镉电极在铅酸蓄电池性能检测中的应用
第五章镉-镍蓄电池知识讲解

成电极基板,浸渍活性物质烘干。烧结式电极强度高,孔隙率
高,可以大电流、高倍率放电,寿命长,工艺复杂,成本较高。
发泡式电极:发泡镍电极是将泡末塑料进行化学镀镍,高温碳 化后得到多孔网状镍基体,将活性物质填充在镍网上,经轧制 成泡沫电极。泡沫镍电极孔隙率高(90%以上),真实表面积大, 电极放电容量大,电极柔软性好,适合作卷绕式电极的圆筒形 电池。目前主要用于氢-镍和镉-镍电池。 纤维式电极:是以纤维镍毡状物作基体,向基体孔隙中填充活 性物质,电极基体孔隙率达93%~99%,具有高比容量和高活 性。电极制造工艺简单,成本低,但镍纤维易造成电池正、负 极短路,自放电大,目前尚未大量应用。
– 在较高的过电位下镉电极将发生钝化;金属表 面产生一层很薄的CdO钝化膜
–放电电流密度太大、温度较低、电解液浓度较 低时,易引起镉的钝化。
– 充放电循环过程中镉的重结晶使镉电极真实 表面积不断收缩, 极化增大,导致发生钝化 --主要钝化因素。
– 防止钝化: 加入表面活性剂或其他添加剂,实际生产中加入苏拉 油或25号变压器油,起分散作用,阻止海绵镉结晶时 聚集和收缩
➢添加剂LiOH的作用:
①Li+吸附在活性物质颗粒表面,阻止晶体颗粒长大聚结; ②提高氧在正极上的析出过电位。
若加量过多,Li+离子可进入活性物质晶格中,形成 一种电化学隋性的化合物—镍酸理(LiNiO2),使电化学 反应变得困难。
➢ 其它添加剂的影响:
① Ba、Co等对氧化镍电极起活化作用 ② Mg、Fe、Ca、SiO2等对氧化镍电极起毒化作用 ③ Ca对镉电极有毒化作用
同样由于固相扩散速率很小, 引起较大的浓 差极化,氧化镍电极的利用率受到限制。
铅酸蓄电池检测标准

铅酸蓄电池检测标准铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型,广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能储能等领域。
为了保证铅酸蓄电池的性能和安全可靠性,需要对其进行定期的检测。
本文将介绍铅酸蓄电池的检测标准,帮助用户了解如何进行有效的检测和评估。
1. 外观检测。
首先,对铅酸蓄电池进行外观检测。
检查电池外壳是否有明显的损坏或变形,电解液是否泄漏,端子是否锈蚀等情况。
外观检测可以初步判断电池的使用情况和安全性。
2. 电压检测。
接下来,进行电压检测。
使用电压表或多用表对电池的正负极进行测试,测量电池的开路电压和负载电压。
通过电压检测可以了解电池的电压状态和电荷情况,判断电池是否正常工作。
3. 容量检测。
容量是衡量电池性能的重要指标,因此需要进行容量检测。
可以通过放电测试或充放电循环测试来测量电池的容量。
根据测试结果,可以评估电池的实际容量和使用寿命。
4. 内阻检测。
内阻是影响电池性能的关键因素,需要进行内阻检测。
内阻测试可以通过交流内阻测试仪或直流内阻测试仪来进行,测试结果可以反映电池的内部电阻情况,判断电池的健康状态。
5. 温度检测。
温度对电池的性能和寿命有着重要影响,因此需要进行温度检测。
在电池工作或充放电过程中,及时监测电池的表面温度和内部温度变化,以确保电池正常工作和安全运行。
6. 充放电性能检测。
最后,进行充放电性能检测。
通过充放电测试,可以了解电池的充电效率、放电深度、循环寿命等性能指标,评估电池的使用性能和可靠性。
综上所述,铅酸蓄电池的检测标准包括外观检测、电压检测、容量检测、内阻检测、温度检测和充放电性能检测等内容。
通过全面的检测和评估,可以及时发现电池的问题和隐患,保证电池的安全可靠运行。
希望本文能够对用户进行铅酸蓄电池的检测提供一定的帮助和指导。
原电池电动势测定及应用

原电池电动势测定及应用原电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
常见的原电池有干电池、铅酸蓄电池、镉镍蓄电池等。
原电池的电动势是指,在电池内部两个不同电极材料之间,由于电化学反应而产生的电压差。
电动势越大,电池的输出电流和电能就越大,电池的性能也就越好。
本文将介绍原电池电动势的测定方法和其应用。
1. 理论计算法原电池电动势可通过化学反应式计算。
