化学电源制造技术解析.docx

化学电源制造技术解析.docx

《化学电源制造技术解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学电源制造技术解析.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化学电源制造技术解析

第一章化学电源概论

1.1化学电源的组成  

化学电源由电极、电解质、隔膜、外壳组成。

电极是电池的核心的部分，由活性物质和导电骨架组成。

活性物质是指正、负极中参加成流反应的物质，是决定化学电源基本特征的重要部分。

对活性物质的要求是电化学活性高，组成电池的电动势高，即自发反应的能力强，质量比容量和体积比容量大，在电解液中的化学稳定性高，电子导电性好。

电解质在电池内部正负极之间担负传递电荷的作用，要求比电导高，溶液欧姆电压降小。

对固体电解质，要求具有离子导电性，而不具有电子导电性。

电解质必须化学性质稳定，使贮存期间电解质与活性物质界面间的电化学反应速率小，这样电池的自放电容量损失就小。

隔膜的形状有薄膜、板材、棒材等，其作用是防止正负极活性物质直接接触，防止电池内部短路。

对隔膜的要求是化学性能稳定，有一定的机械强度，隔膜对电解质离子运动的阻力小，应是电的良好绝缘体，并能阻挡从电极上脱落的活性物质微粒和枝晶的生长。

外壳是电池的容器。

化学电源中，只有锌锰干电池是锌电极兼作外壳。

外壳要求机械强度高、耐振动、耐腐蚀、耐温差的变化等。

1.1.1电极类型及结构 

 电极是电池的核心，一般电极都由三部分组成，一是参加成流反应的活性物质，二是为改善电极性能而加入的导电剂，三是少量的添加剂，如缓蚀剂等。

化学电源常用的电极有片状、粉末多孔状和气体扩散电极几种。

1.1.1.1片状电极  

 片状电极由金属片或板直制成，锌－锰干电池以锌片冲成圆筒作负极，锂电池的负极用锂片。

1.1.1.2粉末多孔电极  

 粉末多孔电极应用极广，因为电极多孔，真实表面大，电化学极化和浓差极化小，不易钝化。

电极反应在固液界面上进行，冲放电过程生成枝晶少，可以防止电极间短路。

根据电极的成型方法不同，常用的粉末多孔电极有以下几种：

（1）管（盒）式电极 

 管（盒）式电极是将配制好的电极粉料加入表面有微孔的管或盒中，如铅酸电池有时正极是将活性物质铅粉装入玻璃丝管或涤沦编织管中，并在管中插入汇流导电体。

也有极板盒式的，镉－镍电池则利用盒式电极。

此类电极不易掉粉，电池寿命长。

（2）压成式电极  

压成式电极是将配制好的电极粉料放入模具中加压而成。

电极中间放导电骨架。

（3）涂膏式电极  

将电极粉料用电解液调成膏状，涂覆在导电骨架上，如铅酸电池电极、锌－银电池的负极。

（4）烧结式电极  

将电极粉料加压成型，并经高温烧结处理，也可以烧结成电极基板，然后，浸渍活性物质，烘干而成。

镉－镍电池、锌－银电池用电极常用烧结法制造。

烧结式电极强度高，孔隙率高，可以大电流、高倍率放电，电池寿命长，但工艺复杂，成本较高。

 （5）发泡式电极 

 发泡镍电极是将泡沫塑料进行化学镀镍，电镀镍处理后，经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，适合作卷饶式电极的圆筒形电池。

