铅酸蓄电池常见基本知识

铅酸蓄电池常见基本知识
铅酸蓄电池常见基本知识

铅酸蓄电池常见基本知识

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铅酸蓄电池常见基本知识

1、铅酸蓄电池的发展历史和现状

2、阀控式铅酸蓄电池的定义

3、阀控式铅酸蓄电池的分类

4、阀控式铅酸蓄电池的基本原理

5、阀控式铅酸蓄电池的性能参数

6、阀控式铅酸蓄电池的自放电

7、阀控式铅酸蓄电池的基本结构

8、阀控式铅酸蓄电池的设计

9、阀控铅酸蓄电池的充放电特性

10、阀控式铅酸蓄电池容量的影响因素

11、阀控铅酸蓄电池的失效模式

12、阀控铅酸蓄电池的使用

13、bosfa2V系列电池推荐使用条件及维护方式

14、bosfa12V系列电池推荐使用条件及维护方式

15、阀控密封蓄电池在维护过程中应注意的一些问题

16、电池的安装过程、放电过程及注意事项

17、相比同类产品的优势

18、bosfa蓄电池的参数设置及维护管理

铅酸蓄电池的发展历史和现状

蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的,至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后,在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。

到20世纪初,铅酸蓄电池历经了许多重大的改进,提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而,开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点:①充电末期水会分解为氢,氧气体析出,需经常加酸、加水,维护工作繁重;②气体溢出时携带酸雾,腐蚀周围设备,并污染环境,限制了电池的应用。近二十年来,为了解决以上的两个问题,世界各国竞相开发密封铅酸蓄电池,希望实现电池的密封,获得干净的绿色能源。

1912年ThomasEdison发表专利,提出在单体电池的上部空间使用铂丝,在有电流通过时,铂被加热,成为氢、氧化合的催化剂,使析出的H2与O2重新化合,返回电解液中。但该专利未能付诸实现:①铂催化剂很快失效;②气体不是按氢2氧1的化学计量数析出,电池内部仍有气体发生;③存在爆炸的危险。

60年代,美国Gates公司发明铅钙合金,引起了密封铅酸蓄电池开发热,世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发。

1969年,美国登月计划实施,密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源,最后镉镍电池被采用,但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。

1969-1970年,美国EC公司制造了大约350,000只小型密封铅酸蓄电池,该电池采用玻璃纤维棉隔板,贫液式系统,这是最早的商业用阀控式铅酸蓄电池,但当时尚未认识到其氧再化合原理。

1975年,GatesRutter公司在经过许多年努力并付出高昂代价的情况下,获得了一项D型密封铅酸干电池的发明专利,成为今天VRLA的电池原型。

1979年,GNB公司在购买Gates公司的专利后,又发明了MFX正板栅专利合金,开始大规模宣传并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。

1984年,VRLA电池在美国和欧洲得到小范围应用。

1987年,随着电信业的飞速发展,VRLA电池在电信部门得到迅速推广使用。

1991年,英国电信部门对正在使用的VRLA电池进行了检查和测试,发现VRLA电池并不象厂商宣传的那样,电池出现了热失控、燃烧和早期容量失效等现象,这引起了电池工业界的广泛讨论,并对VRLA电池的发展前途、容量监测技术、热失控和可靠性表示了疑问,此时,VRLA电池市场占有率还不到富液式电池的50%,

原来提到的“密封免推护铅酸电池”名称正式被“VRLA电池”取代,原因是VRLA电池是一种还需要管理的电池,采用“免维护”容易引起误解。

1992年,针对1991年提出的问题,电池专家和生产厂家的技术员纷纷发表文章提出对策和看法,其中DrDaridFeder提出利用测电导的方法对VRLA电池进行监测。I.c.Bearinger从技术方面评述VRLA电池的先进性。这些文章对VRLA电池的发展和推广应用起了很大的促进作用。

1992年,世界上VRLA电池用量在欧洲和美洲都大幅度增加,在亚洲国家电信部门提倡全部采用VRLA 电池;

1996年VRLA电池基本取代传统的富液式电池,VRLA电池已经得到了广大用户的认可。

阀控式铅酸蓄电池的定义

阀控式铅酸蓄电池的英文名称为Valve Regulated Lead Battery(简称VRLA电池),其基本特点是使用期间不用加酸加水维护,电池为密封结构,不会漏酸,也不会排酸雾,电池盖子上设有单向排气阀(也叫安全阀),该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值(通常用气压值表示),即当电池内部气压升高到一定值时,排气阀自动打开,排出气体,然后自动关阀,防止空气进入电池内部。

阀控式铅酸蓄电池的分类

阀控式铅酸蓄电池分为AGM和GEL(胶体)电池两种,AGM采用吸附式玻璃纤维棉(Absorbed Glass

Mat)作隔膜,电解液吸附在极板和隔膜中,贫电液设计,电池内无流动的电解液,电池可以立放工作,也可以卧放工作;胶体(GEL)SiO2作凝固剂,电解液吸附在极板和胶体内,一般立放工作。目前文献和会议讨论的VRLA电池除非特别指明,皆指AGM电池。

阀控式铅酸蓄电池的基本原理

·阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理

阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来,放电时将化学能转化为电能

从上面反应式可看出,充电过程中存在水分解反应,当正极充电到70%时,开始析出氧气,负极充电到90%时开始析出氢气,由于氢氧气的析出,如果反应产生的气体不能重新复合得用,电池就会失水干涸;对于早期的传统式铅酸蓄电池,由于氢氧气的析出及从电池内部逸出,不能进行气体的再复合,是需经常加酸加水维护的重要原因;而阀控式铅酸蓄电池能在电池内部对氧气再复合利用,同时抑制氢气的析出,克服了传统式铅酸蓄电池的主要缺点。

阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理

阀控式铅酸蓄电池采用负极活性物质过量设计,AG或GEL电解液吸附系统,正极在充电后期产生的氧气通过AGM或GEL空隙扩散到负极,与负极海绵状铅发生反应变成水,使负极处于去极化状态或充电不足状态,达不到析氢过电位,所以负极不会由于充电而析出氢气,电池失水量很小,故使用期间不需加酸加水维护。阀控式铅酸蓄电池氧循环图示如下:

可以看出,在阀控式铅酸蓄电池中,负极起着双重作用,即在充电末期或过充电时,一方面极板中的海绵状铅与正极产生的O2反应而被氧化成一氧化铅,另一方面是极板中的硫酸铅又要接受外电路传输来的电子进行还原反应,由硫酸铅反应成海绵状铅。在电池内部,若要使氧的复合反应能够进行,必须使氧气从正极扩散到负极。氧的移动过程越容易,氧循环就越容易建立。在阀控式蓄电池内部,氧以两种方式传输:一是溶解在电解液中的方式,即通过在液相中的扩散,到达负极表面;二是以气相的形式扩散到负极表面。传统富液式电池中,氧的传输只能依赖于氧在正极区H2S04溶液中溶解,然后依靠在液相中扩散到负极。如果氧呈气相在电极间直接通过开放的通道移动,那么氧的迁移速率就比单靠液相中扩散大得多。充电末期正极析出氧气,在正极附近有轻微的过压,而负极化合了氧,产生一轻微的真空,于是正、负间的压差将推动气相氧经过电极间的气体通道向负极移动。阀控式铅蓄电池的设计提供了这种通道,从而使阀控式电池在浮充所要求的电压范围下工作,而不损失水。对于氧循环反应效率,AGM电池具有良好的密封反应效率,在贫液状态下氧复合效率可达99%以上;胶体电池氧再复合效率相对小些,在干裂状态下,可达70-90%;富液式电池几乎不建立氧再化合反应,其密封反应效率几乎为零。返回页首

阀控式铅酸蓄电池的性能参数

·开路电压与工作电压

1.1开路电压

电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池的正极的电极电势与负极电极电势之差。

1.2工作电压

工作电压指电池接通负载后在放电过程中显示的电压,又称放电电压。在电池放电初始的工作电压称为初始电压。

电池在接通负载后,由于欧姆电阻和极化过电位的存在,电池的工作电压低于开路电压。

2 容量

电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量,以符号C表示。常用的单位为安培小时,简称安时(Ah)或毫安时(mAh)。电池的容量可以分为理论容量,额定容量,实际容量。

理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。为了比较不同系列的电池,常用比容量的概念,即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量,单位为Ah/1或Ah/kg。

实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积,单位为Ah,其值小于理论容量。

额定容量也叫保证容量,是按国家或有关部门颁布的标准,保证电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。

3内阻

电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化与浓差极化。内阻的存在,使电池放电时的端电压低于电池电动势和开路电压,充电时端电压高于电动势和开路电压。电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化,因为活性物质的组成、电解液浓度和不断地改变。

欧姆电阻遵守欧姆定律;极化电阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系,常随电流密度和温度都在不断地改变。

4能量

电池的能量是指在一定放电制度下,蓄电池所能给出的电能,通常用瓦时(Wh)表示。

电池的能量分为理论能量和实际能量。理论能量W理可用理论容量和电动势(E)的乘积表示,即

W理=C理E

电池的实际能量为一定放电条件下的实际容量C实与平均工作电压U平的乘积,即

W实=C实U平

常用比能量来比较不同的电池系统。比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能,单位分别是Wh/kg或Wh/l。

比能量有理论比能量和实际比能量之分。前者指lkg电池反应物质完全放电时理论上所能输出的能量。实际比能量为lkg电池反应物质所能输出的实际能量。

由于各种因素的影响,电池的实际比能量远小于理论比能量。实际比能量和理论比能量的关系可表示如下:

W实:W理·KV·KR·Km

式中Kv-电压效率;KR-反应效率;Km—质量效率。

电压效率是指电池的工作电压与电动势的比值。电池放电时,由于电化学极化、浓差极化和欧姆压降,工作电压小于电动势。

反应交通用性表示活性物质的利用率。

电池的比能量是综合性指标,它反映了电池的质量水平,也表明生产厂家的技术和管理水平。

5功率与比功率

电池的功率是指电池在一定放电制度下,于单位时间内所给出能量的大小,单位为W(瓦)或kW(千瓦)。单位质量电池所能给出的功率称为比功率,单位为W/kg或kW/kg。比功率也是电池重要的性能指标之一。一个电池比功率大,表示它可以承受大电流放电。