例如,在铅酸蓄电池中,反应式为Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O,化学反应式中所涉及的各元素的标准电极电势都是可以测定的。
因此,可以通过这些标准电极电势,计算出铅酸蓄电池的电动势。
2. 电位差法电位差法是通过将原电池与标准电池相比较,从而测定原电池电动势的一种方法。
假设现在要测量一个铅酸蓄电池的电动势,可以将该电池的电极接到标准氢电极上,并将另一电极与标准铜电极相连。
然后通过电桥法或伏安法测出两电极之间的电位差,从而计算出原电池的电动势。
3. 外施电势法外施电势法是一种直接测量原电池电动势的方法。
首先将原电池的电极接到电阻上,然后将其另一端连接到外部电源的正极上,使得原电池与外部电源并联。
通过调节外部电源的电势差,使得原电池电路中的电流为0,此时外部电源的电势差即为原电池的电动势。
原电池电动势的测定方法可以应用于电池的性能评估、研究和开发。
在电池的生产过程中,需要对电池电动势进行测定,以保证电池的性能能够满足设计要求。
在电池的研究和开发中,电动势的测定可以帮助研究人员评估不同电化学反应条件下的原电池电动势,从而优化电池的性能,提高其效率和能量密度。
在实际应用中,原电池的电动势可以用于驱动电子元件和机械设备等。
例如,在闪光灯中,闪光灯电路中的闪光灯管需要较高的电压来激发气体放电,电动势较高的铅酸蓄电池可以满足这个要求。
在无线传感器网络中,原电池电动势可以用来提供稳定的电源,使得传感器节点能够长时间工作。
总之,原电池电动势的测定和应用可以帮助我们更好地认识和应用电池,从而更好地满足我们的日常和工业生产需求。
铅酸电池有害成分

铅酸电池有害成分
铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。
铅酸电池有害成分主要是铅、二氧化铅、硫酸、炭黑、硫酸铅、镉、砷。
铅酸蓄电池使用硫酸电解液所排放三废,已成为不容忽视的污染源。
铅对人体各个部位均有毒性作用,儿童血铅含量大于100μg/L可能对儿童造成危害。
铅可使脑中毒,破坏抑制冲动的功能。
二氧化铅可能对中枢神经系统产生不良影响。
长期暴露于二氧化铅可能导致神经系统损伤,出现头痛、失眠、认知和记忆问题等症状。
硫酸废液倒入下水道、土壤中会严重污染江河湖泊和海洋,污染空气、农田和饮水。
含重金属浓度较高污染的表土容易在风力和水力的用途下,分别进入到大气和水体中,导致大气、地表水、地下水污染。
炭黑主要通过呼吸道和皮肤对人体造成危害。
人体长期吸入碳黑,肺部组织会发生纤维化病变,使肺部组织逐渐硬化,失去正常的呼吸功能,造成炭黑尘肺病。
硫酸铅对人体有害,通常会对口腔、眼睛、皮肤、胃等造成刺激。
硫酸钾中铝含量比较高,可能会导致大脑的健康受到影响,可能会产生神经毒性或者生殖毒性,影响的学习和记忆力,会对智力的发育造成影响。
镉化合物毒性很大,镉是铅酸蓄电池的重要生产原料。
汽车的充、放电,排放的废气,倒掉的废液,报废的固体废物中都含有镉。
植物能吸收富集土壤中的镉,尤以水稻、小麦吸收显著,从而使农作物产品的镉含量升高。
砷对人体的危害包括急性中毒、慢性毒性、皮肤灼伤、神经系统损伤以及皮肤癌。
急性砷中毒通常由于短时间内摄入大量砷化物引起,会导致中枢神经系统和心血管系统受损。
铅酸蓄电池监测用的一种新的参比电极

和电池充放电情况等。 特别值得指出的是硫酸银电极可 A 全部转化为A, 银粉 和 A 粉 的量 约 11 在此 g0 g O, S g 0 :。 在阀控铅酸蓄电池中长期应用, 这是一般参比电极做不 活性混合物中间插入银丝, 并使混合物在管中干燥。 管
镉 电极使用方便 , 但准确度较差 , 在铅 酸蓄 电池的生产 酸银 电极 的电位永远低于二氧化铅 电极 , 酸银 电极 的 硫
和检测 中常有应用,但镉有毒性, 会污染环境。
电位永远高于铅电 假如用镉电极测量正常充放电 极。 过
本文介绍硫 酸银参 比电极 的制备及其在铅酸蓄 电池 程中 铅蓄电池的电 电 极 位时, 铅电极对于硫酸银 电 极的
中的应用。 硫酸银电极有严格定义的电 电 , 极 位 易于制 电位极性会变化, 这对测量带来不便, 这也是镉电极使 备成各种式样的电极, 电位的可重现性高, 电极结构牢 用时的一个缺 点。
固、 耐震动、 无毒性物质、在高温时性 能稳定和 可以安
