通信用蓄電池是通信電源系統中的重要組成設施,它是為保證通信電源系統的高可靠性而必備的部分,其主要作用是實現化學能與電能的轉換,通過充放電的特性,在市電斷供突發時來為通信設備提供電能,其充放電的過程是電化學變化的過程,為此,它涉及到下述電化學的一些知識與參數。
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能夠傳導電流的物質稱為導體,根據導電機理的不同,導體可以分為兩類:電子導體即金屬導體,稱第一類導體;離子導體即電解質導體,稱第二類導體。
1、第一類導體的基本參數
第一類導體通過電流時,沒有化學反應伴隨,但由于電阻的存在將有熱的產生。對于第一類導體(近40種)的一些主要物理性能(電阻率、溫度系數、熔點、線膨脹系數等)詳見下表1-1。在電化學中,使用的各種金屬氧化物多屬于半導體,如PbO2、NiOOH和Ag2O等,其電阻率詳見下表1-2。
表1-1:第一類導體(近40種)的主要物理性能
表1-2:某些金屬氧化物(8種)的電阻率
2、第二類導體的基本參數
第二類導體是依靠離子的移動來傳導電流的導體。這類導體包括所有的電解質溶液和熔融態電解質。水可以電離,又是電解質的良好的溶解劑,其不同溫度下水的離子積值詳見下表2-1。有關難溶電解質(化合物)在水溶液中的溶度積詳見下表2-2。在液體靜止狀態下,物質將從濃度高的部位向濃度低的部位運動,這就是物質的擴散,物質的擴散能力用擴散系數度量。不同濃度和溫度下,O2、H2、H2SO4、KOH、NaOH等在水溶液中的擴散系數詳見下表2-3。
表2-1:不同溫度下水的離子積值
表2-2:有關難溶電解質(14種)在水溶液中的溶度積
表2-3:不同濃度和溫度下幾種常用溶質在水溶液中的擴散系數
3、電解質的基本參數
不同電子導體導電能力的差別用電導率或電阻率就足以顯示,而電解質溶液的導電能力則較為復雜,與其離子的數目(濃度或電離度)、離子的運動速度(即電解質本性)、離子帶電數目等有關,表3-1給出了1/2(H2SO4)、KOH、NaOH三種電解質在18℃時,濃度與電導率和摩爾電導率的關系。在一般情況下,電解質的有效濃度要小于它的質量摩爾濃度,這種有效濃度稱為活度,常用活度系數來度量。表3-2給出了H2SO4、KOH、NaOH三種電解質離子在25℃時,質量摩爾濃度與平均活度系數的關系。
表3-1:1/2(H2SO4)、KOH、NaOH的濃度與電導率和摩爾電導率的關系(18℃)
表3-2:常用電解質離子的質量摩爾濃度與平均活度系數的關系(25℃)
4、其他
電化當量是指通過1A·h或1C電荷量時析出或溶解物質的量,或是指獲得1A·h電量所需要物質的理論值。各種蓄電池常用電極物質的電化當量詳見下表4-1。
表4-1:各種蓄電池常用電極物質的電化當量
化學電源,或稱電化學電池,是指一種氧化還原反應所釋放出來的能量直接轉換成低壓直流電能的裝置。電動勢是電池在理論上輸出能量大小的度量之一,主要蓄電池體系(鉛酸和堿性蓄電池)的電動勢及電池反應等詳見下表4-2。幾種類型的蓄電池的構造特性(正極板、負極板與電解質等)詳見表4-3。
表4-2:主要蓄電池體系(鉛酸和堿性蓄電池)的電動勢及電池反應
表4-3:幾種類型的蓄電池的構造特性
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