Приложение F (справочное). Стандартные напряжения разряда U_s. Описание и метод определения

Приложение F
(справочное)

Стандартные напряжения разряда .
Описание и метод определения

F.1 Описание

Стандартное напряжение разряда типично для данной электрохимической системы. Это уникальное напряжение, которое не зависит ни от размера, ни от внутренней конструкции батареи. Это напряжение зависит только от реакции передачи заряда. Стандартное напряжение разряда определено формулой (F.1)

, (F.1)

где - стандартное напряжение разряда;

- стандартная разрядная емкость;

- стандартное время разряда;

- стандартное разрядное сопротивление.

F.2 Определение напряжения

F.2.1 Общие положения. C/R-диаграмма

Определение разрядного напряжения проводят с помощью C/R-диаграммы, где С - разрядная емкость батареи, R - разрядное сопротивление. Иллюстрация метода приведена на рисунке F.1, где показан схематически график зависимости разрядной емкости С от разрядного сопротивления * в нормализованном представлении, т.е. строится как функция от . Для низких значений получают низкие значения и наоборот. При постепенном увеличении происходит постепенное увеличение разрядной емкости до выхода на плато диаграммы и достижения постоянной величины **

, (F.2)

что означает =1 и обозначено горизонтальной линией на рисунке F.1. Как показано далее, емкость зависит от верхнего конечного напряжения : чем выше его значение, тем большая доля , которая не может быть отдана в процессе разряда.

Примечание - Емкость С независима от при условиях, отображенных на плато диаграммы.

Напряжение разряда определено формулой (F.3)

. (F.3)

Отношение в формуле (F.3) представляет среднее значение электрического тока , протекающего при разряде батареи через разрядное сопротивление при установленном конечном напряжении батареи =constant. Это отношение может быть описано как

. (F.4)

При (стандартное разрядное сопротивление) формула (F.3) изменяется на формулу (F.1) и, следовательно, формула (F.4) изменяется следующим образом:

. (F.4a)

Среднего значения электрического тока и достигают согласно методу, описанному в F.2.3 и показанному на рисунке F.2.

F.2.2 Определение стандартных разрядных сопротивлений

Определение значения лучше всего проводить при разряде на сопротивление при снятии 100% емкости. Время проведения этого разряда может быть достаточно длинным. Для уменьшения этого времени разряда хорошую аппроксимацию для определения дает формула (F.5)

. (F.5)

Это означает, что 98% емкости, как полагают, являются достаточными для точного определения стандартного напряжения разряда . Этого достигают при разряде батареи через стандартное разрядное сопротивление . Коэффициент 0,98 или выше не является решающим, потому что остается фактически постоянным для . При этом условии точная реализация 98% емкости не очень важна.

F.2.3 Определение стандартных разрядных емкостей и стандартного времени разряда

Схематическая кривая разряда батареи приведена на рисунке F.2. Рисунок F.2 иллюстрирует область А1 ниже и область А2 выше кривой разряда. Среднее значение электрического тока разряда получено при

А1 = А2. (F.6)

Условие, описанное формулой (F.6), не обязательно обращается к средней точке разряда, как показано на рисунке F.2. Время разряда определено от точки пересечения для U (R, t) = . Разрядную емкость получают из формулы (F.7)

. (F.7)

Стандартную емкость получают при , и формула (F.7) теперь выглядит следующим образом:

. (F.7a)

Данный метод позволяет экспериментально определить стандартную разрядную емкость и стандартное время разряда , необходимые для определения стандартного напряжения разряда (см. формулу (F.1)).

F.3 Экспериментальные условия и результаты испытаний

Для экспериментального построения C/R-диаграммы рекомендуется использовать 10 индивидуальных результатов разряда, каждый из которых содержит средние результаты разряда 9 батарей; эти данные должны быть равномерно распределены по ожидаемому диапазону C/R-диаграммы. Рекомендуется взять первое значение разряда приблизительно , как изображено на рисунке F.1. Последнее экспериментальное значение должно быть взято приблизительно при разряде на сопротивление . Собран