装在电池中长期使用等优点, 在铅酸蓄电池的测试中可
图4 给出了某普通铅酸蓄电池放电一充电过程 中电 池电压的变化以及正极、 负极相对于硫酸银 电 极的电 位
变化 。
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图 61 #正极 、负极 0 1 0充电曲线, .O1 电位相对于硫酸银参比电极
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铅 酸 蓄 电池 监 测 用 的 种 新 的 参 比 电极
XRF法快速筛分含镉电池与无镉电池

收稿日期:2017-11-09*通信作者XRF法快速筛分含镉电池与无镉电池张栋兵,翁佳燕,丁彬斌,陈作王,杨君,田茜茜,刘春荣,何莉*(无锡市产品质量监督检验院,江苏 无锡 214101)摘要:建立了采用能量色散 X 射线荧光能谱法(XRF )测试铅酸蓄电池中正极板栅和其他组件的镉含量,快速筛分含镉电池与无镉电池的方法。
通过熔融浇铸、压片等方式制样后,按 JB/T 11236—2011中原子吸收光谱法测定镉含量定值,制备板栅铅合金、板膏铅氧化物校准样品,建立校准曲线,用 XRF 法半定量测试铅酸蓄电池各组件的镉含量,快速筛分出含镉蓄电池与无镉蓄电池。
关键词:能量色散;X 射线荧光能谱法;铅酸蓄电池;镉;快速筛分;原子吸收光谱中图分类号:TM 912.1 文献标识码:A 文章编号:1006-0847(2018)01-34-05Rapid screening cadmium-containing batteries and cadmium-free batteries by energy dispersion X-ray fluorescencespectrometry (XRF)ZHANG Dongbing, WENG Jiayan, DING Binbin, CHEN Zuowang, YANG Jun,TIAN Qianqian, LIU Chunrong, HE Li *(Wuxi Institution of Supervision & Testing on Product Quality, Wuxi Jiangsu 214101, China)Abstract: In order to rapidly screen cadmium-containing batteries and cadmium-free batteries, a method to test cadmium content in positive plate grid and other components by energy dispersion X-ray fluorescence spectrometry (XRF) was established. The calibration samples of grid alloys and lead paste were prepared by melting casting or tabletting. The cadmium contents of calibration samples were determined according to JB/T 11236—2011, and the calibration curves were established. The cadmium contents in the components of lead-acid batteries were tested by semi-quantitative XRF method. Therefore, the cadmium-containing batteries and cadmium-free batteries were screened rapidly.Keywords: energy dispersion; X-ray fluorescence spectrometry; lead-acid battery; cadmium; rapid screening; atomic adsorption spectroscopy0 引言想要准确测定无镉电池镉含量,就需要将电池拆分后,用原子吸收光谱法分别测定正、负板栅、板膏、隔板、外壳、电解液等的镉含量,再计算出整个电池的镉含量,因此操作繁琐,工作量大,耗时低效。
