造成扫地机电瓶能量损失的因素是什么

Posted 2020-11-10

在化学扫地机电瓶中，化学能直接转变为电能是靠锂电瓶内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成，如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。
正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成，如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物，氧或空气，卤素及其盐类，含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料，如酸、碱、盐的水溶液，有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时，两极之间虽然有电位差（开路电压），但没有电流，存储在扫地机电瓶中的化学能并不转换为电能。

当外电路闭合时，在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电瓶内部，由于电解质中不存在自由电子，电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应，以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此，扫地机电瓶内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时，电瓶内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反；电极反应必须是可逆的，才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。
是扫地机电瓶电动势与电瓶反应之间的基本热力学关系式，也是计算锂电瓶能量转换效率的基本热力学方程式。实际上，当电流流过电极时，电极电势都要偏离热力学平衡的电极电势，这种现象称为极化。电流密度（单位电极面积上通过的电流）越大，极化越严重。
极化现象是造成扫地机电瓶能量损失的重要原因之一、由于构成扫地机电瓶的电解质材料各有不同，锂离子电瓶也被划分为聚合物电瓶和液态电瓶两种。聚合物电瓶与液态电瓶的正负极材料相同，电瓶工作原理相似，而其中的电解质互不相同。聚合物锂电瓶轻质、储能能力强、放电性能好并且可以造成各种形状，并且寿命较长。聚合物瓶的电解质为固态电解质，相对于液态电瓶的液态电解质，聚合物锂电瓶可以造成各种形状从而改善电瓶的比容量。