通信用蓄电池是通信电源系统中的重要组成设施,它是为保证通信电源系统的高可靠性而必备的部分,其主要作用是实现化学能与电能的转换,通过充放电的特性,在市电断供突发时来为通信设备提供电能,其充放电的过程是电化学变化的过程,为此,它涉及到下述电化学的一些知识与参数。
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能够传导电流的物质称为导体,根据导电机理的不同,导体可以分为两类:电子导体即金属导体,称第一类导体;离子导体即电解质导体,称第二类导体。
1、第一类导体的基本参数
第一类导体通过电流时,没有化学反应伴随,但由于电阻的存在将有热的产生。对于第一类导体(近40种)的一些主要物理性能(电阻率、温度系数、熔点、线膨胀系数等)详见下表1-1。在电化学中,使用的各种金属氧化物多属于半导体,如PbO2、NiOOH和Ag2O等,其电阻率详见下表1-2。
表1-1:第一类导体(近40种)的主要物理性能
表1-2:某些金属氧化物(8种)的电阻率
2、第二类导体的基本参数
第二类导体是依靠离子的移动来传导电流的导体。这类导体包括所有的电解质溶液和熔融态电解质。水可以电离,又是电解质的良好的溶解剂,其不同温度下水的离子积值详见下表2-1。有关难溶电解质(化合物)在水溶液中的溶度积详见下表2-2。在液体静止状态下,物质将从浓度高的部位向浓度低的部位运动,这就是物质的扩散,物质的扩散能力用扩散系数度量。不同浓度和温度下,O2、H2、H2SO4、KOH、NaOH等在水溶液中的扩散系数详见下表2-3。
表2-1:不同温度下水的离子积值
表2-2:有关难溶电解质(14种)在水溶液中的溶度积
表2-3:不同浓度和温度下几种常用溶质在水溶液中的扩散系数
3、电解质的基本参数
不同电子导体导电能力的差别用电导率或电阻率就足以显示,而电解质溶液的导电能力则较为复杂,与其离子的数目(浓度或电离度)、离子的运动速度(即电解质本性)、离子带电数目等有关,表3-1给出了1/2(H2SO4)、KOH、NaOH三种电解质在18℃时,浓度与电导率和摩尔电导率的关系。在一般情况下,电解质的有效浓度要小于它的质量摩尔浓度,这种有效浓度称为活度,常用活度系数来度量。表3-2给出了H2SO4、KOH、NaOH三种电解质离子在25℃时,质量摩尔浓度与平均活度系数的关系。
表3-1:1/2(H2SO4)、KOH、NaOH的浓度与电导率和摩尔电导率的关系(18℃)
表3-2:常用电解质离子的质量摩尔浓度与平均活度系数的关系(25℃)
4、其他
电化当量是指通过1A·h或1C电荷量时析出或溶解物质的量,或是指获得1A·h电量所需要物质的理论值。各种蓄电池常用电极物质的电化当量详见下表4-1。
表4-1:各种蓄电池常用电极物质的电化当量
化学电源,或称电化学电池,是指一种氧化还原反应所释放出来的能量直接转换成低压直流电能的装置。电动势是电池在理论上输出能量大小的度量之一,主要蓄电池体系(铅酸和碱性蓄电池)的电动势及电池反应等详见下表4-2。几种类型的蓄电池的构造特性(正极板、负极板与电解质等)详见表4-3。
表4-2:主要蓄电池体系(铅酸和碱性蓄电池)的电动势及电池反应
表4-3:几种类型的蓄电池的构造特性
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