电导内阻仪的原理和使用误区.doc

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1、电导内阻仪的基本原理和使用误区郑州万通普达电源科技有限公司段万普13837182930内容提要：蓄电池的保有容量是电池的一个重要指标，它不能用蓄电池电导内阻的大小来判断，本文就蓄电池的动态内阻和静态内阻的技术含义作了分析，对有关文件中关于内阻的规定做了不可参照的说明，并对电导仪的使用条件做了操作测试。主题词：蓄电池、内阻、电导仪蓄电池的保有容量CB值，关系着设备的安全运行。为了便捷地检测蓄电池的CB值，许多单位使用电导式蓄电池内阻仪检测电池内阻，试图通过对内阻的检测达到检测蓄电池CB值的目的。在

2、一些行业标准和维护规程文件中，也出现了相应的规定。数年的实践证明，这种检测方法的局限性较大，通信部门是属于超限使用。现在还有许多人在努力提高这项技术的实用性，扩大他的适用范围，但是到目前为止，还看不出有走出这条死胡同的希望。本文就这个问题做一些说明和探讨。1.蓄电池内阻的构成电池的内阻分为动态内阻和静态内阻两种，其表达的技术内容是完全不相同的。1.1极柱间的欧姆电阻。其中包括构件的电阻，电解液的电阻，隔板的电阻。以上的电阻是蓄电池的静态电阻，即在不放电的条件下，测得的欧姆电阻。由于测量时蓄电池没

3、有负载电流，这个值也相对变化较小，我们称这个值是蓄电池的静态内阻。1.2蓄电池的极化电阻。蓄电池在放电的条件下，由于外电路放电的需要，导致内部电解液中离子的运动。离子的运动有趋极效应，即在电池的内部的正负极附近，有不同浓度的离子存在，形成浓差极化。如SO42-离子，在正极附近的消耗量比负极大。电化学极化是化学电极在电化学反应时的特征，即在放电时电极电位会自动向减少位差的方向偏移。在两种极化作用下，导致正极电极电位下降，负极电极电位上升。总的结果，使电池的端电压下降，宏观上表现出电池内阻增大。由于

4、在测量时，蓄电池有负载电流，我们成这个值是蓄电池的动态内阻。显然，测量动态内阻时，实际包含了静态内阻的数据。2.蓄电池动态内阻的测量方法一般而言，关于蓄电池的动态内阻测量是用图1的方法进行的。设电池的内阻为r，电池的空载电压在开关K断开时由电压表读出U1，K接通后的放电电流由电流表I读出，同时，读出电池的负载电压U2。于是，蓄电池的内阻显然，蓄电池的动态内阻是放电电流和实际容量的函数。随着蓄电池的放电电流的不同，其动态内阻r也就随之不同，一旦放电停止，该参数即为零。也就是说，这个动态电阻只有在动

5、态放电条件下才能测出，有时，我们把它称作放电内阻。如果要测得电池在使用状态下的实际动态内阻，就需要用实际工作状态的电流强度进行放电。通常手电筒用1号电池点亮2.5V的小灯泡时工作电流0.35A，当灯不亮时，可测的电池的供电电压下降到0.8V左右，这是由于电池内阻增大造成的。计算在这种工作状态下，电池空载电压1.3V，内阻是1.44Ω。把这样的电池再用于晶体管收音机，由于工作电流减小到50mA，电池的供电电压依然可在1.25V左右，计算内阻相应为1Ω。因此，当说到蓄电池的内阻是多少的时候，必须同时

6、说明测量条件，这样才有实际意义。这些测量条件是：蓄电池的型号、测量时的保有容量数值、负载电流的大小，负载电流的时间，电解液的温度。蓄电池的报废都是因为动态内阻增大造成的。蓄电池的动态内阻值直接决定蓄电池能否安全使用，测定其动态内阻值是否超限是检测蓄电池安全状态的最可靠的手段。3.不能用静态内阻的数值表达蓄电池保有容量蓄电池的静态内阻可用电导仪来测量，其基本原理如图2。仪器输出一个交流电送到电池的极柱上，交流的频率大多采用1KHz，电流采用5mA～500mA。同时，在极柱上测量交流电压，把交流电流

7、A和交流电压两个参数计算机处理后显示mΩ值。目前，市场上销售的“电导仪”、“蓄电池内阻仪”或“蓄电池电导式内阻仪”，其电路原理都采用这种技术方案。从蓄电池的内阻的特性来分析，电导值只能反应电池的静态内阻，该值不能表达电池的负载放电能力。通常，失效的电池其静态端电压并不明显降低。这种检测方法，在蓄电池行业的出厂配组质量控制中，没有被实际采用。现在从理论上已可清楚说明，这个关系在容量全量程中是不存在的。电导仪测量电池的内阻值，实际主要决定因素是极柱间硫酸电解液的电导值。这是由于硫酸的电阻是铅的103

8、倍，当放电后，极板部分表面虽然被不导电的硫酸铅覆盖，但对总电阻值的影响较小。电池制造时，硫酸电解液又是过量的，实际加入量是理论需求值3.656g/Ah，设计用量为5.48g/Ah，过量系数是1.49。蓄电池用铅，也是过量的，过量的程度依据工艺而定。由于酸的过量，当电池在不同的保有容量时，虽然电解液中的部分硫酸被消耗，但是在低浓度条件下，硫酸的离解度会增大，结果电导值没有出现与保有容量对应的变化。用电导仪测电池实质是测量电池的静态内阻。由于静态内阻是由电池导电材料的阻抗、容抗和感抗三部分构成的，所