蓄电池的比能量和比功率性能是电池选型时的重要参数。因为电池要与用电的仪器、仪表、电动机器等互相配套,为了满足要求,首先要根据用电设备要求功率大小来选择电池类型。当然,最终确定选用电池的类型还要考虑质量、体积,比能量、使用的温度范围和价格等因素。

6电池的使用寿命

在规定条件下,某电池的有效寿命期限称为该电池的使用寿命。蓄电池发生内部短路或损坏而不能使用,以及容量达不到规范要求时蓄电池使用失效,这时电池的使用寿命终止。蓄电池的使用寿命包括使用期限和使用周期。使用期限是指蓄电池可供使用的时间,包括蓄电池的存放时间。使用周期是指蓄电池可供重复使用的次数。

阀控式铅酸蓄电池的自放电

1自放电的原因

电池的自放电是指电池在存储期间容量降低的现象。电池开路时由于自放电使电池容量损失。自放电通常主要在负极,因为负极活性物质为较活泼的海绵状铅电极,在电解液中其电势比氢负,可发生置换反应。若在电极中存在着析氢过电位低的金属杂质,这些杂质和负极活性物质能给成腐蚀微电池,结果负极金属自溶解,并伴有氢气析出,从而容量减少。在电解液中杂质起着同样的有害作用。一般正极的自放电不大。正极为强氧化剂,若在电解液中或隔膜上存在易于被氧化的杂质,也会引起正极活性物质的还原,从而减少容量。

2 自放电率

自放电率用单位时间容量降低的百分数表示。

式中Ca--电池存贮前的容量(Ah)

Cb--电池存贮后的容量(Ah)

T一电池贮存的时间,常用天、月计算。

3 正极的自放电

正极的自放电是由于在放置期间,正极活性物质发生分解,形成硫酸铅并伴随着氧气析出,发生下面一对轭反应:

同时正极的自放电也有可能由下述几种局部电池形成引起:

在电极的上端和下端,以及电极的孔隙和电极的表面处酸的浓度不同,因而电极内外和上下形成了浓差电池。处在较稀硫酸区域的二氧化铅为负极,进行氧化过程而析出氧气;处在较浓硫酸区域的二氧化铅为正极,进行还原过程,二氧化铅还原为硫酸铅。这种浓差电池在充电终了的正极和放电终了的正极都可形成,因此都有氧析出。但是在电解液浓度趋于均匀后,浓差消失,由此引起的自放电也就停止了。

正析自放电的速度受板栅合金组成和电解液浓度的影响,对应于硫酸浓度出现不同的极大值。

一些可变价态的盐类如铁、铬、锰盐等,它们的低价态可以在正极被氧化,同时二氧化铅被还原;被氧化的高价态可通过扩散到达负极,在负极上进行还原过程;同时负极活性物质铅被氧化,还原态的离子又藉助于扩散、对流达到正极重新被氧化。如此反复循环。因此,可变价态的少量物质的存在可使正极和负极的自放电连续进行,举例如下:

PbO2+3H++HSO4-+2Fe2+——PbSO4+2H2O+2Fe3+(3-11)

Pb+HSO4-+2Fe3+——PbSO4+H++2Fe2+(3-12)

在电解液中一定要防止这些盐类的存在。

4.负极的自放电

蓄电池在开路状态下,铅的自溶解导致容量损失,与铅溶解的共轭反应通常是溶液中H+的还原过程,即

Pb+H2SO4——PbSO4+H2(3-13)

该过程的速度与硫酸的浓度、贮存温度所含杂质和膨胀剂的类型有关。

溶解于硫酸中的氧也可以发生铅自溶的共轭反应,即

Pb+1/2O2+ H2SO4——PbSO4 +H2O (3-14)

该过程受限于氧的溶解与扩散,在电池中一般以式(3-13)为主。

杂质对于铅自溶有的共轭反应——析氢有很大影响,一般氢在铅上析出的过电位很高,在式(3-13)中铅的自溶速度完全受析氢过程控制,析氢过电信大小起着决定性作用。当杂质沉积在铅电极表面上,与铅组成微电池,在这个短路电池组中铅进行溶解,而比氢过电位小的杂质析出,因而加速自放电。

阀控式铅酸蓄电池的基本结构

构成阀控铅酸蓄电池的主要部件是正负极板、电解液、隔膜、电池壳和盖、安全阀,此外还一些零件如端子、连接条、极柱等。

阀控式铅酸蓄电池的设计

1 板栅合金的选择

参加电池反应的活性物质铅和二氧化铅是疏松的多孔体,需要固定在载体上。通常,用铅或铅基合金制成的栅栏片状物为载体,使活性物质固定在其中,这种物体称之为板栅。它的作用是支撑活性物质并传输电流。1.1正板栅合金

阀控电池是一种新型电池,使用过程中不用加酸加水维护,要求正板栅合金耐腐蚀性好,自放电小,不同厂家采用的正板栅合金并不完全相同,主要有:铅—钙、铅—钙—锡,铅—钙—锡—铝、铅—锑—镉等。不同合金性能不同,铅—钙。铅—钙—锡合金具有良好的浮充性能,但铅钙合金易形成致密的硫酸铅和硫酸钙阻挡层使电池早期失效,合金抗蠕变性差,不适合循环使用。铅-钙-锡-铝、铅-锑-镉各方面性能相对比较好,既适合浮充使用,又适合循环使用。

1.2负板栅合金

阀控电池负板栅合金一般采用铅-钙合金,尽量减少析氢量。

2板栅厚度

正极板厚度决定电池寿命,极板厚度与电池预计寿命的关系见下表:

正板栅厚度(mm)循环寿命(次)

[10h率80%放电深度,25℃]预计浮充寿命(年)

(正常浮充使用)

2.01502

3.02574

3.44006

4.580012

3 正负极活性物质比例

铅酸蓄电池设计上正负极活性物质利用率一般按30—33%计算,正负极活性物质比例为1:1,实际应用中,负极活性物质利用率一般比正极高,对于阀控铅酸蓄电池,考虑到氧再化合的需要,负极活性物质设计过量,一般宜为1:1.0—1.2。

4隔膜的选择

阀控铅酸蓄电池中隔膜采用的是玻璃纤维棉,应该具有如下特征:

①优良的耐酸性能和抗氧化能力;②厚度均匀一致,外观无针孔、无机械杂质;

③孔径小且孔率大; ④优良的吸收和保留电解液能力;

⑤电阻小;⑥具有一定的机械强度,以保证工艺操作要求;

⑦杂质含量低,尤其是铁、铜的含量要低。

5 壳盖结构和材料选择

阀控电池壳盖结构设计主要是强度设计,散热设计和盖上的极柱密封设计。强度设计要求电池外壁在紧装配和承受内气压时外壁不应有明显的气胀变形,对于PP外壳,应加钢壳加固,对于2V系列电池,ABS和PVC外壳,壁厚一般要达到8—10mm。散热设计要求电池外壳散热面积大、材料导热性好且壁厚越薄越好。壳体结构相对比较简单,只需考虑强度和盖子封装配合即可。

6 壳盖密封和极柱密封结构

电池壳盖密封分为热封和胶封,热封是最可靠的密封方式,PP材料采用热封,ABS和PVC材料一般采用胶封,胶封关键是要采用合适的环氧树脂。

极柱密封技术是阀控电池生产的一项关键技术,不同的厂家采用的方式不完全相同。

7电解液

阀控电池电解液中硫酸含量一般按理论量的1.5倍设计,电解液比重一般为1.30g/m1左右。

8 安全阀

安全阀是阀控电池的一个关键部件,安全阀质量的好坏直接影响电池使用寿命,均匀性和安全性。根据有关

标准和阀控电池的使用情况,安全阀应满足如下技术条件:

①单向开阀;

②单向密封,可防止空气进入电池内部;

③同一组电池各安全阀之间的开闭压力之差不应超过平均值的20%;

④寿命不应低于15年;

⑤滤酸,可防止酸和酸雾从安全阀排气口排出;

⑥隔爆,电池外部遇明火时电池内部不应引爆;

⑦抗震,在运输和使用期间,安全阀不会因震动和多次开闭而松动失效;

⑧耐酸;

⑨耐高、低温。

目前市场使用的安全阀主要有:柱式、帽式和伞形安全阀,其结构见下面示意图。

阀控铅酸蓄电池的充放电特性

铅酸蓄电池以一定的电流充、放电时,其端电压的变化如下图:

1. 放电中电压的变化

电池在放电之前活性物质微孔中的硫酸浓度与极板外主体溶液浓度相同,电池的开路电压与此浓度相对应。放电一开始,活性物质表面处(包括孔内表面)的硫酸被消耗,酸浓度立即下降,而硫酸由主体溶液向电极表面的扩散是缓慢过程,不能立即补偿所消耗的硫酸,故活性物质表面处的硫酸浓度继续下降,而决定电极电势数值的正是活性物质表面处的硫酸浓度,结果导致电池端电压明显下降,见曲线OE段。

随着活性物质表面处硫酸浓度的继续下降,与主体溶液之间的浓度差加大,促进了硫酸向电极表面的扩散过程,于是活性物质表面和微孔内的硫酸得到补弃。在一定的电流放电时,在某一段时间内,单位时间消耗的硫酸量大部分可由扩散的硫酸予以补充,所以活性物质表面处的硫酸浓度变化缓慢,电池端电压比较稳定。但是由于硫酸被消耗,整体的硫酸浓度下降,又由于放电过程中活性物质的消耗,其作用面积不断减少,真实电流密度不断增加,过电位也不断加大,故放电电压随着时间还是缓慢地下降,见曲经EFG段。

随着放电继续进行,正、负极活性物质逐渐转变为硫酸铅,并向活性物质深处扩展。硫酸铅的生成使活化物质的孔隙率降低,加剧了硫酸向微孔内部扩散的困难,硫酸铅的导电性不良,电池内阻增加,这些原因最后导致在放电曲线的G点后,电池端电压急剧下降,达到所规定的放电终止电压。