蓄电池正负极电极电位的测试
蓄电池正负极电极电位的测试测量止、负极电极电位要借助参比电极,来确定其相对值。
在实际生产中,进行产品性能试验时常用镉电极做为参比电极,因为镉电极具备操作方便、电压稳定等优点,在蓄电池检验过程中往往通过采用镉电极,来测量蓄电池在充放电过程中正、负极板的质量状况,为提高产品质量提供了可靠的依据,同时也通过测量能及时分析蓄电池容量减少和故障发生的原因。
因此,具有重要意义。
一、使用镉电极测量正、负极电极电位的方法镉电极是用纯镉制成的,它的密度为8.65g/cm3,镉的电位稳定程度与杂质有关。
因此,应用化学纯镉,在制造时,将其在清洁的容器中熔化,然后倒入事先放入的一根铜导线的模中,铸成φ7~φ10mm,长度为60~80mm棒状,在下部裹多孔硬橡胶或用塑料套套上,主要目的是防止在使用过程中避免与蓄电池的正负极接触。
新的镉棒在使用前,它的电位值不稳定,必须事先将其浸在1.100g/cm3的稀硫酸中,经过2~3昼夜充分腐蚀后,生成硫酸镉,才能有稳定的电压。
当不使用时,也须把它浸在稀硫酸内,以防表面干燥,对干燥的镉电极在使用前也要用密度为1.100g /cm3的稀硫酸浸泡12h以上,如果长期不用,可用水洗净保存,防止受潮。
测量镉电极所用的电压表,必须是高电阻(1000Ω/V以上),这样可以避免因极化作用,而产生有较大的误差。
具体的使用方法在放电时,将镉电极由注液孔伸入蓄电池内电解液中,即镉电极与电压表的负极相接,电压表的正极与电池的正极相接,测出正极与镉电极间的电位差,也就是正极镉压(用V1表示,电压表的正极与蓄电池的负极相接,测出负极与镉电极间的电位差,也就是负极镉压(用V2表示),具体接法见图8—1所示。
图8-1 用镉电极测量蓄电池正、负电极电位的接法1—电压表2—正极板3—负极板4—镉电极二、测量正、负极电极电位测量值的报告在进行镉电极测试时,以蓄电池20h率放电为例。
开始放电后经过一段时间,如果测得各单体电池的电压为2V,这说明该电池是良好的,这时可将电压表的负极同镉棒的铜线相连,电压表的正端同单体电池的负极相连,注意不要将镉棒接触到电池的正、负极板上,测出镉电极与单体电池负极之间的镉压大约在0.1~0.15V 左右,然后将电压表的正端依次同各单体电池的正极相连,测出镉电极与单体电池正极之间的电压大约在2.10~2.15V.这是测量蓄电池容量放在测试起动用蓄电池额定放电容量时,可根据上述正、负极的所测之电压值和在正常条件下测得的镉电极与正、负极之间的电压值的差异变化大小,来判断蓄电池容量下降的原因是来自正极板,还是由负极板所造成。
镉电极的使用方法
镉电极的使用方法测量正、负极电极电位要借助参比电极,来确定其相对值。
在实际生产中,进行产品性能试验时常用镉电极做为参比电极,因为镉电极具备操作方便、电压稳定等优点,在蓄电池检验过程中往往通过采用镉电极,来测量蓄电池在充放电过程中正、负极板的质量状况,为提高产品质量提供了可靠的依据,同时也通过测量能及时分析蓄电池容量减少和故障发生的原因。
因此,具有重要意义。
一、使用镉电极测量正、负极电极电位的方法镉电极是用纯镉制成的,它的密度为8.65g/cm3,镉的电位稳定程度与杂质有关。
因此,应用化学纯镉,在制造时,将其在清洁的容器中熔化,然后倒入事先放入的一根铜导线的模中,铸成φ7~φ10mm,长度为60~80mm棒状,在下部裹多孔硬橡胶或用塑料套套上,主要目的是防止在使用过程中避免与蓄电池的正负极接触。
新的镉棒在使用前,它的电位值不稳定,必须事先将其浸在1.100g/cm3的稀硫酸中,经过2~3昼夜充分腐蚀后,生成硫酸镉,才能有稳定的电压。
当不使用时,也须把它浸在稀硫酸内,以防表面干燥,对干燥的镉电极在使用前也要用密度为1.100g/cm3的稀硫酸浸泡12h以上,如果长期不用,可用水洗净保存,防止受潮。
测量镉电极所用的电压表,必须是高电阻(1000Ω/V以上),这样可以避免因极化作用,而产生有较大的误差。
具体的使用方法在放电时,将镉电极由注液孔伸入蓄电池内电解液中,即镉电极与电压表的负极相接,电压表的正极与电池的正极相接,测出正极与镉电极间的电位差,也就是正极镉压(用V1表示,电压表的正极与蓄电池的负极相接,测出负极与镉电极间的电位差,也就是负极镉压(用V2表示),具体接法见图8—1所示。
图8-1 用镉电极测量蓄电池正、负电极电位的接法1—电压表2—正极板3—负极板4—镉电极二、测量正、负极电极电位测量值的报告在进行镉电极测试时,以蓄电池20h率放电为例。
开始放电后经过一段时间,如果测得各单体电池的电压为2V,这说明该电池是良好的,这时可将电压表的负极同镉棒的铜线相连,电压表的正端同单体电池的负极相连,注意不要将镉棒接触到电池的正、负极板上,测出镉电极与单体电池负极之间的镉压大约在0.1~0.15V左右,然后将电压表的正端依次同各单体电池的正极相连,测出镉电极与单体电池正极之间的电压大约在 2.10~2.15V.这是测量蓄电池容量放在测试起动用蓄电池额定放电容量时,可根据上述正、负极的所测之电压值和在正常条件下测得的镉电极与正、负极之间的电压值的差异变化大小,来判断蓄电池容量下降的原因是来自正极板,还是由负极板所造成。
蓄电池技术的创新与进展
蓄电池技术的创新与进展蓄电池作为一种能够将电能转化为化学能并存储的装置,在当今社会的电力供应和能源转换中起着至关重要的作用。
随着科技的不断发展和能源需求的增长,蓄电池技术也在不断创新和进步。
本文将就蓄电池技术的创新与进展展开讨论。
一、新型材料的应用传统的蓄电池主要采用铅酸、镍镉等材料作为电极材料,但这些材料存在容量小、重量大、寿命短等问题。
近年来,随着新型材料的不断涌现,蓄电池技术迎来了一次重大突破。
锂离子电池是目前应用最广泛的一种蓄电池技术,其具有能量密度高、寿命长、重量轻等优点。
锂离子电池的正极材料由传统的金属氧化物转变为镍、钴、锰和铁等多种金属的化合物,大大提升了电池的性能。
此外,钠离子电池、钾离子电池等新型电池也在逐渐崭露头角,为能源存储领域带来了更多的选择。
二、能量密度的提升蓄电池的能量密度是衡量其性能的重要指标,也是制约其应用的瓶颈之一。
过去,蓄电池的能量密度一直相对较低,无法满足高能耗设备和电动汽车等领域的需求。
然而,随着技术的不断突破,蓄电池的能量密度得到了大幅提升。
首先,通过优化电极材料的组成和结构,改变传统电池的体积与重量比例,提高了能量密度。
其次,采用新型离子导体材料的引入,降低了电池内阻,提高了电池的输出功率和循环稳定性,进一步提升了能量密度。
此外,采用纳米技术、多孔材料等新型技术手段,也为蓄电池的能量密度提升提供了新思路。
三、循环寿命的延长对于蓄电池来说,循环寿命的长短直接影响其使用寿命和经济效益。
在过去,蓄电池的循环寿命较短,难以满足实际需求。
然而,随着科技的发展,蓄电池的循环寿命得到了显著延长。
一方面,通过优化电极材料、电解质等组成部分的性能,降低了电解液的损耗和电极的脱层现象,从而延长了蓄电池的循环寿命。
另一方面,采用智能化管理系统,对蓄电池进行精确的控制和保护,提高了电池的安全性和循环寿命。
四、快速充放电技术的突破快速充放电技术是蓄电池技术的重要发展方向,也是推动蓄电池应用普及的关键因素之一。
铅酸蓄电池中镉、砷含量测试与控制解析
1 概述
中国是世界最大的铅酸蓄电池制造国和出口 国。铅酸蓄电池是国家重点防控行业,同时也是新 能源中最主要的组成部分。铅酸蓄电池的用途极其 广泛,如在汽车起动、照明、点火,能量储存,紧 急供电,电瓶车/混合动力电动车领域的应用。它 还广泛应用于电话系统、电动工具、通信装置、紧 急照明系统。此外,它也可用于采矿设备,为材料 搬运设备提供动力[1]。
收稿日期:2018-01-15 *通信作者
192 2018 No.4 Vo1.55
检验与测试
cadmium and arsenic in each component and to judge whether the total amount of cadmium or arsenic in batteries was excessive or not, so that the cadmium content or arsenic content in batteries can be controlled effectively. Keywords: lead-acid battery; cadmium; arsenic; lead-based parts; plate; limit content; positive grid; cast-on strap.
