電池技術(shù)新型鉛蓄電池的發(fā)展方向為降低鉛耗量、提高電池質(zhì)量能量密度、質(zhì)量功率密度、循環(huán)壽命和快速充電能力。目前重點研究高性能電極材料與制備方法，研究電池新結(jié)構(gòu)與制造工藝，提高能量密度和功率密度。新型鉛蓄電池包括雙極性密封電池、超級電池、泡沫石墨電池等，其中：（1）雙極性密封電池。該電池采用雙極性結(jié)構(gòu)，以新型陶瓷材料做膈膜，與傳統(tǒng)電池相比，鉛耗量少、重量輕、體積小。具有循環(huán)壽命長，充放電效率高，價格便宜，易回收再生等特點。（2）超級電池。采用碳部分或全部替代負極中的鉛。該類電池具有循環(huán)壽命長、充電倍率高、功率特性好、低溫性能優(yōu)、重量輕等特點，可作為電動汽車動力電源。（3）泡沫石墨電池。泡沫石墨板柵密封蓄電池的技術(shù)創(chuàng)新點在于拋棄了鉛板柵，保留了活性物質(zhì)，采用泡沫石墨代替鉛，比普通鉛蓄電池減少了70%的鉛。3.功率型鉛蓄電池減鉛技術(shù)研究和選用減鉛添加劑、去硫酸化添加劑，降低鉛蓄電池放電過程的極化，克服極板表面硫酸鹽化，降低電池內(nèi)阻，提高鉛蓄電池的功率特性，使啟動型等大功率使用的鉛蓄電池容量減小，鉛耗量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上降低10%以上。減鉛技術(shù)包括采用超薄極板工藝。該技術(shù)在國外已成熟應(yīng)用，目前我國還處于研發(fā)階段。4.廢鉛蓄電池規(guī)?；療o害化回收再生技術(shù)廢舊鉛蓄電池回收再生環(huán)節(jié)鉛污染風(fēng)險較大。目前，廢舊鉛蓄電池回收再生關(guān)鍵技術(shù)裝備主要依賴進口，需要加大研發(fā)機械破碎、分選、鉛膏脫硫、鉛再生等環(huán)節(jié)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)工藝與裝備，開發(fā)廢水、廢氣和廢渣污染綜合防治與利用技術(shù)裝備，實現(xiàn)廢舊鉛蓄電池規(guī)?；療o害化再生利用。