2 充电中的电压变化

在充电开始时,由于硫酸铅转化为二氧化铅和铅,有硫酸生成,因而活性物质表面硫酸浓度迅速增大,电池端电压沿着OA急剧上升。当达到A点后,由于扩散,活性物质表面及微孔内的硫酸浓度不再急剧上升,端电压的上升就较为缓慢(ABC)。这样活性物质逐渐从硫酸铅转化为二氧化铅和铅,活性物质的孔隙也逐渐扩大,孔隙率增加。随着充电的进行,农渐接近电化学反应的终点,即充电曲线的C点。当极板上所存硫酸铅不多,通过硫酸铅的溶解提供电化学氧化和还原所需的Pb2+极度缺乏时,反应的难度增加,当这种难度相当于水分解的难度时,即在充入电量70%时开始析氧,即副反应2H2O一O2+4H+4e,充电曲线上端电压明显增加。当充入电量达90%以后,负极上的副反应,即析氢过程发生,这时电池的端电压达到D点,两极上大量析出气体,进行水的电解过程,端电压又达到一个新的稳定值,其数值取决于氢和氧的过电位,正常情况下该恒定值约为2.6V。

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阀控式铅酸蓄电池容量的影响因素

1放电率对电池容量的影响

铅蓄电池容量随放电倍率增大而降低,在谈到容量时,必须指明放电的时率或倍率。电池容量随放电时率或倍率不同而不同。

1.1容量与放电时率的关系

对于一给定电池,在不同时率下放电,将有不同的容量,下表为bosfaGFMl000电池在常温下不同放电时率放电时的额定容量。

放电率(hr)容量(Ah)1.2高倍率放电时容量下降的原因

放电倍率越高,放电电流密度越大,电流在电极上分布越不均匀,电流优先分布在离主体电解液最近的表面上,从而在电极的最外表面优先生成PbSO4。PbSO4的体积比PbO2和Pb大,于是放电产物硫酸铅堵塞多孔电极的孔口,电解液则不能充分供应电极内部反应的需要,电极内部物质不能得到充分利用,因而高倍率放电时容量降

低。

1.3放电电流与电极作用深度关系

在大电流放电时,活性物质沿厚度方向的作用深度有限,电流越大其作用深度越小,活性物质被利用的程度越低,

电池给出的容量也就越小。电极在低电流密度下放电,i≤100A/m²时,活性物质的作用深度为3×10-3m-5×10-3m,这时多孔电极内部表面可充分利用。而当电极在高电流密度下放电,i≥200A/m²时,活性物质的作用深度急剧下降,约为0.12X10-3m活性物质深处很少利用,这时扩散已成为限制容量的决定因素。

在大电流放电时,由于极化和内阻的存在,电池的端电压低,电压降损失增加,使电池端电压下降快,也影响容量。2温度对电池容量的影响

环境温度对电池的容量影响较大,随着环境温度的降低容量减小。环境温度变化1℃时的电池容量变化称为容量的温度系数。

根据国家标准,如环境温度不是25℃,则需将实测容量按以下公式换算成25℃基准温度时的实际容量Ce,其值应符合标准。

公式中:t是放电时的环境温度

K是温度系数,10hr的容量实验时K=0.006/℃,3hr的容量实验时K=0.008/℃,

1hr的容量实验时K=0.01/℃

3阀控铅酸蓄电池容量的计算

阀控式铅酸蓄电池的实际容量与放电制度(放电率、温度、终止电压)和电池的结构有关。如果电池是以恒定电流放电,放电至规定的终止电压,电池的实际容量Ct=放电电流I×放电时间t,单位是Ah。

阀控铅酸蓄电池的失效模式

1干涸失效模式

从阀控铅酸蓄电池中排出氢气、氧气,水蒸气、酸雾,都是电池失水的方式和干涸的原因。干涸造成电池失效这一因素是阀控铅酸蓄电池所特有的。失水的原因有四:①气体再化合的效率低;②从电池壳体中渗出水;③板栅腐蚀消耗水;④自放电损失水。

1.1气体再化合效率

气体再化合效率与选择浮充电压关系很大。电压选择过低,虽然氧气析出少,复合效率高,但个别电池会由于长期充电不足造成负极盐化而失效,使电池寿命缩短。浮充电压选择过高,气体析出量增加,气体再化合效率低,虽避免了负极失效,但安全阀频繁开启,失水多,正极板栅也有腐蚀,影响电池寿命。

1.2从壳体材料渗透水分

各种电池壳体材料的有关性能见下表。从表中数据看出,ABS材料的水蒸气渗透率较大,但强度好。电池壳体的渗透率,除取决于壳体材料种类、性质外,还与其壁厚,壳体内外间水蒸气压差有关。

数值

材料水蒸汽相对

渗透率

(%)氧相对

渗透率

(%)机械强度

拉伸强度

(Mpa)缺口冲击强度

(KJ·m2)

ABS16.60.3521~636.0~53

PP1.00130~402.2~6.4

PVC4.224.4135~5522~108

1.3 板栅腐蚀

板栅腐蚀也会造成水分的消耗,其反应为:

1.4 自放电

正极自放电析出的氧气可以在负极再化合而不至于失水,但负极出析的氢不能在正极复合,会在电池累积,从安全阀排出而失水,尤其是电池在较高温度下贮存时,

自放电加速。

2 容量过早损失的失效模式

在阀控铅酸蓄电池中使用了低锑或无锑的板栅合金,早期容量损失常容易在如下条件发生:’

①不适宜的循环条件,诸如连续高速率放电、深放电、充电开始时低的电流密度;

②缺乏特殊添加剂如Sb、Sn、H3PO4;

③低速率放电时高的活性物质利用率、电解液高度过剩,极板过薄等;

④活性物质视密度过低,装配压力过低等。

3 热失控的失效模式

大多数电池体系都存在发热问题,在阀控铅酸蓄电池中可能性更大,这是由于:氧再化合过程使电池内产生更多的热量;排出的气体量小,减少了热的消散;

若阀控铅酸蓄电池工作环境温度过高,或充电设备电压失控,则电池充电量会增加过快,电池内部温度随之增加,电池散热不佳,从而产生过热,电池内阻下降,充电电流又进一步升高,内阻进一步降低。如此反复形成恶性循环,直到热失控使电池壳体严重变形、涨裂。为杜绝热失控的发生,要采用相应的措施:①充电设备应有温度补偿功能或限流;②严格控制安全阀质量,以使电池内部气体正常排出; ③蓄电池要设置在通风良好的位置,并控制电池温度。4负极不可逆硫酸盐化在正常条件下,铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶,在充电时能较容易地还原为铅。如果电池的使用和维护不当,例如经常处于充电不足或过放电,负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅,它几乎不溶解,用常规方法充电很难使它转化为活性物质,从而减少了电池容量,甚至成为蓄电池寿命终止的原因,这种现象称为极板的不可逆硫酸盐化。为了防止负极发生不可逆硫酸盐化,必须对蓄电池及时充电,不可过放电。5 板栅腐蚀与伸长在铅酸蓄电池中,正极板栅比负极板栅厚,原因之一是在充电时,特别是在过充电时,正极板栅要遭到腐蚀,逐渐被氧化成二氧化铅而失去板栅的作用,为补偿其腐蚀量必须加粗加厚正极板栅。所以在实际运行过程中,一定要根据环境温度选择合适的浮充电压,浮充电压过高,除引起水损失加速外,也引起正极板栅腐蚀加速。当合金板栅发生腐蚀时,产生应力,致使极决于正极板寿命,其设计寿命是按正极板栅合金的腐蚀速率进行计算的,正极板栅被腐蚀的越多,电池的剩余容量就越少;电池寿命就越短。

阀控铅酸蓄电池的使用

1 容量选择

阀控铅酸蓄电池的额定容量是10小时率放电容量。电池放电电流过大,则达不到额定容量。因此,应根据设备负载,电压大小等因素来选择合适容量电池。蓄电池总容量应按YD5040-97《通信电源设备安装设计规范》中的规定配置,计算如下:

式中:Q—选用的蓄电池容量(Ah);K—安全系数,取1.25;L—负荷电流(A)

t—放电小时数(h),见本公司《安装手册》第33、34页表1;

η…放电容量系数,见本公司《安装手册》第35页表2;

t—实际电池所在地最低环境温度数值。所在地有采暖设备时,按15℃考虑,无采暖设

备时,按5℃考虑;

α—电池温度系数(1/℃),当放电小时率≥10时,取α=0.006;当10>放电小时率≥1

时,取α=0.008;当放电小时率<1时,取α=0.01。

2 充电机的选择

由于浮充使用和无人值守,要求使用阀控铅酸蓄电池的充电机具有如下功能:

①自动稳压②自动稳流③恒压限流④高温报警

⑤波纹系数不大5%⑥故障报警⑦浮充/均充自动转换⑧温度补偿

3 阀控铅酸蓄电池的安装

3.1安装方式

阀控铅酸蓄电池有高形和矮形两种设计,高形设计的电池体积(高度)、重量大,浓差极化大,影响电池性能,最好卧式放置。矮形电池可立放、也可卧放工作。安装方式要根据工作场地与设施而定

3.2连接方式及导线

阀控铅酸蓄电池实际应用中,大电流放电性能特别重要。除电池本身外,连接方式和连接导线的电压降是至关重要的。

3.2.1连接方式

考虑1000Ah以上大电池大部分均用500Ah-1000Ah并联而成,连接线使用多,要贯彻“多串少并,先串后并”原则。bosfa目前最大单体为1500Ah。

3.2.2连接导线

一般要求电池间连接导线电压降(两极柱根部测量)在1h率大电流放电时为10mV,连接导线有材质(电阻率)、长度和截面三个因素,当选材电阻率、长度(安装位置)固定后,截面积可参考下式计算:

3.2.3注意事项

(1)不能将容量、性能和新旧程度不同的电池连在一起使用。

(2)连接螺丝必须拧紧,脏污和松散的连接会引起电池打火爆炸,因此要仔细检查。

(3)安装末端连接线和导通电池系统前,应再次检查系统的总电压和极性连接,以保证正确接线。

(4)由于电池组电压较高,存在着电击的危险,因此装卸、连接时应使用绝缘工具与防护,防止短路。

(5)电池不要安装在密闭的设备和房间内,应有良好通风,最好安装空调。电池要远离热源和易产生火花的地方;要避免阳光直射。

4 运行充电

4.1补充充电与容量试验

阀控铅酸蓄电池是荷电出厂,由于自放电等原因,投入运行前要作补充充电和一次容量试验。补充充电应按厂家使用说明书进行,各生产厂并不完全一致。

补充充电一般采用恒压限流充电。在2.30-2.35V电压下充电,同时充电电流不超过0.25C10,直到充电电流降到0.006C10以下3小时不变,就认为电池充足。补充充电后,进行一次10h率容量检查。

4.2浮充充电

4.2.1浮充工作

阀控铅酸蓄电池在现场的工作方式主要是浮充工作制,浮充工作制是在使用中将蓄电池组和整流器设备并接在负载回路作为支持负载工作的唯一后备电源,如下图所示。浮充工作的特点是,一般说电池组平时并不放电,负载的电流全部由整流器供给。当然实际运行中电池有局部放电以及由于负载的意外突然增大而放电。

4.2.2浮充充电作用

蓄电池组在浮充工作制中有两个主要作用:

(1)当市电中断或整流器发生故障时,蓄电池组即可担负起对负载单独供电任务,以确保通讯不中断;

(2)起平滑滤波作用。电池组与电容器一样,具有充放电作用,因而对交流成分有旁路作用。这样,送至负载的脉动成分进一步减少,从而保证了负载设备对电压的要求。

4.2.3浮充电压的原则

1.浮充电流足以补偿电池的自放电损失;

2.当蓄电池放电后,能依靠浮充电很快地补充损失的电量,以备下一次放电。

3.选择在该充电电压下,电池极板生成的PbO2较为致密,以保护板栅不致于很快腐蚀。

4.尽量减少O2与H2析出,并减少负极盐化。

5.浮充电压的选择还要考虑其它的影响因素:①电解液浓度对浮充电压的影响;②板栅合金对浮充电压的影响。

根据浮充电压选择原则与各种因素对浮充电压的影响,国外一般选择稍高的浮充电压,范围可达2.25—2.33V,国内稍低,2.23—2.27V。不同厂家对浮充电压的具体规定个一样、bosfa公司对浮充电压的规定为2.25V/单体(环境温度为25℃情况下),根据环境温度的变化,对浮充电压应作相应调整。

4.2.4浮充电压的温度补偿

浮充充电与环境温度有密切关系。通常浮充电压是指环境25℃而言,所以当环境温度变化时,需按温度系数补偿,调整浮充电压。不同厂家电池的温度补偿系数不一样,在设置充电机电池参数时,应根据说明书上的规定设置温度补偿系数,如说明书没有写明,应向电池生产厂家咨询确定。bosfa公司电池的温度补偿系数为-3.5mV/C。

4.3均充的作用及均充电压和频率

当电池浮充电压偏低或电池放电后需要再充电或电池组容量不足时,需要对电池组进行均衡充电,合适的均充电压

和均充频率是保证电池长寿命的基础,对阀控铅酸蓄电池平时不建议均充,因为均充可能造成电池失水而早期失效,均充电压与环境温度有关。一般单体电池在25℃环境温度下的均充电压为2.35V或2.30V,如温度发生变化,需及时调整均充电压均充电压温度补偿系数为-5mV/℃。

建议均充频率的设置,应为电池全浮充运行壹年,按规定电压均充一次,时间为12小时或24小时。其它具体均充条件可参见13.2.2条的说明。

如果是电池放电后的补充电,则需采用12.4.1所说明恒压限流的补充充电方法。

13 2V系列电池推荐使用条件及维护方式

13.1浮充电压

正常的浮充电压为2.25V/单体(环境温度25℃)。温度补偿系数为:3mV/℃。当蓄电池浮充运行时,蓄电池单体电压不应低于2.16V,如单体电压低于2.16V,则需要进行均衡充电。

13.2均衡充电

均衡充电一般采用恒压限流进行充电,充电电压按2.35V/单体(环境温度25℃)。温度补系数为:5Mv/℃。均充频率:半年/次。

(注:5mV/℃意为温度每增加1℃,均充电压降低5mV),恒压限流充电:以单体2.30~2.35V电压充电,同时充电电流不超过0.25C10,直到充电电流降到0.006C10以下3小时不变,就认为电池充足。

阀控密封铅酸蓄电池遇有下列情况时需按均充制度进行均衡充电:

●单体电池浮充电压低于2.16V。

●新电池安装调试后,需要进行12小时的均衡充电。

●电池放电超过5%的额定容量时。

●搁置不用时间超过三个月。

●全浮充运行一年以上。

13.3日常维护

阀控密封铅酸蓄电池并不是不需要管理,电池的变化是一个渐进和积累的过程,为了保证电池使用良好,作好运行记录是相当重要的,要检测的项目如下:

●单体和电池组的浮充电压(一次/月);

●电池外壳和极柱温度(一次/月);

●电池的壳盖有无变形和渗液(一次/月);

●极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾逸出(一次/月);

●重新拧紧连接处螺钉(一次/半年);·

同时也要定期对开关电源的电池管理参数进行检查,保证电池参数符合要求,开关电源的部分参数如下: (24只单体即48V系统)

●浮充电压:54.0V(单体2.25V)

●均充电压:56.4V(单体2.35V)

●浮充温度补偿:是

●均充温度补偿:是

●浮充温度补偿系数:3mV/~℃/单体

●均充温度补偿系数:5mV/~℃/单体

●均充频率:180天;

●定时均充时间:12小时

●高压告警电压:57V

●低压告警电压:47V

●电池断路保护电压:43.2V

●转均充判据:电池容量:95%;

●电池电压:49V

●放电时间:30分钟

●转浮充判据:后期稳流均充时间:180分钟;

稳流均充电流:≤0.006C10/组

13.4蓄电池容量测试及再充电:

13.4.1容量测试方法

●每年以实际负荷做一次核对性放电,放出额定容量的30-40%;

●每3年以假负载做一次容量试验,放电深度为80%C10(10小时率);

13.4.2再充电方法(任选其一):

限流限压:即先限定电流,将充电电流限制在0.25C10以下(一般用0.1~0.2C10充电),待电池端电压上升到2.30—2.35V/单体时,立即以2.35V电压恒压连续充电,在充电电流降到0.006C10,直到充电电流降到0.006C10以下3小时不变,就认为电池充足。

恒压限流充电:以单体2.30~2.35V电压充电,同时充电电流不超过0.25C10,直到充电电流降到0.006C 10以下3小时不变,就认为电池充足。

电池在放电和充电时,应定时测量电流、单体电压和电池组总压,作好记录。

14 12V系列电池推荐使用条件及维护方式

1浮充电压

12V单体:正常的浮充电压为13.62V/单体(环境温度25℃)。温度补偿系数为:18mV/℃。当蓄电池浮充运行时,蓄电池单体电压不应低于13.20V,如有单体电压低于13.2V,则需要进行均衡充电;6V单体数值减半。2均衡充电

12V单体:均衡充电一般采用恒压限流进行充电,充电电压按14.4V/单体(环境温度25℃)。温度补系数为:30mV/℃。均充频率:半年/次。

(注:30mV/℃意为温度每增加1℃,均充电压降低30mV),6V单体数值减半。恒压限流充电:以单体14.10~14.40V电压充电,同时充电电流不超过0.35C10,直到充电电流降到0.006℃。以下3小时不变,就认为电池充足。

●阀控密封铅酸蓄电池遇有下列情况时需按均充制度进行均衡充电。

●单体电池浮充电压低于13.2V。

●新电池安装调试后,需要进行12小时的均衡充电。

●电池放电超过30%的额定容量时。

●搁置不用时间超过三个月。

●全浮充运行6个月以上。

3日常维护

阀控密封铅酸蓄电池并不是不需要管理,电池的变化是一个渐进和积累的过程,为了保证电池使用良好,作好运行记录是相当重要的,要检测的项目如下:

●单体和电池组的浮充电压(一次/月);

●电池外壳和极柱温度(一次/月):

●电池的壳盖有无变形和渗液(一次/月);

●极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾逸出(一次/月);

●重新拧紧连接处螺钉(一次/半年):

同时也要定期对开关电源的电池管理参数进行检查,保证电池参数符合要求,开关电源的部分参数如下: (18只12V系列电池单体即220V系统)

●浮充电压:245.16V(单体13.62V)

●均充电压:259.2V(单体14.40V)

●浮充温度补偿:是

●均充温度补偿:是

●浮充温度补偿系数:18mV/℃/单体

●均充温度补偿系数:30mV/℃/单体

●均充频率:180天;

●定时均充时间:12小时

●高压告警电压:264V

●低压告警电压:199V

●电池断路保护电压:194.4V

●转均充判据:电池容量:70%或电池电压:216V或放电时间:5分钟

●转浮充判据:后期稳流均充时间:180分钟’

稳流均充电流:≤0.006C10/组

4蓄电池容量测试及再充电:

4.1容量测试方法

●每半年以实际负荷做一次核对性放电,放电时间为30-40%,或直接使用UPS设备进行6—10分钟的恒功率放电测试。

●每年使用假负载做一次容量试验,放电深度为80%C10 (10小时率),或直接使用UPS设备进行15-20分钟的恒功率放电测试。

4.2再充电方法(任选其一):

●限流限压:即先限定电流,将充电电流限制在0.35 C10以下(一般推荐用0.20

C10充电),待电池端电压上升到14.10~14.40V/单体时,立即以14.40V电压恒压连续充电,在充电电流降到0.006

C10,直到充电电流降到0.006C10。以下3小时不变,就认为电池充足。

●恒压限流充电:以单体14.10~14.40V电压充电,同时充电电流不超过0.35C10一般推荐用0.20 C10的电流充电),直到充电电流降到0.006 C10以下3小时不变,就认为电池充足。电池在放电和充电时,应定时测量电流、单体电压和电池组总压,作好记录。

5 异常情况处理:(电池常见故障和处理方法见上表:)

