ელექტროენერგიის რაოდენობას, რომელსაც ბატარეა შეუძლია გამოუშვას გარკვეული გამონადენის პირობებში, ეწოდება ბატარეის ტევადობას, რომელიც აღინიშნება სიმბოლოთი C. მისი ერთეული ჩვეულებრივ გამოიხატება როგორც A·h ან mA·h.
1. თეორიული ტევადობა (C0)
თეორიული სიმძლავრე არის ელექტროენერგიის რაოდენობა, რომელსაც ბატარეას შეუძლია უზრუნველყოს, თუ ვივარაუდებთ, რომ ყველა აქტიური მასალა მონაწილეობს ნაკადის-ფორმირების რეაქციაში. თეორიული სიმძლავრე შეიძლება ზუსტად გამოითვალოს ბატარეის რეაქციის განტოლებაში გამოყენებული აქტიური მასალის რაოდენობის გამოყენებით, ფარადეის კანონის მიხედვით გამოთვლილი აქტიური მასალის ელექტროქიმიური ეკვივალენტის საფუძველზე.
ფარადეის კანონი ამბობს, რომ როდესაც ელექტრული დენი გადის ელექტროლიტის ხსნარში, ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც ექვემდებარება ქიმიურ რეაქციას ელექტროდებზე, პირდაპირპროპორციულია ელექტროენერგიის გავლის რაოდენობით. მათემატიკურად, ეს შეიძლება გამოიხატოს როგორც ...
ფარადეის კანონი ამბობს, რომ როდესაც ელექტრული დენი გადის ელექტროლიტის ხსნარში, ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც განიცდის ქიმიურ რეაქციას ელექტროდზე, პირდაპირპროპორციულია ელექტროენერგიის გავლის რაოდენობით. მათემატიკურად, ეს გამოიხატება შემდეგნაირად:
სადაც Q არის ელექტროდის რეაქციაში გამავალი ელექტროენერგიის რაოდენობა (A·h);
m არის აქტიური ნივთიერების მასა, რომელიც რეაგირებს (g);
M არის აქტიური ნივთიერების მოლური მასა (გ/მოლი);
F არის ფარადეის მუდმივი, დაახლოებით 96500 C/mol ან 26.8 A·h/mol.
განტოლება (2-6) ასევე შეიძლება გავიგოთ, როგორც Q ელექტროენერგიის რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა m მასის აქტიური ნივთიერების სრული რეაქციის შემდეგ. ელექტროენერგიის რაოდენობა Q არის აქტიური ნივთიერების თეორიული სიმძლავრე (C₀) ელექტროდზე, რომელიც წარმოადგენს გამოთავისუფლებული ელექტროენერგიის რაოდენობას, როდესაც m მასის აქტიური ნივთიერება სრულად მონაწილეობს რეაქციაში.
მაშასადამე, განტოლება (2-6) ასევე შეიძლება დაიწეროს როგორც:
ფორმულაში K წარმოადგენს აქტიური მასალის ელექტროქიმიურ ეკვივალენტს, K=M / 26,8 [g/(A·h)], რაც მიუთითებს აქტიური მასალის მასაზე, რომელიც საჭიროა 1 A·h მუხტის მისაღებად. ფორმულა (2-7) არის ელექტროდი აქტიური მასალების თეორიული სიმძლავრის გამოთვლის ფორმულა. ელექტროდის აქტიური მასალების ელექტროქიმიური ეკვივალენტები ნაჩვენებია ცხრილში 2-2. ელექტროქიმიური ექვივალენტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროდის მასალების თეორიული სპეციფიკური სიმძლავრის შესადარებლად.