Analysis of testing and controlling the cadmium and arsenic content in the lead-acid battery
WENG Jiayan, DING Binbin, TIAN Qianqian, YANG Jun, DENG Dawei, BAO Ke, ZHANG Dongbing, LIU Chunrong, HE Li*
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镉电极在铅酸蓄电池性能检测中的应用
我们知道,任何一种金属晶体都含有金属离子和自由电子,当金属插入该金属离子的溶液中,由于金属受到电解液溶质,溶剂离子及分子的作用,会出现下列情况:一种情况是组成金属晶格的金属离子脱离金属表面进入溶液中,由于金属离子离开金属表面造成金属表面剩有多余电子而使金属在该溶液中带有负电荷,另一种情况是由于金属离子的溶解度不大,而溶液中的金属阳离子向金属表面沉积使金属表面因阳离子过剩而带正电荷。
这样一来,无论那种情况,都会因金属所带的电荷,使得金属与溶液分界处形成“双电层”。
如果金属带负电荷,则溶液中金属附近的阳离子会被金属吸引而集聚在它的附近.而阴离子则由于金属的排斥,在金属附近溶液中的浓度较低。
这样,金属附近的溶液—中所带的电荷与金属本身所带的电荷与金属本身所带的电荷恰好相反,这就形成了“双电层”,由于金属与溶液的分界面上“双电层”的存在。
则在金属与溶液的分界面上产生一定的电势差,这个电势差的太小与金属及溶液的性质有关。
金属在电解质溶液中形成的“双电层”产生的电势差就是该金属在该溶液中的电极电位。
金属插在溶液中,在同一时间内,有的金属离子从金属表面进入溶液中;有:曲存在于溶液中的金属离子沉积到金属表面上去,当金属离子进入溶液中的速度与溶液中的离子沉积到金属上去的速度相等时,这时的电极电位称为平衡电极电位。
目前,人们尚没有方法直接测量单个电极与溶液之间的电位差,也就是绝对电极电位。
这是因为测量时使用电位差计,需要把电位差计测量端的一根导线接到电极上,而把另一根导线插入溶液中,但插入溶液中的导体本身又构成了一个电极,它与我们所测量跑电极组成了一个电池;实际电位差计测出的是这个电池两极的电位差也即电池电动势,而不是被测电极与溶液间的电位差。
因此,在实际中我们可以指定某一电极的电位为零,称为参比电极或标准电极,用参比电极与所测量的电极组成一个电池,用电位差计的负端接作为零点的参比电极,正端接被测量电极,当被测量电极的电位比参比电极高时,相对电极电位为正值,当被测量电极的电位低于参比电极电位时,则相对电极电位为负值。
同一个电极用不同的参比电极来测量,测得的电极电位不同,因此,一般电极电位应注明是相对于哪种参比电极测得的。
例如,相对于镉电极铅负极的电极电位=0.1 V,相对于硫酸亚汞电极铅负极的电极电位=-0.101 V,而相对于镉电极硫酸亚汞电极电位=1.11 V。
它们之间的关系为:ɸ Pb(相对于Hg2S04电极)=ɸPb(相对于Cd电极)-ɸ Hg2S04(相对于Cd电极)=0.1-1.1=-1.01 V。
为了有一个统一的标准,国际上惯常使用标准氢电极作为参比电极,规定在任何温度下标准氢电极的平衡电极电位都为零,由于标准氢电极的精度很高,且制造结构复杂,溶液纯度要求很严,因此不便于实际应用,通常都是根据实际情况选用其它的参比电极进行测量,然后再利用已知的(统一测量完的)参比电极与氢标电极的电极电位再换算成氢标电极电位。
平时我们从标准电极电位表中查得某电极在某溶液中的电极电位有以下几个条件:
1、该电极电位是与标准氢电极电位的相对值。
2、标准电极电位是指标准状态下即各物质浓度为1M,101.33 KPa压力的状态下测得值。
3、该电极电位是平衡电极电位。
所以我们以往知道的铅蓄电池中铅的标准电极电位为-0.358 V,二氧化铅的标准电极电位为+1.69 V,都是符合上述三个条件下的数值。
