為分析電解液對鉛蓄電池內(nèi)阻的影響,在鉛蓄電池中,電解液的電阻率比正負極板上各種物質(zhì)的電阻率大上千倍。所以,正常情況下充足電的鉛蓄電池內(nèi)阻在很大的程度上是由電解液來決定的。而放完電的鉛蓄電池的內(nèi)阻則主要是由硫酸鉛決定的。為了減少鉛蓄電池的內(nèi)阻,提高鉛蓄電池大電流放電能力,縮短正負極板的距離是十分重要的。純水幾乎是不導(dǎo)電的,用離子交換凈化的水,可得到很大的電阻率,最高可達17MΩ·cm。當加進硫酸后,由于硫酸的電離,溶液就導(dǎo)電。在很稀的硫酸溶液里,由于離子數(shù)目很少,因而電阻率很大。隨著濃度的增加,單位體積中離子數(shù)目就增多,溶液的導(dǎo)電性也增加,但這種增加并不是無垠的。電離只是問題的一方面,另一方面,電離出的帶有不同電荷的離子有相互吸引的作用。當單位體積中的離子數(shù)增大到一定程度時,離子間吸引合并為硫酸分子的數(shù)量就和硫酸分子電離為離子的數(shù)量相當了,這時,電阻率就達到了最小值。再增加H2S04的含量,由于分子團對離子運動的阻礙,電阻率反而上升了。通過對硫酸電解液電阻率的分析,可知:
(1)在每個環(huán)境溫度下,最低的電阻率所對應(yīng)的密度是不同的。因之,將電解液的密度調(diào)到定值后,在不同的溫度下,將獲得不同的內(nèi)阻值。
(2)0℃時鉛蓄電池的電阻率比30t時電阻率幾乎大1倍,而在-25℃時電阻率比在30℃時電阻率幾乎大4倍。因而,同一型號的鉛蓄電池,在北方和南方,冬季和夏季內(nèi)阻都會有較大的差異。
(3)隨著溫度的變化,H2S04溶液的黏度有較大的變化。硫酸溶液的黏度決定著它在極板毛細孔中的擴散速度,對容量有很大的影響。在
鉛酸蓄電池中,選用硫酸電解液濃度的最基本條件,是以滿足鉛蓄電池的輸出達到規(guī)定的放電容量為要求的。鉛蓄電池的容量,通常是隨著硫酸電解液濃度的變化而異。極板孔隙中的硫酸濃度,決定著鉛蓄電池的工作電壓和輸出容量。如果在工作期間,極板孔隙中不能保持足夠數(shù)量的硫酸,鉛蓄電池的端電壓將迅速下降,容量輸出也就耗盡。這是因為硫酸電解液的濃度決定著極板電位變化,影響著電解液的擴散速度,左右著鉛蓄電池的內(nèi)阻。特別是當極板孔隙中硫酸電解液的濃度與極板外部濃度出現(xiàn)不平衡,引起濃差極化時,鉛蓄電池的端電壓很快會下降,能量輸出很快減少。通常對硫酸電解液濃度的選擇依鉛蓄電池的型式不同而有所不同。啟動用的鉛蓄電池使用的硫酸電解液濃度要比固定型的鉛蓄電池高。因為啟動用鉛電池在機動車上安裝要受體積和重量的限制,電池槽容不下大量的硫酸電解液。所以要選用濃度高一點的硫酸電解液,以使鉛電池內(nèi)部有限的空間盛裝必要數(shù)量的硫酸。
3)對鉛蓄電池壽命的影響
鉛蓄電池的使用壽命隨硫酸電解液濃度的增加而降低,而且選用密度不可高于1.30g/cm³。對目前用的啟動型鉛蓄電池來說,使用密度為1.28g/cm³的電解液是依據(jù)最低冰點原則選取的。在環(huán)境溫度較高的南方地區(qū),適當降低電解液的濃度,可明顯延長蓄電池的使用壽命。