Էլեկտրաէներգիայի քանակությունը, որը մարտկոցը կարող է արձակել որոշակի լիցքաթափման պայմաններում, կոչվում է մարտկոցի հզորություն, որը նշվում է C նշանով: Դրա միավորը սովորաբար արտահայտվում է որպես A·h կամ mAh:
1. Տեսական հզորություն (C0)
Տեսական հզորությունը էլեկտրաէներգիայի քանակն է, որը կարող է տրամադրել մարտկոցը՝ ենթադրելով, որ բոլոր ակտիվ նյութերը մասնակցում են հոսքի-ձևավորման ռեակցիային: Տեսական հզորությունը կարող է ճշգրիտ հաշվարկվել՝ օգտագործելով մարտկոցի ռեակցիայի հավասարման մեջ օգտագործվող ակտիվ նյութի քանակը՝ հիմնվելով Ֆարադեյի օրենքի համաձայն հաշվարկված ակտիվ նյութի էլեկտրաքիմիական համարժեքի վրա:
Ֆարադեյի օրենքը ասում է, որ երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է էլեկտրոլիտի լուծույթով, նյութի քանակությունը, որը ենթարկվում է քիմիական ռեակցիայի էլեկտրոդների մոտ, ուղիղ համեմատական է անցնող էլեկտրաէներգիայի քանակին։ Մաթեմատիկորեն սա կարող է արտահայտվել որպես...
Ֆարադեյի օրենքը ասում է, որ երբ էլեկտրական հոսանքն անցնում է էլեկտրոլիտի լուծույթով, էլեկտրոդում քիմիական ռեակցիայի ենթարկվող նյութի քանակն ուղիղ համեմատական է անցնող էլեկտրաէներգիայի քանակին։ Մաթեմատիկորեն սա արտահայտվում է այսպես.
Որտեղ Q-ը էլեկտրոդի ռեակցիայի միջով անցնող էլեկտրաէներգիայի քանակն է (A·h);
m-ը արձագանքող ակտիվ նյութի զանգվածն է (g);
M-ն ակտիվ նյութի մոլային զանգվածն է (գ/մոլ);
F-ը Ֆարադեյի հաստատունն է, մոտավորապես 96500 C/mol կամ 26.8 A·h/mol:
Հավասարումը (2-6) կարելի է հասկանալ նաև որպես մ զանգվածով ակտիվ նյութի ամբողջական ռեակցիայից հետո թողարկված Q էլեկտրաէներգիայի քանակ։ Էլեկտրաէներգիայի քանակությունը Q-ն ակտիվ նյութի տեսական հզորությունն է (C0) էլեկտրոդում, որը ներկայացնում է արտազատվող էլեկտրաէներգիայի քանակությունը, երբ m զանգվածով ակտիվ նյութը լիովին մասնակցում է ռեակցիային։
Հետևաբար, հավասարումը (2-6) կարելի է գրել նաև հետևյալ կերպ.