在实际测量中,要求选用的参比电极电位要稳定,重现性要好,并且参比电极的电解液最好能与被测电极的电解液一致。
在铅酸蓄电池电极电位测量中最好用硫酸亚汞电极,即(Hg、Hg2S04·H2S04),它的精度很高,但制作和使用比较麻烦,所以在一般试验室常采用镉电极(Cd、CdS04·H2S04)来测量铅蓄电地充放电时正负极的电位。
其应用很方便,但准确性较低,误差可达十几毫伏以上。
参比电极的工作面积一般都不大,因此.有很小的电流通过,它的电位就会发生波动,在测量时,参比电极与被测电极之间存在龟位差会有电流经过测量仪表构成回路,测量电压表的内阻越大,经过的电流越小,对电位测量造成的误差越小,所以,在测量铅蓄电池的膈电压时要求电压表的阻抗在每伏1 000Ω以上。
在铅蓄电池的充放电过程中,常采用镉电极来测量正负极电位变化情况,通过测量结果可以判断极板是否工作正常。
金属镉(Cd),密度为8.65,溶点约为388℃,镉电极用纯金属镉制成,新制的镉电极在使用前应浸泡在密度为1.10的稀硫酸溶液中3昼夜以上,否则因极化作用而量值不准,当镉电极不使用时,也必须把它浸在稀
硫酸内,以防止表面干燥,测量镉电极所使用的电压表必须是高电阻的。
(每伏1 000欧姆以上)同时电压表的刻度应为-3~0~3 V或0~3 V(指针式电压表),起动用铅蓄电池内连接测量镉压则需要-20~0~20 V或0~20 V的电压表(指针式电压表),最好是使用数字电压表。
测量时,如采用-3~0~3 V指针式电压表则按图4—1所示联接方法,即电压表的负极接镉电极,将镉电极放入电池内极群上方的电解液中,可在隔板上缘,不得与极群短路,测量正极镉压时,将电流表的正极接蓄电池的正极,测量出的是正极镉电压,电压表指示的电压为正镉压,测量负极镉压时,将电流表的正极接蓄电池的负极,测量出的是负极镉电压,电压表指示的电压为负镉压。
如测量时,采用的是0~3V的指针式电压表,则在电池充电开始及中期,放电约0.5 h(容量放电)后直至放电结束时测量联接仍按图4—1所示方法进行,这时测出的正负镉压均为正值,由于负极在充电后期时电位相对镉电极由正值转变为负值,所以用0~3 V的电压表按图4—1所示测量时,只能测量正极镉压而无法测量负极隔压,在放电初始也是如此,这种情况下要按图4—2所示联接方法测量负极隔电压,将电压表的正极接镉电极插入硫酸电解液中,电压表的负极接蓄电池的负极,这时测出的是负极隔压,电压表显示的是负极隔压且显示为正值,但实际上是负值,所以对测量值必须加负号。
以上讲的是在测量正负隔压时,要注意在充放电过程中正负隔压的变化,以免测量的数值不正确,另外,在用过时间较长的旧电池负极板电位有时在充电末期大都高于镉电极电压,故测量时不必改接。
目前,在试验室里大多采用数字电压表来测量,则可按图4—1所示方法测量镉压。
对于起动用铅蓄电池内联接的在测量中间格电位时,要采用依次累计电压相减的办法得出中间每格的正负极电位。
这里就不再叙述。
一般测量镉压只能在充电或放电过程中进行,无负荷时所测得的数值,只与电解液的密度有关,不能反映极板的工作状态。
测量单电极电位,可分别了解正负极的特性,即电池容量下降是由正极还是由负极造成,因为即使某一电极电位还很平稳,
但是另一个电极的电位已变化很大时,或二个极的电位同时具有中等程度变化时)这时电池的端电压在这两种情况下可能相同,这时要判断电池放电容量放尽的原因到底在于那个电极,从端电压上无法得到正确结论,而从利用镉电极测量正、负极电位就可知道。
用镉电极测量出的镉压值可参考表4—1所示值来值判断蓄电池正、负极板的工作状态。
例如:有两只固定型蓄电池进行10 h率放电,其终止电压均为1.80 V,一只的正隔压为2.08 V,负镉压为+0.28 V,另一只正镉压为1.90V,负镉压为+0.10 V,显然前者为负极板不良,后者为正极板不良。
蓄电池的端电压U,正隔压Ucd+,负隔压Ucd-3种电压之间的关系一般满足下式:
U=Ucd+—Ucd-
如果测量的数据,三者代入不相等时,应以端电压及负镉极电压为准,因为正镉极电压的误差可能性大些。