序号故障原因处理方法

1 漏液或破损电池外壳变形,温度过高,浮充电压过高,电压极柱密封不严与供应商联系更换处理

2浮充电压不均匀电池内阻不均匀均衡充电12-24h

3单体浮充电压偏低单体电池组欠充电均衡充电12-24h

4容量不足失水严重,内部干涸均衡充电12-24h,均充后不行应更换或补加液处理

5电池极柱或外壳温度过高螺丝松动,浮充电压过高等检查螺丝或检查充电机和充电方法

6电池的浮充电压或高或低螺丝松动拧紧螺丝

7电池组接地电池盖灰尘或电池漏液残留物导电清洁电池盖灰尘,更换漏液电池,加上绝缘垫片

阀控密封蓄电池在维护过程中应注意的一些问题

根据多年的维护经验,发现阀控蓄电池的使用寿命和机房的环境、整流器的设置参数、以及运行状况有关,我们总结出一些经验以供参考:

1机房的供电情况

为保证蓄电池的使用寿命,最好不要使蓄电池有过放电,稳定的市电以及油机配备是蓄电池使用寿命长的良好保证,而且油机最好每月启动一次,检查其是否能正常工作。

2蓄电池的使用环境

阀控蓄电池应安装在远离热源和易产生火花的地方,最好在清洁的环境中使用。建议电池室温在15℃

至35℃之间,最好安装空调,控制温度在25℃左右。潮湿、通风不畅、太阳照射等环境必然会使阀控蓄电池的寿命缩短(如果温度为35℃时,电池寿命将折半.)。因此环境清洁、良好的通风条件、环境温度以及无太阳照射是十分必要的。另外为了方便蓄电池的维护,选择机房时要留有适当的维护空间。

3整流器(开关电源)的参数设置

一些参数(如浮充电压、均充电压、均充的频率和时间、转均充判据、转浮充判据、环境温度、温度补偿系数、直流过压告警、欠压告警、充电限流值等)要跟各蓄电池厂家沟通后再确定具体数参数。

4蓄电池设备的容量配置’

在我们巡检的过程中发现,有些机房(基站)的蓄电池容量配置偏小,有的甚至只有蓄电池额定总容量的2小时率放电,频繁的大电流放电会使蓄电池使用寿命缩短,每个机房的蓄电池配置容量最好在8—10小时率比较合适。5日常维护

以前有个错误观念认为阀控蓄电池是免维护蓄电池,免维护很容易给人造成是无须维护而不闻不问。其实蓄电池的变化是一个渐进的过程,为保证电池的良好使用,作好运行记录是相当重要的,每月应检查的项目如下:(1)单体和电池组浮充电压

(2)电池的外壳和极柱温度

(3)电池的壳盖有无变形和渗液

(4)极柱、安全阀周围是否渗液和酸雾溢出

15.6连接条是否拧紧

电池的连接条没有拧紧,会使连接处的接触电阻增大,在大电流充、放电过程中,很容易使连接条发热甚至会导致电池盖的熔化,情况严重的可能引发明火。所以希望贵公司的维护人员能每半年做一次连接条的拧紧工作,以保证蓄电池安全运行。

15.7电池的内阻偏大

对于已运行了4-5年以上的电池,有些可能会因为在前期使用时环境较差或是参数设置不对而导致电池的内阻增大,这种情况一般是先联系相关厂家对电池进行活化处理,若容量还不能恢复,就要进行更换。

15.8电池的电压偏高或偏低

对于有些机房电池电压有偏差,是因为有些厂家新电池采用厚极板设计,使电池的寿命得到提高,但对于电池电压的均匀性就较难控制,一般需运行两年以上电压才会逐渐均匀,此外电池电压偏低的还可以对整组电池进行浅放电,看该电池是否放电电压也明显偏低,若放电电压明显低的话,就要联系相关厂家进行更换。

15.9电池的容量检测

对于已运行三年以上的电池,最好能每年进行一次核对性放电试验,放出额定容量的30--40%(额定容量按实际放电率计算),每三年进行一次容量放电测试,放出额定容量的80%,记录电池单体电压和总电压。

15.10蓄电池放电时的注意事项

应先检查整组电池的连接处是否拧紧,再根据放电倍率来确定放电记录的时间间隔,对于已开通的机房一般使用假负载进行单组电池的放电,在另一组电池放电前,应先对已放电的电池进行充电,尔后才能对另一组电池进行放电。放电时应紧密注意比较落后的电池,以防某个单体电池的过放电。

15.11蓄电池充电方法和注意事项

蓄电池的充电一般采用恒压限流的方法,以单体2.35V均充,电流限定在0.25C10以下(如2组1000AH/48V系统,其电流应限定在500A以下),充电末期整组电池的电流值达到0.006C10时(如2组1000AH/48V系统,其电流达到12A时)3小时不变,就认为电池已经充足了。要强调的是,电池在安装后及放电后应及时进行充电,避免过放电或欠充而造成容量下降。蓄电池在充电过程中应注意单体电池的温度偏高或者电压升高过快,如有此类情况应及时停止充电,与相关厂家联系进行处理。

15.12电池的混用

在近年的巡检中,发现有个别机房的电池有新、旧混用的现象,可能会导致两组电池的实际负荷电流不一样,由于开关电源的熔丝与电池组是一一对应的,就有可能出现有一组电池电流过大而先断开,尔后另一组电池也可能因负荷过大而断开,所以应尽量避免新、旧电池的混用。

附:导致电池损坏的几种情况●拧开电池的排气阀,使空气进入电池内部24小时以上,甚至更长时间,将导致电池容量下降及恢复困难;●电池深度放电后,超过72小时才补充电,将导致电池容量恢复困难;●电池的排气阀打开时,如有少量的醋酸进入,则会使电池自放电增加,短期就会引起容量下降,满足不了容量的要求;●电池排气阀打开时,如有铁丝等导电物体掉入电池内,将引起电池自放电严重,甚至短路电池深度放电后,充电期间又遇停电,这种频繁的未充足电量而又放电的现象,短时间内将使电池失去部分容量,严重时出现早期容量损失而报废(1~2年内); ●浮充电压设置过高,温度过高都将导致电池的寿命缩短; ●均充频繁(如一月一次),电池将在3~4年内,因失水和板栅腐蚀而容量下降,引起电池报废; ●搬运时电池跌落,将使电池破损而需更换;

电池的安装过程、放电过程及注意事项

1 电池安装的过程及注意事项

1)安装人员(或工程队)接到安装的任务指令,准备好相关的资料(如各厂家电池安装、记录表等)及全套安装工具(包括万用表等),落实工程开工日期及工程进度等。

2)安装人员(或工程队)应携带少量系统备件(如螺钉等)抵达安装地点,取得详细的安装工程进度表,讨论工

程细节(如安装方式、承重情况等)。

3)在开始安装工程前,应组织安装人员(或工程队)进行培训,介绍安装过程中的注意事项及电池使用方法和维护注意事项,安装过程中一定要注意安全。

4)安装人员(或工程队)进行电池的开箱检查及配件的清点,装箱单请督导人员签字并收回,配件箱中电池安装系统图、安装使用说明书等文件应收好,待安装工程结束后交由通信公司的技术人员负责保管。

5)按照施工图纸检查电池在机房的摆放位置是否合理,是否预留了维护空间,是否和热源及可能产生火花的地方(如保险盒等)保持有0.5米以上的距离,是否摆放在空调机下面,如果不符合,应先请示通信公司的工程部是否修改,修改已否都要有备忘录。

6)开箱取出电池的系统图,应严格按照电池的系统图进行安装,不允许缺漏任何的系统件的安装(包括电池单体编号的粘贴),所有系统件(备件)应和安装图中规定的型号规格完全一致。

7)安装。因电池已带电,要注意防止短路,所有安装工具都要缠上绝缘胶布。

8)安装连接条前应先用干净的麻布擦去电池极柱及外壳和钢架上的灰尘,尤其要保证极柱上的灰尘擦干净。单体编号要贴牢。

9)安装后要逐个检查所有螺钉是否拧紧。要指定专人检查,专人负责,确保所有螺钉处于拧紧状态。

10)安装检查结束后,测量并记录所有电池单体的开路电压和电池组的总电压,并填写安装统计表(或其它类似的安装表)。

11)安装后如果没有接市电,应断开电池和开关电源及微波设备的连接。若由于某种原因不能断开设备和电池的连接(原则上是不允许的,尤其是长时间连接更不允许),应同时将两组电池都连接上,不允许只接其中一组电池,同时记录连接的起始时间和设备的耗电电流,作好记录。无论是否进行过此种连接,则在正式开通前必须对电池组进行补充电,补充电的时间为单体电压为2.35V/只,充电12小时。否则会对以后电池的正常使用带来极大的危害。

12)电池和开关电源连接前,应认真检查开关电源的设置是否正确(参照开关电源设置参数表),确保设置准确无误。

13)安装、调试结束后,按照要求填写相关的表格,检查电池外观情况并记录,同时再检查各个连接螺钉有无拧紧,确保电池防震、防滑及电池间连接可靠。测量每个单体电池的浮充电压并记录,请通信公司技术人员签字认可。

2 电池放电的过程、注意事项

1)放电前,应提前对电池组做均充,以使电池组达到满充电状态,一般以2.35V/单体充电12小时,静置12-24h。

2)记录电池组浮充总电压、单体浮充电压、负载电流、环境温度以及整流器(或开关电源)的其它设置参数,同时检查所有的螺钉是否处于拧紧状态。

3)结合基站/交换局的实际情况,断开电池组和开关电源之间的连接,确认假负载处于空载状态后,把假负载正确连接到电池组正负极上,15分钟后记录电池的开路电压。

4)根据情况需要,确定电池组的放电倍率,一般以3小时率或10小时率放电(3小时率放电电流为0.25C10,10小时率放电电流为0.10 C10),在假负载上选择相匹配的负载档,对电池组进行放电。

5)在放电过程中,考虑到假负载上的电流表显示准确度不够,需用钳形电流表对放电电流进行检测,根据钳形表的实际显示,对假负载进行调整,使电池组放电电流到要求的放电电流,等放电5分钟左右,开始记录电池组的总电压、单体电压、放电电流、环境温度以及连接条的温度等。