目前主要用于氢－镍和镉－镍电池。

（6）粘结式电极  

将活性物质加粘结剂混匀，滚压在导电镍网上制成粘结式电极。

这种电极制造工艺简单，成本低，但极板强度比烧结式的强度低，寿命不长。

（7）电沉积式电极 

 电沉积式电极是以冲孔镀镍钢带为阴极，在硫酸盐或氯化物中，将活性物质电沉积到集体上，经  压，烘干，涂粘结剂，剪切成电极片。

电沉积式电极制造工艺简单，生产周期短，活性物质利用率高。

目前，用电沉法可以制备镍、镉、钴、铁等高活性电极，其中电沉积式镉电极已在镉－镍电池中应用。

（8）纤维式电极 

 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。

 1.1.1.3气体扩散电极 

 气体扩散电极是粉末多孔电极在气体电极中的应用。

电极的活性物质是气体。

气体电极反应在电极微孔内表面形成的气－液－固三相界面上进行。

目前工业上已得到应用的是氢电极和氧电极，如燃料电池的正、负极和锌－空气电极的正极都是这种气体扩散电极。

典型的电极结构有：

双层多孔电极（又称培根型电极）、防水型电极、隔膜型电极等。

 1.1.2电极粘结剂 

 电极常用粘结剂一般都是高分子化合物，如聚乙烯醇（PVA）、聚四氟乙烯（PTFE）、羧甲基纤维素（CMC）等。

 1.1.2.1聚乙烯醇（PVA）  

 PVA的分子式为 

 ，聚合度n一般为700~2000，PVA是一种亲水性高聚物白色粉末，密度为1.24~1.34g/cm3。

 PVA可与其它水溶性高聚物混溶，如与淀粉、CMC、海藻钠等都有较好的混溶性。

1.1.2.2聚四氟乙烯（PTFE）

  PTFE俗称“塑料王”，是一种白色粉末，密度为2.1~2.3g/cm3     ，热分解温度为415℃。

PTFE电绝缘性能好，耐酸，耐碱，耐氧化。

PTFE的分子式为 

 ，是由四氟乙烯聚合而成。

常用60％的PTFE乳液作电极粘结剂。

 1.1.2.3羧甲基纤维素钠（CMC）   

CMC为白色粉末，易溶于水，并形成透明的溶液，具有良好的分散能力和结合力，并有吸水和保持水分的能力。

 1.1.3化学电源用隔膜  

 制造隔膜的材料有天然或合成的高分子材料，无机材料等。

根据原料特点和加工方法不同，可将隔膜分成有机材料隔膜、编织隔膜、毡状膜、隔膜纸和陶瓷隔膜等。

电池用隔膜分类如图1-1所示，用于各类电池的常用隔膜如表1-1所示。

从图1-1可见，隔膜可分为半透膜与微孔膜两大类。

半透膜的孔径一般为5~00nm，微孔膜的孔径在μm 以上，甚至到几百微米。

隔膜性能主要指外观、厚度、定量、紧度、电阻、干态及湿态抗拉强度、孔率、吸液速率、保持电解液能力、耐电解液腐蚀能力、胀缩率等。

不同种类、不同系列、不同规格的电池对隔膜性能的要求不同。

隔膜性能的一般检测方法如下：

（1）紧度用密度计测量，是衡量隔膜致密程度的指标。

（2）抗拉强度分子态和湿态抗拉强度。

用纸张拉力机检测。

（3）孔径半透膜用电子显微镜测量。

孔径口大于10μm的微孔膜用气泡法测量。

（4）电阻可用直流法或交流法测定。

（5）吸液率它是反映隔膜吸收电解液的能力。

测试方法是把干试样称重后浸泡在电解液中，直至吸收平衡，再取出湿隔膜称重。

吸液率为

式中：

η—隔膜吸液率：

m1—干隔膜质量；m2—湿隔膜质量。

（6）隔膜耐电解液腐蚀能力将电解液加温到50℃，将隔膜浸入电解液中保持4~6h，洗净，烘干，与原干样品比较。

（7）胀缩率把隔膜浸泡在电解液中4~6h,检测尺寸变化，与原干样品尺寸相减，其差值百分数即为胀缩率。

表1-2列出了电池用隔膜的主要技术性能。

1.1.4封口剂

电池封口剂有环氧树脂、沥青、松香等。

1.1.4.1环氧树脂

环氧树脂主链上有环氧键，反应活性高，链中有羟基，极性大，是金属和非金属材料的良好粘结剂，称之为“万能胶”。

环氧树脂使用时按配方配制，常用的配制方法如下：

（1）先配制稀释剂，再与环氧树脂混合搅匀，现配现用。

苯乙烯稀释剂的配比为（质量比）：

m（苯乙烯）:

m（过氧化二苯甲酰）=97.5:

2.5

环氧树脂配比为：

m（环氧树脂（618））:

m（苯乙烯稀释剂）:

m（多乙烯胺）=82.8:

7.2:

12

多乙烯胺是固体剂。

（2）先配成混合固化剂，再加入到环氧树脂中，搅拌均匀。

混合固化剂配比为：

m（乙二胺）:

m（无水乙醇）=1:

1

环氧树脂配比为：

m（环氧树脂（618））:

m（混合固化剂）=1:

0.25

（3）加填充剂的环氧树脂

配比为：

m（环氧树脂（618））:

m（乙二胺）:

m（二氧化钛）=1:

0.1:

3

1．1.4.2沥青

沥青是一种黑色的高分子碳氢化合物及非金属衍生物（含N,S,O等）的混合物，耐酸，耐碱电绝缘性能和粘结性能好。

石油沥青是石油分馏后的残渣，常用作锌-锰电池的封口剂，一般在石油沥青中加入松香、石蜡以增加粘性及硬度。

1.1.4.3松香

松香能溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、二氯甲烷、汽油和松节油等有机溶剂。

常用作电池封口剂、导电层的粘结剂及炭跳的原料。

1.1.5电池组

电池作为动力源，当需要较高电压或大电流时，需要将若干个单体电池通过串联、并联或复联组成电池组使用。

串联、并联、复联的示意图如图1-2所示。

1.1.5.1串联电池组

串联电池组中的每个单体电池的开路电压为U，内阻为Ri,n个单体电池串联组成的电池组的电压为nU,电池组的内阻为n

那么，串联电池组的电流I为

（1-2）

式中：

R—外电阻。

串联的主要目的是增加电压。

1.1.5.2并联电池组

并联的目的是增加电池容量。

如有n个单体电池并联，电池组的电压仍等于单个电池的电压，但并联后的总电阻为

，并联电池组的电流为

由式（1-3）可知，当外租R不变时，电流随并联电池数n的增加仅有缓慢增加。

1.1.5.3复联电池组

由n个单体电池串联，然后将m个串联电池组再并联组成复联电池组。

整个复联电池组通过的电流I为

由式（1-4）可知，要获得较大电流，需使

值减小。

电池组中对单体电池的性能要求很严，在组合电池时，应注意选统一系列、同一规格、性能一致的单体电池。

1.2化学电源的分类

化学电源按工作性质和贮存方式分作四类：

（1）一次电池

该种电池又称为原电池，如果原电池中电解质不流动，则称为干电池。

由于电池反应本身不可逆或可逆反应很难进行，电池放电后不能充电再用。

如

（2）二次电池习惯上又称蓄电池，即充放电能反复多次循环使用的一类电池。

如

（3）贮备电池这种电池又称为“激活电池”，这类电池的正、负极活性物质在贮存期不直接接触，使用前临时注入电解液或用其它方法使电池激活。

如

（4）燃料电池该类电池又称“连续电池”，即将活性物质连续注入电池，使其连续放电的电池。

如

1.3化学电源的工作原理

化学电源是一种能量转换装置。

放电时，化学能转变为电能；充电时，电能转换为化学能贮存起来。

一次性电池的反应是不可逆的，二次电池（或蓄电池）的反应是可逆的。

1.3.1一次电池工作原理

锌－锰电池是一次性电池。

（—）Zn|NH4Cl+ZnCl2|MnO2（+）

电池的活性物质是二氧化锰和锌，在空间是分割开的，二者都与NH4Cl和ZnCl2的水溶液相接触。

电解液含有阳离子、阴离子，是一种离子导体，但并不具有电子导电性。

当锌电极与电解质NH4Cl+ZnCl2接触时，金属锌将自发地转入溶液中，发生锌的氧化反应。

锌电极上的Zn2+转入溶液后，将电子留在金属上，结果，锌电极带负电荷。

它将吸引溶液中的正电荷，在两相间产生电位差，这个电位差阻滞Zn2+继续转入溶液，同时促使Zn2+返回锌电极，结果形成了锌电极带负电荷，溶液一侧带正电荷的离子双电层。

二氧化锰电极存在类似情况，只是电极带正电荷，溶液一侧带负电荷。

在外电路接通之前，电极上都存在上述的动态平衡，一旦接通外电路，锌电极上的过剩电子流向二氧化锰电极，在MnO2电极上使Mn4还原为Mn3+，图1-3是锌－锰电池的工作原理。

1.3.2高能电池原理

1.3.2.1高比能量条件

电池的理论容量为:

式中：

C0—理论容量；m0—活性物质完全反应的质量；

M—活性物质摩尔量；n—成流反应得失电子数；

q—活性物质电化当量。

电池的理论能量为：

W0=C0E（1-6）

式中：

W0—理论能量；E—电池电动势。

从式（1-5）可知，电化当量越小的物质，产生的电量越大，而从式（1-6）可知，电量越大，电动势越高的电池，产生的能量越大。

周期表左边的元素电极电位最负，周期表右上角的元素电极电位最正。

因此，以电极电位最负的电极作负极，以电极电位最高的电极作正极所构成的电池的比能量高。

如锂电池、锌－空气电池、钠－硫电池等属高能电池。

有些比能量大于100Wh/kg的电池，如锌－银、锌－汞、碱性锌－锰、氢－镍电池也可列为高能电池。

表1-3是周期表上方元素的电动势

及电化当量。

表1-4列出了一些高理论比能量（

）的电池。

从表1-4可知，F2，Cl2，O2，S等元素，电化当量小，电极电位正，适合于作高能电池的正极活性物质。

但因F2，Cl2是气态，而且有毒，不宜直接用作正极活性物质，一般采用氟化物和氯化物。

硫电极在常温下活性小，高温时易挥发，一般采用硫化物。

空气和氧气既无毒，又无腐蚀性，可制成气体扩散电极或制成氧化物后用作正极活性物质。

当然，采用化合物代替F2，Cl2，O2，S作为正极活性物质，理论比能量会下降。

1.3.2.2影响电池比能量的因素

实际比能量与理论比能量的关系为：

（1-7）

式中：

分别表示电压效率、反应效率、质量效率。

1.电压效率

（1-8）

式中：

UCC——工作电压。

图1-4是电压效率示意图，当电池处于开路时，

E=ψ+-ψ-（1-9）

当电池工作时，产生极化过电位

和

，并产生欧姆电压降IRΩ。

所以，电池的工作电压总小于电动势，要提高电池的电压效率，必须降低过电位和电解质电阻，这可以通过改进电极结构和添加某些添加剂达到。

极化过电位由电化学极化、浓差极化、电阻极化产生的过电位组成。

（1）电化学极化过电位η当电流密度小时，有η=

i（1-10）

电流密度大时η=a+blgi（1-11）

式中：

a,b是常数；

a与交换电流密度i0有关。

增大真实表面积可以降低真实电流密度，降低过电位。

（2）浓差极化过电位η

这是由于电极表面浓度变化引起的过电位，其主要影响因素是扩散速率。

（1-12）

式中：

D—扩散系数；S—扩散截面积；

—扩散层厚度；

c—电极附近浓度；c0—溶液本体浓度。

扩散包括液相扩散、气体透过度和活性物质内部扩散三种。

液相扩散：

以O2电极为例，就是OH-的扩散。

如对多孔电极而言，电极的孔隙度及孔的分布是影响扩散的主要因素，一般孔隙度控制在30%~60%之间。

孔隙度小，扩散速率小。

孔的分布也是一个主要因素，小孔有利于增大表面积，大孔有利于扩散。

孔的分布和形状影响活性物质利用率。

活性物质的内部扩散:

MnO2电极、NiOOH电极都有内部扩散或浓差极化。

如MnO2放电时，生成的MnOOH向粒子内部扩散。

实质上是H+扩散。

由于在固体中扩散比在溶液中扩散速率小，所以，固体中的浓差过电位在电池总过电位中所占的比例大，并造成电池放电电压不平稳。

因此，增大扩散速率，减小浓差极化，有利于提高电压效率。

（3）欧姆过电位

电池中的电阻，包括电解液电阻、集流体和隔膜电阻、固体活性物质和固体放电产物电阻、接触电阻和多孔电极内电解质电阻。

在比电阻较大的固体活性物质中，一般可掺入导电性强的炭黑、乙炔黑等物质增加电极的导电性，从而降低欧姆过电位。

2.反应效率

反应效率是指活性物质利用率。

由于副反应存在，使活性物质利用率下降。

例如水溶液电池中置换析H2反应、负极钝化、正极的逆岐化反应等，都降低活性物质利用率。

（1）水溶液中的置换反应电极电位比氢更负的金属，就可能发生置换析H2而被腐蚀。

例如，在碱性溶液中，Pb，Cd不会被腐蚀，锌电极电位虽比氢的电极电位更负，但由于锌电极上氢的过电位大，所以锌的自放电小，而Fe，Al，Li，Na等电极由于电极电位比氢电极更负，电极上氢的过电位也小，所以，易被腐蚀。

