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什么是开路电压

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-18 09:10
tags:

-

2021年2月18日发(作者:钢卷)


Q:


什么是开路电压?开路电压是什么意思?



开路电压


(英文:


Open


Circuit Voltage


,缩写:

OCV


)是指


电池


在不充放电的状 态下


(断路状态)



电池两极


(正负极)


之间的电位差。


开路电压用


V


开表示,



V



=


Ф


+-


Ф


-



其中

< p>
Ф


+



Ф


-


分别为电池的正负极电极电位。


< br>电池的开路电压,一般均小于它的电动势。这是因为电池的两极在电解液溶液中所建


立的电极电位,


通常并非平衡电极电位,


而是稳定电极电位。


一般可近似认为电池的开路电


压就是电池的电动势。

< p>


开路电压仅是电池体系的一个特征参数,


不同的 电池体系其开路电压也是不同的,


如:


锌锰电池的开路电压一般 在


115



118V

< br>之间、


铅酸电池的开路电压一般在


2100



2125V


之间,


而镉镍 、


氢镍电池的开路电压一般在


1120



1125V


之间。


在实际中,


常遇到有关开路电压受


条件变化表现出的不同现象,特别是电压偏低或 波动,使人们对开路电压的理解产生偏离。



锌锰电池开路电压的影响因素



构成电 池的开路电压是电池正负两极之间的稳定电位之差,凡影响到两极稳定电位的


因素均影响 到开路电压。


电位的建立是两相间的界面行为,


凡影响两相间界 面状态的因素也


会影响电极的电位,


一般地说,


影响电位的因素主要有:


电极体系的本性,


电极材料的 本质、


电液组成、温度、电极的界面状态等。



MnO


2


正极电位的影响因素



MnO


2


正极的影响因素主要有:


MnO


2


的种类、来源、晶型纯度、二氧化 锰中的氧含量、


电极制造工艺、正极导电材料(碳素类)的种类及其加入量、电液的组成 与浓度、


pH


值、


极添加剂、境温度等 。一般


MnO


2


正极电位在

< p>
017



110V


之间。



MnO


x


电 位与


x


值的关系(即与氧含量的关系),


x


值越小,


MnO


2


电位愈负。同一晶型在


不同


介质


中电位不同,


介质酸度越高,


电位越正;

反之,


电位就越负;


实际中性电池生产中,


正极或电液内加入


ZnO



M gO


的主要作用是降低溶液的酸度,使


pH

值升高,达到降低正负


极电位,使电池的开路电压不超


标的


目的。



同一介质中,


不同的晶型结构其电位也不相同,


高活性晶型如


7-M nO


2


给出更正的电位,


低活性晶型的 电位较前者就负一些。对于天然锰粉,其产地不同,构成


MnO


2


的本质不同,


纯度不同,所给出的开路电位是不同的。应当指 出,人们常说的高压锰、中压锰、低压锰是


用该锰粉在不同的放电阶段(高、、中低压段 )所持续的时间来划分的,这种划分方法主要


反映锰粉的活性与放电动力学特性,


而不是指该锰粉电位的高低,


电位高的并不一定是高压


锰,


电位低的并不一定是低压锰。


人们常遇到同一厂家 不同批次或不同厂家同种性质的锰粉


如电解锰,其电位也不尽相同,有的开路电位低,但 活性高,放分长,有的则电位高但活性


低,高压段放分短,这是上述现象的进一步体现。



MnO


2


的 放电行为与其放电活性(其实是表观活性)有关,就


MnO


2< /p>


本身而言,主要与结


晶形态、


表面缺陷、


孔隙度、


分散度、


变价锰氧化物的含量 、


水含量


(特别是结合水的含量)


、< /p>


形成条件等因素有关。



MnO


2


正极是一个复杂的电极体系。


对于各类锌锰电 池的正极,


除固体


NH


4


Cl


外,


其干基


材料主要由


MnO


2


和碳素材料组成,

< p>
在电解质的作用下,


都存在着氧化与还原的热力学趋势,

< br>碳素材料不仅影响着


MnO


2


的 表面状态,而且与


MnO


2


共同构成了 正极的多阴极体系,这个体


系的电位主要由


MnO


2


的电位来决定,但碳素材料的种类及其分散度要影响到正极的开路电


位,


一般地,


正极中加入

乙炔


黑要比纯加石墨的电位正一些,


这可能是因为乙炔黑比 石墨粉


具有更大的比表面,吸液量大,当乙炔黑对


MnO


2


粉包覆时,其自身吸收更多的电液使


MnO


2


表面被润湿的程度更高之故。



在碱锰电池中加入适量乙炔黑,可提高正极开路电位约


10mV


左右


(不同产地的锰粉提


高幅度不同),< /p>


但乙炔黑的加入量不可过多,


以免引起正极吸液膨胀,

< p>
导致贮存时开路电压


下降过快。


碳素材料在正极中 所占的比例也会影响到正极的开路电位。


另外,


乙炔黑或糊式< /p>


电池用的导电碳黑,



有机物

< p>
裂解不完全,


吸附或残留于其结构内,


会导致正极 电位的较大


波动,正极中加入乙炔黑比加入导电碳黑的电位也要正一些。



锌负极电位的影响因素



锌 负极电位的影响因素主要有:锌的表面状态特别是表面氧化度和清洁度、电液的组


成、浓 度及


pH


值、锌


合金

< br>种类、含量及合金化程度、负极缓蚀剂的种类、温度等。



锌的表面状态对其电位有较大影响。锌表面氧化度低,其电位较负,反之则电位就较


正 。


碱锰电池制锌膏时,


有密封抽真空工艺所生产出的电池,


其开路电压较无此工艺所产电


池的开路电压略高

10mV


,其原因在于该工艺不仅消除了锌膏中的气泡(多为空气),使锌


膏密度均匀,


而且还防止了由空气中的氧引起锌的氧化导致的锌表面氧化 度的升高。


锌表面


的清洁度因所吸物质种类的不同,

< p>
对锌电位的影响不同。


一般地,


有机物或阳极型有 机缓蚀


剂使锌电位变正,


阴极型有机缓蚀剂使锌电位变负。


无机物


特别是含有比锌电位正的杂质会


使锌 电位变正(汞除外,因汞既是阴极型缓蚀剂又能活化锌表面)。



电液对锌电位的影响因素主要有:电液的组成、浓度、


H


值等 。一般情况下,


pH


值升


高,锌电位变 负,


pH


值下降,锌电位变正;在中性电池中,锌电位随


ZnCl


2


浓度的升高(固

< br>定


NH


4


Cl

< br>浓度时)而变正,随


NH


4


Cl


浓度的升高(固定


ZnCl


2


浓度时)而变负,


NH


4


ClZnCl


2


4


溶液体系中


Zn


2+


/NH


+< /p>


碱性介质中,锌电位随


KOH


浓度升高而 变负,反之则电位变正。



锌合金组分通常使锌电位变正(汞除 外)。例如,在酸性介质中,锌中分别加入


质量


分数为


2%


的铅或镉,通常使锌电位变正约


5



12mV




无论正极电位还是负极电位,温度的影响是:温度升高,正极电位变正,负极电位变

< p>
负;温度下降,正极电位变负,负极电位变正。对开路电而言,同一电池不同温度下测得的


结果不同,温度越高,开路电压越高,温度越低,开路电压就越低。


< /p>


通常温度对开路电压和电位的影响是:温度升高,正极电位变正,负极电位变负,开


路电压升高;反之,正极电位变负,负极电位变正,开路电压下降。


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本文更新与2021-02-18 09:10,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/664817.html

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