關(guān)于電池的電動勢和電壓簡介
來源：寶鄂實業(yè)
2019-11-27 07:34
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(1)電動勢
電池的電動勢(E)等于組成電池的兩個電極的平衡電勢之差，即
E= φe+-φe-
在等溫、等壓條件下，當(dāng)體系發(fā)生變化時，體系吉布斯自由能的減小等于對外所做的最大非膨脹功，如果非膨脹功只有電功，則
ΔGT.P=-nFE
式中，n為電極在氧化或還原反應(yīng)中電子的計量系數(shù)。當(dāng)電池中的化學(xué)能以不可逆方式轉(zhuǎn)變?yōu)?電能時，兩極問的電位差E′ 一定小于可逆電動勢E。
ΔGT.P=-nFE′
式(1-21)揭示了化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿淖罡呦薅?，為改善電池性能提供了理論根?jù)。
電動勢是一種理想平衡狀態(tài)下的理論值，主要是由組成電池的正負極活性物質(zhì)的電化學(xué)活性決 定的。MH/Ni 二二次電池的電動勢為.50V 左右，實際應(yīng)用中電池的電壓都低于此值。
(2)開路電壓和工作電壓
開路電壓是指在開路狀態(tài)下(幾乎沒有電流通過時)，電池兩極之間的電勢差，一般用V 開表示：
V開=φ+ - φ-
電池的開路電壓等于組成電池的正極混合電勢與負極混合電勢之差。其高低取決于電池正負極材料 的性質(zhì)、電解質(zhì)和溫度條件等，而與電池的幾何結(jié)構(gòu)與外形尺寸等無關(guān)。電池的開路電壓一般均小于電動勢。
工作電壓是指電池在接通負荷后的放電過程中，兩極顯示的電壓，又稱負荷(載)電壓或放電電 壓，其中電池放電初始的電壓稱為初始電壓。由于歐姆內(nèi)阻和超電勢的存在，電池的工作電壓低于 開路電壓，當(dāng)然也低于電動勢：
V=E-IR內(nèi)=E-I(RΩ+Rf)
或
V=E- η+ - η- -IRΩ=φ+ - φ- -IRΩ
式中η+和η-分別表示正極極化和負極極化的超電勢；I為電池的工作電流；RΩ 和Rf分別表示歐姆 內(nèi)阻和極化內(nèi)阻；φ+ 和φ-分別為電流流過時正、負極的電極電勢或極化電位。
電池的工作電壓與放電制度有關(guān)，即電池放電時所規(guī)定的各種條件，主要包括放電方式是連續(xù) 還是間歇、外電阻和放電電流的大小、放電時間的長短、終電壓的確定以及放電環(huán)境溫度的高低等。
(3)額定電壓
額定電壓又稱公稱電壓或標(biāo)稱電壓，是指某電池開路電壓的最低值(保證值)，或者說是在規(guī)定 條件下電池工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓，即電池0.2C 倍率放電時全過程的平均電壓。用額定電壓可以簡明地區(qū)分電池體系：堿錳電池1.5V，鎳鎘電池1.2V，鉛酸蓄電池2.0V，鋰離子電池3．6V 等。
(4)放電終止電壓
對于所有二次電池，放電終止電壓都是必須嚴格規(guī)定的重要指標(biāo)。放電終止電壓也稱為放電截止電壓，是指電池放電時，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。根據(jù)電池的不同類型及 不同的放電條件，對電池的容量和壽命的要求也不同，由此所規(guī)定的放電終止電壓也不同。一般地， 在低溫或大電流放電時，終止電壓規(guī)定得低些；小電流長時間或間歇放電時，終止電壓值規(guī)定得高 些。
(5)充電壓
充電電壓是指二次電池在充電時，外電源加在電池兩端的電壓。充電的基本方法有恒電流充電和恒電壓充電。