如果在溶液中或负极金属中存在电极电位较正，能被负极金属置换出来的金属如Ag，Cu，Sb，Pt等，则会加速负极腐蚀。

由于腐蚀反应，使负极的电位向正向移动，从而使电压效率

降低。

（2）负极钝化由于电极表面吸附或生成氧化膜，把活性物质与电解质溶液隔开，阻碍电极反应继续进行，引起钝化。

增大电极表面积，加速添加剂、膨胀剂，提高电极多孔率等可以消除或延缓负极钝化。

（3）正极的逆岐化反应例如铅酸电池正极上PbO2和板栅Pb的反应消耗活性物质PbO2。

PbO2+Pb+2H2SO4→2PbSO4+2H2O

AgO电极的副反应，

AgO+Ag→Ag2O

虽然活性物质没有损失，但降低了电压，损失了比能量。

3.质量效率

质量效率与电池中不参加反应的物质有关。

（1-13）

式中：

m0—按电池反应式完全反应的活性物质的质量；

ms—不参加反应的物质质量；

m—电池总质量。

电池中不参加反应的物质有：

电池外壳、电板的板栅、骨架、不参加电池反应的电解质溶液、过剩的活性物质。

在有些电池中，必须有一个电极的活性物质过剩，例如Cd-Ni，Zn-AgO，Cd-AgO电池中，为防止过充电时在负极析出H2，负极活性物质按质量分数要有25%~27%的过剩量，这些过剩活性物质可以和正极上产生的O2反应。

