密封铅时高蓄电池阻抗参数与荷电态

蓄电池的荷电态在文献中有不同的含义。有人 [1] 把它定义为：电池可以放出的容量跟它可以达到的最大放电容量之比。也有人 [2] 把它说成是：电池的剩余容量跟它的初始容量或额定容量之比。仔细推敲，这两种含义尚有区别。前者指的是电池在使用期间逐渐退化，即使充足电也放不出原来的容量了；后者指的是电池充电不足或已经放出一部分容量，致使电池的容量低于初始容量或额定容量，一旦充足电，则可能达到或接近初始容量或额定容量。

阀控式密封铅蓄电池广泛用于邮电通信部门，人们非常关心在线使用的蓄电池能还能放出多少电来，一旦市电停电，蓄电池组可否连续正常供电。因而在线检测蓄电池的荷电态就成为电源工作者以及一些仪器生产厂家普遍关心的问题。许多人试图用交流阻抗法测取铅蓄电池内阻，用它在线检知电池荷电态，然而得到的结果并不令人满意 [3] 。本文将根据电化学反应体系交流阻抗原理 [4，5] ，阐明密封铅蓄电池交流阻抗参数的复杂性和某些规律性，供感兴趣的电池工作者、电池使用维护人员和仪器生产厂家参考。愿大家共同努力，开拓新思路，满意地在线检测阀控密封铅蓄电池荷电态。

1 单电极的交流阻抗

一个简单的处于平衡状态的单电极，当有小电流I流过时，电极电位将会偏离平衡电位，产生过电流，η，η和I之间的关系可由（1）式来表示：

式中i 0 称为交换电流密度，即电极处于平衡状态时电化学氧化和还原速度相等时的电流密度或反应速度；a为能量转换系数；n为参与电极反应的电子数；F、R和T分别表示法拉第常数、气体常数和绝对温度。当所加的交流信号很小，约为5～10mV时，则（1）式可简化为：