6)若是选择10小时率放电,应每1小时(3小时率放电,则每30分钟)测量一次电池的放电总压、单体电压、放电电流等:在放电的后期应提高测量的频率,10小时率是在9小时后每30分钟测量一次;3小时率是在2小时后每15分钟测量一次。放电过程中,同时应重点监控环境温度、电池单体和连接条的温度,有没有出现异常情况,同时电池组中放电电压最低的单体电池。

7)对于新安装的电池组,放电结束条件是电池组放出容量达到额定容量要求或电池组中有一个单体达到1.80V,而对于已经在线使用的电池组是以总压达到43.2V(48V电池系统)为放电结束。

8)对于放电过程中的情况,如在到放电终止时,电池组放出的容量经核算没有达到所规定的额定容量,电池组的出厂容量可能存在问题,应及时联系相关厂家前来处理。

9)放电结束,先让假负载空载,接着再断开电池组与假负载的连接,把电池与开关电源连接上,此时应注意已经放过电的电池组与整流器之间的压差较大,连接时可能会出打火现象,最好是先调低开关电源的浮充电压值,使开关电源的浮充电压值尽量接近电池组的开路电压,以减小火花。

10)若放电情况正常可观察和记录充电开始的情况,若放电情况不正常,应监测电池组的充电情况,确保电池的正常充电。

11)工具:假负载、连接电缆、装卸工具、钳型电流表、万用表等。

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相比同类产品的优势

1 技术领先

1)采用钢壳组合结构,可积木式安装,占地面积小,占空间尺寸小,空间适应性强,便于安装在各种复杂的现场;

2)采用阻燃性PVC材料包裹的软连接条,极大地减小了接触电阻,避免了因接触电阻大引起的电池组内压降,使电池组供电效率更高;

3)软连接条预留了连接可靠的专利检测头,杜绝监控连接虚焊或虚接而导致的监控信号错误,提高电池监控工作的可靠性;

4)采用插拔式面板,使维护检查更方便省事:

5)独特的板栅合金配方和正极板加厚设计,提高极板耐腐蚀能力;

6)体积比能量(47.33Ah/dm3)和重量比能量(15.38Ah/kg)高,即同样容量的电池单体体积、重量比其他铅酸电池小而轻,在国际国内处领先地位;

7)电池内部采用极群支撑技术,消除了电池卧放时因重力作用对极群焊接部位产生的应力,使焊接部位的腐蚀速度最小,杜绝电池内部断路,保证电池运行安全,提高电池使用寿命;

8)针对正极板在使用过程中必然产生的生长现象,采用控制生长方向技术,使正极板向预留空间生长,消除电池因正极板生长导致的内部短路;

9)壳盖采用加强设计,杜绝使用过程中电池鼓胀变形破裂,提高电池的抗振性及抗冲击性;

10)电池在寿命期内电解质会被消耗,4、5年内普通电池AGM隔膜会因此产生弹性疲劳,使隔膜与极板之间产生隔断,终止电解质的传输,使电池寿命过早终止;bosfa电池采用极群预压缩技术,保证电池在整个寿命期内保持必需的隔膜压缩比,给电池提供畅通的电解质传输通道:

11)一体化大容量电池采用高、宽极板设计,降低了大容量电池的成本,避免内部并联带来的不可靠和体积庞大,消除极板数量增加引起的电池内部散热困难,杜绝因电池内部温升引起的容量降低和热失控的可能性。

2 安全可靠

1)长寿命设计,正常浮充寿命大于10年,北京市话局、上海市话局、内蒙元宝山电厂已使用十年以上,目前容量仍达100%;

2)极柱密封采用专利高聚焦自动氩弧焊技术,同时外加环氧树脂二次密封,保证电池无泄漏,6年来约70万只电池未发现1只焊接部位的泄漏,达到“6σ”水平:

3)电池极柱端子采用嵌铜芯结构,加大了铜芯面积,改善了大电流放电性能及安全可靠性;

4)采用压力可调的专利柱式安全阀,外加火焰捕捉器装置,既防酸雾逸出,又具防爆性能;

5)电池组内部采用密闭连接条,防止误操作引起的电池短路现象:

6)电池壳盖采用独特的散热性能优良的PP共聚物材料,加上外壳用钢壳提供散热通道,消除了电池复合反应产生的巨大热量,十几年来未发生一起热失控的现象,杜绝了因热失控带来的爆炸和火灾;

7)电池采用V0V2级的强化阻燃材料,极大地提高电池的安全防火性能;

8)电池采用抗震性能极佳的钢壳组合结构,并通过美国地震检测机构的抗震性能测试(符合第四地震带防震要求一一第四地震区相当于地震烈度为10以上),检测样品为GFM580及GFMl500,安装方式为8层一列;已经受云南丽江及永胜地震的考验。

9)通过美国UL安全认证(认证号MH27851)。

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bosfa蓄电池的参数设置及维护管理

参数设置管理:

浮充电压:2.23-2.25V/单体(25℃)

24V系统:26.76-27.0V48V系统:53.52—54.0V

浮充电压温度补偿系数:-3.0mV/℃(基准温度为25℃)

均充电压:2.35V/单体(25℃)

24V系统:28.2V48V系统:56.4V

均充电压温度补偿系数:-5.0mV/℃(基准温度为25℃)

均充频率:6个月/次(180天)---特殊情况例外

均充时间:12小时均充限流值:0.1-0.25C10。

高压告警:24V系统:28.5V48V系统:57V

低压告警:24V系统:23.4V 48V系统:47V

脱离电压:24V系统:22.2V48V系统:不设置(根据情况定)

均浮充转换判据:

转均充判据:1、转均充容量比:95%;2、放电时间超过30分钟;3、放电电压低于49V

转浮充判据:1、后期稳流均充时间:180分钟;稳流均充电流:≤006C10/组日常维护管理

每月检查一次项目:单体的浮充电压、电池组总压及负载电流;电池外观;电池极柱、安全阀处有无渗漏或酸雾;电池的环境温度及环境状况。

---所需的设备:数字万用表、钳型电流表、温度计。

备注:若条件允许,可使用内阻仪测量电池的内阻---所需设备:内阻仪每半年检查一次项目:

连接螺钉的拧紧。对电池组进行12小时均充。

-—-所需的设备:扳手(或套铜扳手)

每年检查一次项目:

对电池组放出30-40%C10核对性放电试验。

测量馈电母线、电缆及连接头压降

———所需的设备:数字万用表、钳型电流表、温度计、假负载、电缆等。

每三年检查一次项目:

对电池组放出80%C10容量放电试验。

--—所需的设备:数字万用表、钳型电流表、温度计、假负载、电缆、扳手等。

蓄电池基础知识

蓄电池基础知识 蓄电池是UPS电源中最关键、最昂贵、最易损坏的部件之一,它对UPS的品质有着重要的影响。正确的使用和维护好蓄电池,是延长蓄电池的寿命,提高放电效率的关键。下面再介绍一些铅蓄电池的小知识。 1. 铅酸蓄电池的结构及电动势的产生: 铅酸蓄电池的构造: 正极板(正极板上的活性物质为二氧化铅PbO2)、 负极板(负极板上的活性物质为海绵状纯铅Pb)、 电解液(电解液由水和硫酸[H2SO4]按一定的比例配制而成)、 电池槽等。 将制作好的正、负极板浸入装有电解液的电池槽中后,负板表面的铅离解产生二价的正铅离子和电子(Pb →Pb2+ + 2e),其中正二价的铅离子进入电解液中,电子留在负极板上,这样负极板和电解液之间形成电位差。 同样正极板上的二氧化铅在电解液中离解成正四价的铅离子和负氢氧根离子(PbO 2 + H2O →Pb4+ + OH- ),其中负的氢氧根离子进入电解液,正4价铅离子留在正极板上,这样在正极板和电解液之间形成电位差。 由于正、负极板与电解液都有电压差,所以正、负极板之间也存在电位差。正、负这间电压的高低与电解液的浓度有关,铅酸蓄电池的每单元电压值可用公式表示:E = 0. 85 + d(15℃) 式中0.85----表示铅酸蓄电池的电动势常数, d(15℃)---表示15℃时极板活性质物质微孔中电解液的比重。 UPS电源中常使用的铅酸蓄电池标称电压为12V,它由6个单元组成。 2. 铅酸蓄电池的放电及常用的充电方法: 2.1 蓄电池的放电:蓄电池向外电路供电叫蓄电池放电,放电时,负极板上的电子通过负载流向正极,随着放电的进行,负极板的铅和硫酸反应生成硫酸铅,正极上的氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅,随着放电的进行,蓄电池的端电压逐惭下降,当端电压下降至临界电压时,就应终止放电,否则蓄电池的寿命将大缩短甚至损坏。临界电压是蓄电池制造商为保护蓄电池免受不正常的放电而影响蓄电池的寿命, 2.2 恒流充电:这种充电方法在整个充电过程中,流过蓄电池的电流不变,充电器输出的充电电压随蓄电池的端电压上升而上升。这种充电方法有以下特点:充电时间短,但耗能大,充电后期易产生过压充电而缩短电池使用寿命。目前在UPS电源中,不采用这种方法。 2.3 恒压充电充:使用这种方法充电时,整个过程中充电电压保持不变。常用的恒压充电方式中有高压恒压充电和低压恒压充电之分。