ცხრილი 2-2 ხშირად გამოყენებული ელექტროდის აქტიური მასალების ელექტროქიმიური ეკვივალენტები
| აქტიური ნივთიერება | მოლური მასა/(გ/მოლი) | რეაქციაში წარმოქმნილი ელექტრონების რაოდენობა (n) | ელექტროქიმიური ეკვივალენტი [g/(A·h)] |
|---|---|---|---|
| H₂ | 2.0 | 2 | 0.037 |
| ლი | 6.94 | 1 | 0.259 |
| ზნ | 65.4 | 2 | 1.220 |
| CD | 112.4 | 2 | 2.220 |
| Pb | 207.2 | 2 | 3.737 |
| MnO2 | 85.0 | 1 | 3.167 |
| Ni(OH)2 | 92.7 | 1 | 3.456 |
| PbO2 | 239.2 | 2 | 4.463 |
2. რეიტინგული სიმძლავრე (C₀)
ნომინალური სიმძლავრე არის მინიმალური სიმძლავრე, რომელიც ბატარეამ უნდა განმუხტოს გარკვეული გამონადენის პირობებში (როგორიცაა ტემპერატურა, განმუხტვის სიჩქარე და შეწყვეტის ძაბვა), როგორც ეს გათვალისწინებულია ეროვნული ან შესაბამისი დეპარტამენტის სტანდარტებით.
3. ფაქტობრივი სიმძლავრე (C)
ცვლადი დენის გამონადენის დროს
ფორმულაში I - წარმოადგენს გამონადენის დენს, გამონადენი დროის t ფუნქციას;
T- წარმოადგენს დროს გამონადენიდან შეწყვეტის ძაბვამდე.
შიდა წინააღმდეგობის და სხვა ფაქტორების გამო აქტიური მასალის სრულად გამოყენება შეუძლებელია; ანუ აქტიური მასალის ათვისების კოეფიციენტი ყოველთვის 1-ზე ნაკლებია. შესაბამისად, ქიმიური ენერგიის წყაროს რეალური სიმძლავრე და ნომინალური სიმძლავრე ყოველთვის უფრო დაბალია, ვიდრე თეორიული სიმძლავრე. აქტიური მასალის გამოყენების მაჩვენებელი განისაზღვრება როგორც...
სადაც m არის აქტიური მასალის მასა;
m1 არის აქტიური მასალის მასა, რომელიც მოხმარდება რეალური სიმძლავრის გათავისუფლებისას.
ბატარეის რეალური სიმძლავრე მჭიდრო კავშირშია გამონადენის დენთან. მაღალი დენის გამონადენის დროს ელექტროდის პოლარიზაცია იზრდება, შიდა წინააღმდეგობა იზრდება, გამონადენის ძაბვა სწრაფად ეცემა და ბატარეის ენერგოეფექტურობა მცირდება, რაც იწვევს ფაქტობრივ სიმძლავრის შემცირებას. პირიქით, დაბალი-სიჩქარის გამონადენის პირობებში, გამონადენი ძაბვა ნელა ეცემა და ბატარეის მიერ გამოთავისუფლებული რეალური სიმძლავრე ხშირად აღემატება ნომინალურ სიმძლავრეს.
4. დარჩენილი სიმძლავრე
დარჩენილი სიმძლავრე ეხება გამოსაყენებელ სიმძლავრეს, რომელიც დარჩენილა ბატარეის გარკვეული გამორთვის სიჩქარით დაცლის შემდეგ. დარჩენილი სიმძლავრის შეფასებასა და გაანგარიშებაზე გავლენას ახდენს ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა დატენვის სიჩქარე და გამორთვის დრო ბატარეის თავდაპირველი გამოყენებისას, ასევე ბატარეის დაბერების ხარისხი და გამოყენების გარემო, რაც გარკვეულწილად ართულებს ზუსტ შეფასებას.
5. n-საათის ტევადობა
n-საათიანი სიჩქარის სიმძლავრე გულისხმობს ელექტროენერგიის რაოდენობას, რომელიც გამოიყოფა სრულად დამუხტული ბატარეის მიერ n-საათიანი სიჩქარის გამონადენის დენით, სანამ არ მიაღწევს მითითებულ ტერმინალურ ძაბვას.
6. გამოსაყენებელი სიმძლავრე
გამოსაყენებელი სიმძლავრე გულისხმობს ელექტროენერგიის რაოდენობას, რომელიც გამოიყოფა სრულად დამუხტული ბატარეიდან მითითებულ პირობებში.