图1-5是铅酸电池和镉－镍电池质量分配图。

1.4化学电源的性能

1.4.1原电池电动势

在等温等压条件下，当体系发生变化时，体系吉布斯自由能的减小等于对外所作的最大非膨胀功，如果非膨胀功只有电功，则

（1-14）

式中：

n－电极在氧化或还原反应中，电子的计量系数。

当电池中的化学能以不可逆方式转变位电能时，两极间的电位差E’一定小于可逆电动势E。

（1-15）

（1-14）式揭示了化学能转变为电能的最高限度，为改善电池性能提供了理论根据。

1.4.2电池内阻

电池内阻有欧姆电阻（RΩ）和电极在电化学反应时所表现的极化电阻（Rf）。

欧姆电阻、极化电阻之和为电池的内阻（Ri）。

欧姆电阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。

隔膜电阻是当电流流过电解液时，隔膜有效微孔中电解液所产生的电阻RM。

（1-16）

式中：

RM—隔膜电阻；J—表征隔膜微孔结构的因素。

结构因素包括膜厚、孔率、孔径、孔的弯曲程度。

极化电阻Rf是指电化学反应时由于极化引起的电阻。

包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。

为比较相同系列不同型号的化学电源的内阻，引入比电阻（R’i），即单位容量下电池的内阻。

（1-17）

式中：

C—电池容量，Ah;Ri—电池内阻，Ω。

1.4.3开路电压和工作电压

开路电压是外电路没有电流流过时电极之间的电位差（Ucc），一般开路电压小于电池电动势。

工作电压（Ucc）又称放电电压或负荷电压，是指有电流通过外电路时，电池两极间的电位差。

工作电压总是低于开路电压，因为电流流过电池内部时，必须克服极化电阻和欧姆内阻所造成的阻力。

工作电压：

或

（1-18）

式中：

η+—正极极化过电位；η——负极极化过电位；

ψ+—正极电位；ψ——负极电位；I—工作电流；

图1-6表示式（1-18）中的关系。

图中曲线a表示电池电压随放电电流变化的关系曲线。

曲线b，c分别表示正、负极的极化曲线，直线d为欧姆内阻造成的欧姆压降随放电电流的变化。

图1-6表明，放电电流增大，电极极化增加，欧姆压降增大，使电池工作电压下降。

电池的工作电压受放电制度影响，即放电时间、放电电流、环境温度、终止电压等都影响电池的工作电压。

（1）放电方法放电方法分恒流放电和恒阻放电两种，图1-6（a）表示恒流放电曲线，图1-7（b）表示恒阻放电曲线。

此外，还有连续放电与间隙放电。

连续放电是在规定放电条件下，连续放电至终止电压。

间隙放电是电池在规定的放电条件下，放电间断进行，直到所规定的终止电压为止。

（2）终止电压电池放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压称为终止电压。

一般在低温或大电流放电时，终止电压低些。

因为这种情侣下，电极极化大，活性物质不能得到充分利用，电池电压下降较快。

小电流放电时，终止电压规定高些。

因小电流放电，电极极化小，活性物质能得到充分利用。

例如镉－镍蓄电池，当以1小时率放电时，终止电压为1.10V。

表1-5列出几种电池放电终止电压。

（3）放电电流在谈到电池容量或能量时，必须指出放电电流大小或放电条件，通常用放电率表示。

放电率指放电时的速率，常用“时率”和“倍率”表示。

时率是指以放电时间（h）表示的放电速率，或将一定的放电电流放完额定容量所需的小时数。

例如，电池的额定容量为30Ah，以2A电流放电，则时率为30Ah/2A=15h，称电池以15小时率放电。

“倍率”指电池在规定时间内放出其额定容量时所输出的电流值，数值上等于额定容量的倍数。

例如，2“倍率”的放电，表示放电电流数值的2倍，若电池容量为3Ah，那么放电电流应为2

3=6A，也就是2“倍率”放电。

换算成小时率则是3Ah/6A=1/2小时率。

电池放电电流（I）、电池容量（C）、放电时间（t）的关系为

I=C/t（1-19）

1.4.4电池的容量与比容量

电池容量是指在一定的放电条件下可以从电池获得的电量，分理论容量、实际容量和额定容量。

1.4.4.1理论容量（C0）

活性物质的理论容量（C0）由式（1-5）表示。

例如，锌－银电池和铅酸电池，负极活性物质分别为锌和铅，如果均取50g的质量，理论容量为

1.4.4.2实际容量（C）

在一定的放电条件下，电池实际放出的电量，恒电流放电时为

C=I

t（1-20）

恒电阻放电时为

（1-21）

近似计算为

式中：

R—放电电阻；t—放电至终止电压的时间；Uav—电池平均放电电压。

1.4.4.3额定容量（Cr）

在设计和制造电池时，规定电池在一定放电条件下应该放出的最低限度的电量。

实际容量总是低于理论容量，所以，活性物质的利用率为

或

（1-23）

式中：

m—活性物质的实际质量；m1—给出实际容量时应消耗的活性物质的质量。

图1-8表示电池容量与放电率的关系曲线。

为了对不同的电池进行比较，引入比容量概念。

比容量是指单位质量或单位体积电池所给出的容量，称质量比容量C’m或体积比容量C’v。

式中：

m—电池质量；V—电池体积。

电池容量是指其中正极（或负极）的容量。

因电池工作时，通过正极和负极的电量总是相等。

实际工作中常用正极容量控制整个电池的容量，而负极容量过剩。

1.4.5电池的能量和比能量

电池在一定条件下对外作功所能输出的电能叫电池的能量，单位一般用Wh表示。

1.4.5.1理论能量

电池的放电过程处于平衡状态，放电电压保持电动势（E）数值，且活性物质利用率为100%，在此条件下电池的输出能量为理论能量（W0），即可逆电池在恒温恒压下所做的最大功（W0=C0E）。

1.4.5.2实际能量

电池放电时实际输出的能量

W=C

Uav（1-26）

式中：

W—实际能量；Uav—电池平均工作电压。

1.4.5.3比能量

单位质量或单位体积的电池所给出的能量，称质量比能量或体积比能量，也称能量密度。

比能量也分理论比能量W’0和实际比能量W’。

理论质量比能量根据正、负两极活性物质的理论质量比容量和电池的电动势计算。

（1-27）

式中：

q+,q——正、负极活性物质的电化当量，

;

—正极、负极及参加电池成流反应的电解质的电化当量之和。

以铅酸蓄电池为例，电池反应：

电化当量：

E0=2.044V，所以，理论比能量为

表1-6列