铅酸蓄电池的原理与性能

铅酸蓄电池的原理与性能 一、铅酸蓄电池的工作原理 蓄电池是一种化学电源,它的构造可以是各式各样的,可是从原理上讲所有的电池都是由正极、负极、电解质、隔离物和容器组成的,其中 正负两极的活性物质和电解质起电化反应,对电池产生电流 起着主要作用,如图4-1所示。 在电池内部,正极和负极通过电解质构成电池的内电 路,在电池外部接通两极的导线和负荷构成电池的外电路。 在电极和电解液的接触面有电极电位产生,不同的两极 活性物质产生不同的电极电位,有着较高电位的电极叫做正 极,有着较低电位的电极叫做负极,这样在正负极之间产生了电位差,当外电路接通时,就有电流从正极经过外电路流向负极,再由负极经过内电路流向正极,电池向外电路输送电流的过程,叫做电池的放电。 在放电过程中,两极活性物质逐渐消耗,负极活性物质 1.电解质 2.负极 3.容量 4.正极 5.隔离物 6.导线 7.负荷 图4-1 电池构造示意图 放出电子而被氧化,正极活性物质吸收从外电路流回的电子而被还原,这样负极电位逐渐升高,正极电位逐渐降低,两极间的电位差也就逐渐降低,而且由于电化反应形成新的化合物增加了电池的内阻,使电池输出电流逐渐减少,直至不能满足使用要求时,或在外电路两电极之间端电压低于一定限度时,电池放电即告终。 电池放电以后,用外来直流电源以适当的反向电流通入,可以使已形成的新化合物还原成为原来的活性物质,而电池又能放电,这种用反向电流使活性物质还原的过程叫做充电。 蓄电池可以反复多次充电、放电,循环使用,使用寿 命长,成本较低,能输出较大的 能量,放电时电压下降很慢。 1.电动势的产生 铅蓄电池的正极是二氧化铅(PbO2),负极是绒状铅 (Pb),它们是两种不同的活性物质,故和稀硫酸(H2SO4)起 化学作用的结果也不同。在未接通负载时,由于化学作用 使正极板上缺少电子,负极板上却多余电子,如图4-2所图4-2 铅蓄电池电势产生过程示,两极间就产生了一定的电位差。 2.放电过程的化学反应 当外电路接上负载(比如灯泡)后,铅蓄电池在 正、负极板间电位差(电动势)的作用下,电流Ⅰ从 正极流出,经负载流向负极,也就是说,负极上的 电子经负载进入正极,如图4-3。同时在蓄电池内 部产生化学反应:

铅酸蓄电池的结构和工作原理

铅酸蓄电池的结构和工作原理 (一)铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池主要由正极板组?负极板组?隔板?容器和电解液等构成,其结构如下图所示: 1.极板 铅酸蓄电池的正?负极极板由纯铅制成,上面直接形成有效物质,有些极板用铅镍合金制成栅架,上面涂以有效物质?正极(阳极)的有效物质为褐色的二氧化铅,这层二氧化铅由结合氧化的铅细粒构成,在这些细粒之间能够自由地通过电解液,将正极材料磨成细粒的原因是可以增大其与电解液的接触面积,这样可以增加反应面积,从而减小蓄电池的内阻?负极(阴极)的有效物质为深灰色的海绵状铅?在同一个电池内,同极性的极板片数超过两片者,用金属条连接起来,称为极板组

或极板群?至于极板组内的极板数的多少,随其容量(蓄电能力)的大小而异?为了获得较大的蓄电池容量,常将多片正?负极板分别并联,组成正?负极板组,如下图所示: 安装时,将正?负极板组相互嵌合,中间插入隔板,就形成了单格电池?在每个单格电池中,负极板的片数总要比正极板的片数多一片,从而使每片正极板都处于两片负极板之间,使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲? 2.隔板 在各种类型的铅酸蓄电池中,除少数特殊组合的极板间留有宽大的空隙外,在两极板间均需插入隔板,以防止正?负极板相互接触而发生短路?这种隔板上密布着细小的孔,既可以保证电解液的通过,又可

以阻隔正?负极板之间的接触,控制反应速度,保护电池?隔板有木质?橡胶?微孔橡胶?微孔塑料?玻璃等数种,可根据蓄电池的类型适当选定?吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来的? 3.容器 容器是用来盛装电解液和支撑极板的,通常有玻璃容器?衬铅木质容器?硬橡胶容器和塑料容器四种?容器用于盛放电解液和极板组,应该耐酸?耐热?耐震?容器多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成,为整体式结构,底部有凸起的肋条以搁置极板组?壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格,各单格之间用铅质联条串联起来?容器上部使用相同材料的电池盖密封,电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔,用于添加电解液和蒸馏水以及测量电解液密度?温度和液面高度? 4.电解液 铅酸蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯浓硫酸而成的?它的密度高低视铅蓄电池类型和所用极板而定,一般在15℃时为1.200~1.300g/cm3?蓄电池用的电解液(稀硫酸)必须保持纯净,不能含有危害铅酸蓄电池的任何杂质?电解液的作用是给正?负电极之间流动的离子创造一个液体环境,或者说充当离子流动的介质?电解液的相对密度对蓄电池的工作有重要影响,相对密度大,可减少结冰的危险并提

蓄电池的基本知识大全

铅酸蓄电池基本常识 1、什么是放电效率? 放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与额定容量之比,主要受放电倍率,环境温度,内阻等到因素影响,一般情况下,放电倍率越高,则放电效率越低。温度越低,放电效率越低。 2、何为电池的倍率放电? 指放电时,放电电流(A)与额定容量(A?h)的倍率关系表示。 3、何为电池的小时率放电? 按一定输出电流放完额定容量所需的小时数数,称为放电时率。 4、何为电池的能量密度? 指电池的单位体积所含的电能。 5、铅酸电池使用什么标准? 电池标准分国家标准、行业标准、企业标准三个级别。目前车用电池执行的是编号为JB/T 10262——2001的行业标准。 6、电动车铅酸电池是如何命名的? 车用铅酸电池名称叫做6-DZM-X,其中的X为后缀,X可以是8、10、12,代表电池的容量。6DZM代表6组单格电池组合成一块12V电压的电动车专用阀控密封免维护电池,如果是胶体电池,其标示方法为6-DJM-X。 7、铅酸蓄电池容量标示方法是什么? 应当以C2为准,即以0.5C2电流放电,当电压达到该电池的放电终止电压时的放电时间和电流的乘积应等于或接近额定容量值。比如:一块12V、12Ah 的电池,以5A电流放电,放电终止电压达到10.5V时,时间不能少于140min;

同样,一块12V、10Ah的电池,以5A电流放电到电压达到终止电压10.5V时,时间不能少于120min。其误差为0.1Ah 实际上行业标准规定:10Ah的电池,以5A电流放电到终止电压时间不得小于120min。企业产品实际达到的为130~137min。 8、什么是电池的过充电能力? 行业标准规定,铅酸蓄电池以1.2A电流连续充电48h,实际容量不得低于额定容量的95%。 9、什么是电池的过放电能力? 行业标准规定,铅酸蓄电池开始放电电流为12A±1.2A、以定阻抗方式连续放电2.0h,实际容量不得低于75% 10、什么是电池的低温保存特性? 行业标准规定,铅酸蓄电池在-10℃±0.1℃的环境条件下存放10h,实际容量不能低于70%。 11、如何评价铅酸蓄电池的寿命? 以容量75%的深度放电,寿命不应低于350次。 12、铅酸电池有那些优缺点? (1)优点——价格低廉:铅酸电池的价格为其余类型电池价格的1/4~1/6。一次投资比较低,大多数用户能够承受。 (2)缺点——重量大、体积大、能量质量比低,娇气,对充放电要求严格。 13、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货? 电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过一定时间储存后,允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。经过了一段时间的

铅酸蓄电池结构详解

铅酸蓄电池结构详解 一、蓄电池的功用 蓄电池种类较多,根据电解液不同,有酸性和碱性之分。由于铅酸蓄电池阻小,电压稳定,在短时间能供给较大的起动电流,而且结构简单,价格较低,所以在汽车拖拉机上被广泛采用。 蓄电池为一可逆直流电源,在汽车拖拉机上与发电机并联,它的主要作用是:(1)发动机起动时,蓄电池向起动机和点火装置供电。起动发动机时,蓄电池必须在短时间(5~10s)给起动机提供强大的起动电流(汽油机为200~600A。柴油机有的高达1000A)。 (2)在发电机不发电或电压较低发动机处于低速时,蓄电池向点火系及其它用电设备供电,同时向交流发电机供给他激励磁电流。 (3)当用电设备同时接入较多,发电机超载时,蓄电池协助发电机共同向用电设备供电。 (4)当蓄电池存电不足,而发电机负载又较少时,可将发电机的电能转变为化学能储存起来,即充电。 (5)蓄电池还有稳定电网电压的作用。当发动机运转时,交流发电机向整个系统提供电流。蓄电池起稳定电器系统电压的作用。蓄电池相当于一个较大的电容器,可吸收发电机的瞬时过电压,保护电子元件不被损坏。延长其使用寿命。 二、蓄电池的构造 车用12V蓄电池均由6个单格电池串联而成,每个单格的标称电压为2V,串联成12V的电源,向汽车拖拉机用电设备供电。

蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。 1.极板 极板分为正极板和负极板两种。蓄电池的充电过程是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(PbO2),负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。 正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上,加入锑的目的是提高栅架的机械强度和浇铸性能。但锑有一定的副作用,锑易从正极板栅架中解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、溃烂,从而影响蓄电池的使用寿命。 负极板的厚度为1.8mm,正极板为2.2mm,为了提高蓄电池的容量,国外大多采用厚度为1.1~1.5mm的薄型极板。另外,为了提高蓄电池的容量,将多片正、负极板并联,组成正、负极板组。在每单格电池中,负极板的数量总比正极板多一片,正极板都处于负极板之间,使其两侧放电均匀,否则因正极板机械强度差,单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致,造成极板弯曲。 2.隔板 为了减少蓄电池的阻和体积,正、负极板应尽量靠近但彼此又不能接触而短路,所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。隔板应具有多孔性,以便电解液渗透,而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。 隔板材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等。近年来,还有将微孔塑料隔板做成袋状,紧包在正极板的外部,防止活性物质脱落。 3.壳体

蓄电池基本知识培训试题

蓄电池基本知识培训试题 一、填空: 1、蓄电池按极板结构可分为:涂膏式、管式、形成式。 2、极板是铅酸蓄电池的主体部件,是由板栅与活性物质构成。 3、微孔橡胶隔板是一种用生胶硅酸以及其他添加剂制成的,具有10ūm以下微孔的平板式隔板。 4、蓄电池的主要部件,正负极板、极板、电池槽、电池液和一些零部件。 5、蓄电池封口的作用是防止电液溢流。 二、判断题 1、移动型蓄电池是为了便于携带,在移动情况下使用的电源 设备,因此,它具有体积大,重量轻,瞬时放电电流大和耐震、耐冻性较好等基本要求。(×) 2、蓄电池极板一般为单数,至少在三片以上,负极板总比正 极板多一块。(√) 3、蓄电池槽是用来储盛电解液与支撑极板,所以它必须具 有防止酸液漏泄,耐腐蚀、坚固和耐高温等条件。(√) 4、极板所能付出的能量与他的表面积成反比。(×) 5、蓄电池供给外电路电流时所做放电。(√) 三、问答题 1、什么叫蓄电池的容量、流程,理论容量、额定容量、实际 容量三者的区别?