Բանաձևում K-ն ներկայացնում է ակտիվ նյութի էլեկտրաքիմիական համարժեքը՝ K=M / 26,8 [g/(A·h)], որը վերաբերում է ակտիվ նյութի զանգվածին, որն անհրաժեշտ է 1 A·h լիցք ստանալու համար։ Բանաձևը (2-7) էլեկտրոդների ակտիվ նյութերի տեսական հզորության հաշվարկման բանաձևն է: Սովորաբար օգտագործվող էլեկտրոդային ակտիվ նյութերի էլեկտրաքիմիական համարժեքները ներկայացված են Աղյուսակ 2-2-ում: Էլեկտրաքիմիական համարժեքը կարող է օգտագործվել էլեկտրոդների նյութերի տեսական հատուկ հզորությունը համեմատելու համար:
Աղյուսակ 2-2 Սովորաբար օգտագործվող էլեկտրոդային ակտիվ նյութերի էլեկտրաքիմիական համարժեքները
| Ակտիվ նյութ | Մոլային զանգված/(գ/մոլ) | Ռեակցիայի ժամանակ առաջացած էլեկտրոնների թիվը (n) | Էլեկտրաքիմիական համարժեք [g/(A·h)] |
|---|---|---|---|
| H₂ | 2.0 | 2 | 0.037 |
| Լի | 6.94 | 1 | 0.259 |
| Zn | 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. Գնահատված հզորություն (C₀)
Գնահատված հզորությունն այն նվազագույն հզորությունն է, որը մարտկոցը պետք է լիցքաթափի որոշակի լիցքաթափման պայմաններում (օրինակ՝ ջերմաստիճանը, լիցքաթափման արագությունը և ավարտական լարումը), ինչպես սահմանված է ազգային կամ համապատասխան գերատեսչական ստանդարտներով:
3. Փաստացի հզորություն (C)
Փոփոխական հոսանքի լիցքաթափման ժամանակ
Բանաձևում I-- ներկայացնում է լիցքաթափման հոսանքը, որը ֆունկցիա է լիցքաթափման ժամանակի t;
T-- ներկայացնում է լիցքաթափումից մինչև վերջնակետային լարման ժամանակը:
Ներքին դիմադրության և այլ գործոնների պատճառով ակտիվ նյութը չի կարող ամբողջությամբ օգտագործվել. այսինքն՝ ակտիվ նյութի օգտագործման արագությունը միշտ 1-ից պակաս է։ Հետևաբար, քիմիական էներգիայի աղբյուրի իրական հզորությունը և գնահատված հզորությունը միշտ ավելի ցածր են, քան տեսական հզորությունը։ Ակտիվ նյութի օգտագործման մակարդակը սահմանվում է որպես...
որտեղ m-ը ակտիվ նյութի զանգվածն է.
m1 ակտիվ նյութի զանգվածն է, որը սպառվում է, երբ փաստացի հզորությունը ազատվում է:
Մարտկոցի իրական հզորությունը սերտորեն կապված է լիցքաթափման հոսանքի հետ: Բարձր հոսանքի լիցքաթափման ժամանակ էլեկտրոդների բևեռացումը մեծանում է, ներքին դիմադրությունը մեծանում է, լիցքաթափման լարումն արագորեն իջնում է, և մարտկոցի էներգաարդյունավետությունը նվազում է, ինչը հանգեցնում է իրական թողունակության նվազմանը: Ընդհակառակը, լիցքաթափման ցածր-պայմաններում լիցքաթափման լարումը դանդաղ է նվազում, և մարտկոցի իրական թողունակությունը հաճախ ավելի բարձր է, քան անվանական հզորությունը:
4. Մնացած հզորությունը
Մնացած հզորությունը վերաբերում է մարտկոցի որոշակի լիցքաթափման արագությամբ լիցքաթափվելուց հետո մնացած օգտագործելի հզորությանը: Մնացած հզորության գնահատման և հաշվարկի վրա ազդում են այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են լիցքաթափման արագությունը և լիցքաթափման ժամանակը մարտկոցի սկզբնական օգտագործման ընթացքում, ինչպես նաև մարտկոցի ծերացման աստիճանը և կիրառման միջավայրը, ինչը որոշակիորեն դժվարացնում է ճշգրիտ գնահատումը:
5. n-Ժամային դրույքաչափի հզորություն
n-ժամյա արագության հզորությունը վերաբերում է լրիվ լիցքավորված մարտկոցի կողմից թողարկված էլեկտրաէներգիայի քանակին, երբ այն լիցքաթափվում է n-ժամյա արագության լիցքաթափման հոսանքի տակ, մինչև հասնի նշված ավարտական լարման:
6. Օգտագործելի հզորություն
Օգտագործելի հզորությունը վերաբերում է լրիվ լիցքավորված մարտկոցից որոշակի պայմաններում թողարկվող էլեկտրաէներգիայի քանակին:
