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影響電池比能量的因素：電壓效率

編輯：貝朗斯動(dòng)力商城發(fā)表時(shí)間：2019-09-15 瀏覽量: 18468

對(duì)于一個(gè)實(shí)際電池體系來(lái)說(shuō)，除參與電池反應(yīng)的電極活性物質(zhì)外，還應(yīng)包含許多其他結(jié)構(gòu)材料，如導(dǎo)電劑、黏結(jié)劑、集流體、隔膜、外殼等，因此，電池的實(shí)際比能量往往大大低于其理論值。事實(shí)上，電池的實(shí)際比能量除受這一因素影響外，在很大程度上還受制于電池反應(yīng)實(shí)際能達(dá)到的反應(yīng)程度以及實(shí)際的可輸出電壓。上述影響因素分別稱為電壓效率(班)和質(zhì)量效率(抽)、反應(yīng)效率。

所謂電壓效率是指電池的實(shí)際輸出電壓與電動(dòng)勢(shì)的比值。由于電動(dòng)勢(shì)只是從熱力學(xué)角度考慮而獲得的一個(gè)理論電壓值，而電池的實(shí)際輸出電壓涉及反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，因此，后者低于前者，其比值小于1。電壓降低的多少由電極反應(yīng)的電化學(xué)極化、濃差極化及體系的歐姆極化所決定。其中，歐姆極化包含電池各部件之間的接觸電阻、固相電阻以及電解質(zhì)溶液的液相電阻等引起的極化。

因此，要獲得高的電壓效率，必須選擇具有高電化學(xué)活性的物質(zhì)作為電極活性材料，并發(fā)展與之適配的具有高電導(dǎo)率特征的電解質(zhì)體系，同時(shí)，盡量減小體系的固相電阻及接觸電阻。所謂反應(yīng)效率是指實(shí)際電池反應(yīng)能進(jìn)行的最大限度，也就是活性物質(zhì)的利用率。導(dǎo)致電極活性物質(zhì)利用率降低的原因主要有各種副反應(yīng)的發(fā)生(如水溶液電池中的置換析氫反應(yīng))、電極表面鈍化以及電極結(jié)構(gòu)粉化等。