為了準(zhǔn)確定義酸性電瓶的容量,一般采用 5小時(shí)放電準(zhǔn)則,即讓一個(gè)充滿電的電瓶用 5小時(shí)放完。如一個(gè) 40Ah電瓶,用 8A放電,應(yīng)能持續(xù) 5個(gè)小時(shí)。
影響電瓶容量的因素主要有四個(gè)方面 :
①極板活性物質(zhì)的多少;
②極板面積的大。
③電解液的多少 (密度一定時(shí) );
④溫度。
增加活性物質(zhì)的數(shù)量,增加極板面積并有足夠的電解液,電瓶的容量將增加;溫度下降,則電瓶的容量也下降。例如在 50oF時(shí),一個(gè)充滿電的電瓶可以放電 5個(gè)小時(shí),但在 0oF時(shí)以同樣電流放電只能放電 1小時(shí)。因?yàn)楫?dāng)溫度下降時(shí),化學(xué)放應(yīng)的速度變慢。隨著充放電次數(shù)的增加,電瓶容量會(huì)逐步下降,一般當(dāng)容量低于額定容量的 85%時(shí),就不能裝機(jī)使用了。
8.2.3鉛酸電池
1.結(jié)構(gòu)
任何化學(xué)電池都由電極、電解液、隔板、電池容器及附件組成。航空鉛酸電池由 12個(gè)單體電池串聯(lián)組成,每個(gè)單體電池輸出電壓 2.1V。單體電池的極板由鉛 -銻合金柵架組成,其中銻含量約在 7~10%。正極板上涂有糊狀的二氧化鉛(PbO2),負(fù)極板上涂有金屬鉛(Pb)。二氧化鉛和鉛都是參與化學(xué)反應(yīng)的有效材料,稱為活性物質(zhì)。為充分利用活性物質(zhì),極板多為疏松多孔狀,以便電解液滲入。正負(fù)極板間的隔板由多孔的高絕緣性能材料制成。電解液為硫酸(H2SO4)溶液。為減小重量,航空蓄電池的電解液數(shù)量相對(duì)較少,而濃度相應(yīng)增加,密度為 1.280~1.300g/cm3(25oC)。因?yàn)閱误w電池的內(nèi)阻隨正負(fù)極板的距離變大而迅速變大,為減小內(nèi)阻,極板之間的隔隙應(yīng)盡可能小。單體電池裝在防酸容器中。由于電池工作時(shí)有氣體逸出,所以每個(gè)單體電池上方裝有泄氣閥,用于排出氣體,但電解液不會(huì)因直升機(jī)機(jī)動(dòng)飛行而濺出。
圖 8-2單體電池的結(jié)構(gòu)
2.鉛酸蓄電池的原理當(dāng)蓄電池正極通過(guò)和負(fù)極接通以后,電池開(kāi)始放電,電子從負(fù)極板流向正極板。如圖 8-3所示。
圖 8-3鉛酸蓄電池放電時(shí)的化學(xué)放應(yīng)示意圖
接通電路后,硫酸 H2SO4電離成氫離子 H+和硫酸根離子 SO42-。
對(duì)負(fù)極板,活性物質(zhì) Pb電離為 Pb2+和電子,Pb2+和硫酸根離子相結(jié)合,生成硫酸鉛 PbSO4沉積于負(fù)極板表面,電子轉(zhuǎn)移至外電路,可用下式表示: Pb+SO42-→PbSO4+2e
正極板得到電子,使 PbO2電離為 Pb2+和 O2-。與此同時(shí),電解液中氫離子 H+向正極板移動(dòng),和 PbO2中的 O2-生成水(H2O),同時(shí) PbO2的鉛離子 Pb2+與部分硫酸根離子 SO42-相結(jié)合生成硫酸鉛 PbSO4沉積于正極板表面。可表示為:
4H++PbO2+SO42-→PbSO4+2H2O當(dāng)正負(fù)極板全部被 PbSO4覆蓋后,電池放電完畢。由于在放電過(guò)程中產(chǎn)生了水,使電解液比重不斷下降,放電完畢時(shí)的電解液比重約為 1.150g/cm3。因此,可以用測(cè)量電解液的比重來(lái)判別電池的狀態(tài)。充電是放電的逆過(guò)程,充電完畢后,正負(fù)極板的 PbSO4又分別轉(zhuǎn)換成 PbO2和 Pb,電解液密度又恢復(fù)到初始值。充、放電總的化學(xué)方程式如下:放電 Pb+2H2SO 4+ PbO2
PbSO4+ 2H2O+ PbSO4
(-)(+)充電(-)(+)
3.充電狀態(tài)的判別
電池放電時(shí),只能放到電池放電終止電壓(1.8V),否則將影響電池的容量和壽命。充電時(shí)(指電瓶離位充電),為保證飛行安全,電池必須充足電,但也不能過(guò)充。判斷是否充足電可用以下三個(gè)方面來(lái)衡量:
①單體電池電壓達(dá)到最大值(2.1V)(開(kāi)路電壓)并保持穩(wěn)定;
②電解液比重不上升并維持不變;
③電池開(kāi)始冒氣泡。
用電解液比重來(lái)衡量電瓶充放電狀態(tài)是比較可靠的方法。用比重計(jì)測(cè)量時(shí),應(yīng)考慮溫度的影響。在 27 ℃(80℉)時(shí),比重計(jì)讀出的數(shù)不需要補(bǔ)償。高于或低于 27℃時(shí),讀數(shù)需加上一個(gè)修正值,電瓶手冊(cè)中均有相應(yīng)的修正表,可對(duì)應(yīng)溫度查出修正值,如 15℃時(shí)測(cè)得的讀數(shù)為 1.240,經(jīng)修正后的讀數(shù)應(yīng)為 1.232。
|