答:蓄电池的容量是指在一定的放电条件下可以从电池中获得的电量,用A·H容量,W·H容量表示,A·H容量是电池输出的电量,W·H容量表示其作功能力的能量。 理论容量:根据活性物质的重量,按照法拉第定律求得的。 实际容量:是指在一定放电条件下(放电率、终止电压、温度)电池实际放出的电量,它总是低于理论容量。 额定容量:是指在设计电池和生产电池时规定或保证电池在放电条件下应该放出的最低限度容量。 2、说说特殊工作栓的工作原理。 答:特殊工作栓主要是由金刚沙压制而成,金刚沙有称刚玉,即氧化铝为多孔性物质一般孔率在30-40%,成型后用四氧乙烯处理,形成一层膜四氧乙烯有较强的憎水性,电池中出的酸雾遇到这层膜变为液珠,又流回电池起到防酸作用。 3、根据有关标准,产品型号的含义可分为三段,解释下列几 种电池型号的含义是什么? (1)6-DZM-10 6个单体串联、电动、助动用、密封、10AH (2)D330KT “D”电机“K”矿用“T”特殊,容量330AH (3)N-462 “N”内燃机用,容量462AH (4)GFM-300 单格电池,“G”“F”阀控“M”密封,容量300AH 4、什么叫穿壁焊? 穿壁焊:又称对焊,它是用对焊机将相邻单体极群的偏极柱。在

铅酸蓄电池的原理与性能

. 铅酸蓄电池的原理与性能 一、铅酸蓄电池的工作原理 蓄电池是一种化学电源,它的构造可以是各式各样的,可是从原理上讲所有的电池都是由正极、负极、电解质、隔离物和容器组成的,其中正负两极的活性物质和电解质起电化反应,对电池产生电流起着主要作用,如图4-1所示。 在电池内部,正极和负极通过电解质构成电池的内电路,在电池外部接通两极的导线和负荷构成电池的外电路。 在电极和电解液的接触面有电极电位产生,不同的两极活性物质产生不同的电极电位,有着较高电位的电极叫做正极,有着较低电位的电极叫做负极,这样在正负极之间产生了电位差,当外电路接通时,就有电流从正极经过外电路流向负极,再由负极经过内电路流向正极,电池向外电路输送电流的过程,叫做电池的放电。 在放电过程中,两极活性物质逐渐消耗,负极活性物质 1.电解质 2.负极 3.容量 4.正极 5.隔离物 6.导线 7.负荷 图4-1 电池构造示意图 放出电子而被氧化,正极活性物质吸收从外电路流回的电子而被还原,这样负极电位逐渐升高,正极电位逐渐降低,两极间的电位差也就逐渐降低,而且由于电化反应形成新的化合物增加了电池的内阻,使电池输出电流逐渐减少,直至不能满足使用要求时,或在外电路两电极之间端电压低于一定限度时,电池放电即告终。 电池放电以后,用外来直流电源以适当的反向电流通入,可以使已形成的新化合物还原成为原来的活性物质,而电池又能放电,这种用反向电流使活性物质还原的过程叫做充电。 蓄电池可以反复多次充电、放电,循环使用,使用寿命长,成本较低,能输出较大的能量,放电时电压下降很慢。 1.电动势的产生 铅蓄电池的正极是二氧化铅(PbO 2),负极是绒状铅(Pb),它们是两种不同的活性物质,故和稀硫酸(H 2SO 4)起化学作用的结果也不同。在未接通负载时,由于化学作用 使正极板上缺少电子,负极板上却多余电子,如图4-2所 图4-2 铅蓄电池电势产生过程 示,两极间就产生了一定的电位差。 2.放电过程的化学反应 当外电路接上负载(比如灯泡)后,铅蓄电池在正、负极板间电位差(电动势)的作用下,电流Ⅰ从正极流出,经负载流向负极,也就是说,负极上的电子经负载进入正极,如图4-3。同时在蓄电池内部产生化学反应:

铅酸蓄电池基本知识

一.铅酸蓄电池的基本知识 1.1什么是铅酸蓄电池? 以铅和酸作为化学反应物质制成的蓄电池叫做铅酸蓄电池。它是一种直流电源,充电时将电能转变成化学能,放电时将储存的化学能转变成电能的一种装置。 1.2铅酸蓄电池的优缺点 铅酸蓄电池在常用体系的蓄电池中电压最高为2.0V。其二是它的廉价性,其三是高倍率放电性能良好,高低温性能良好可在-40—60°C的条件下工作。易于浮充使用没有“记忆”效应等。当然铅蓄电池也具有某些难以克服的缺点,首先是它的寿命比较短,在放电状态下长期保存会导致电极的不可逆硫酸盐化。在某些结构的电池中由于氢的析出有爆炸的危险等。 1.3 铅酸蓄电池的分类 铅酸电池具有广泛的用途按照极板的结构可分为涂膏式、管式和形成式。按荷电状态可分为干荷电态和湿荷电态几种。(我们公司代理的GS电池为湿荷电态,VHB为干荷电态)按电池盖和排气栓结构可分为排气式、防酸隔爆式、防酸消氢式和阀控密封式。 1.4铅酸蓄电池的一般结构 构成蓄电池的主要部件是负极板、正极板、隔板、电解液、电池槽此外还有一些零件如端子、连接条、排气栓等。 1.5牵引用铅酸蓄电池的结构设计 ●负极板构造 牵引用蓄电池的负极板比正极板多一块,一般采用格栅型设计并涂上海绵状的Pb膏即涂膏式,这样能满足电池的大负荷工作。其板栅像铁丝网原则上与汽车蓄电池相同,但常使用厚极板,高度较高。所以活性物质的利用率较低一般在35%左右。 ●正极板构造 正极板有两种类型,即管式和涂膏式。(我司代理的GS和VHB牵引蓄电池其正极板均采用管式结构)管式正极板的结构是用一导电骨架与一模仿极平的顶部集流条和许多圆柱骨芯焊在一起构成的。骨芯数目由极板尺寸决定,骨芯外边套有惰性玻璃纤维管套,其内部填充pbo2(pbo2在填充之前已经和H2SO4充分反应过) ●管式正极板的优越性 1.)在使用寿命期间活性物质保持在管中,不发生脱落。 2.)极板孔率提高,有利于活性物质利用率的提高。 3.)铅合金的骨架由于被活性物质包围,其腐蚀速率降低。使得充放电循环达1500次以上。而相同厚度的 板栅涂膏式极板在腐蚀作用下只有800次。 ●隔板 作用是防止电池的正负极板接触造成短路。我们采用聚丙烯PE材料,其韧性好,又有很好的渗透性,保证电池内部离子的有效传递。 ●电解液 电解液为稀硫酸,我们使用的是符合德国DIN标准的酸液,其杂质含量很小,能有效防止电池的自放电,增强电池的使用效率,延长电池使用寿命。 ●单体壳体 采用抗冲性能好,难以产生裂痕和破损的合成树脂制成。 ●注液塞 电池充电时无需打开盖子就能将气体排出(充电时产生的H2和O2),同时也防止在工作过程中电解液剧烈翻腾溅出而产生危险。打开注液塞就可以测量电解液的比重和温度。 ●电池单体间的联结 电池单体之间的联结分为铅片焊接式、螺接式和插接式。铅片焊接式技术保证电池单体间的良好联结,铅联结片外面盖有塑料盖加以保护,防止短路。螺接式电池单体间的联结采用可绕曲的电缆连接,电缆中间是铜

铅酸蓄电池的工作原理

铅酸蓄电池的工作原理 1、铅酸蓄电池电动势的产生: A)铅酸蓄电池充电后,正极板是二氧化铅(PbO2),在硫酸溶液中水分子的作用下,少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质——氢氧化铅(Pb(OH)2),氢氧根离子在溶液中,铅离子(Pb)留在正极板上,故正极板上缺少电子。 B)铅酸蓄电池充电后,负极板是铅(Pb),与电解液中的硫酸(H2SO2)发生反应,变成铅离子(Pb+2),铅离子转移到电解液中,负极板上留下多余的两个电子(2e)。可见,在未接通外电路时(电池开路),由于化学作用,正极板上缺少电子,负极板上多余电子,两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。 2、铅酸蓄电池放电过程的电化反应: A)铅酸蓄电池放电时,在蓄电池的电位差作用下,负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I ,同时在电池内部进行化学反应。 B)负极板上每个铅原子放出两个电子后,生成的铅离子(Pb+2)与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。 C)正极板的铅离子(Pb+4)得到来自负极的两个电子(2e)后,变成二价铅离子(Pb+2)与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。正极板水解出的氧离子(O2)与电解液中的氢离子(H+)反应,生成稳定物质水. D)电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极,在电池内部形成电流,整个回路形成,蓄电池向外持续放电。 E)放电时H2SO4浓度不断下降,正负极上的硫酸铅(PbSO2)增加,电池内阻增大(硫酸铅不导电),电解液浓度下降,电池电动势降低。 F)化学反应式为: 正极活性物质电解液负极活性物质正极生成物电解液生成物负极生成物↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ PbO2 + H2SO4 + Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4 氧化铅稀硫酸铅硫酸铅水硫酸铅 3、铅酸蓄电池充电过程的电化反应 A)充电时,应在外接一直流电源(充电极或整流器),使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质,并把外界的电能转变为化学能储存起来。 B)在正极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb )和硫酸根负离子(SO4 ̄2)由于外电源不断从正极吸取电子,则正极板附近游离的二价铅离子(Pb )不断放出两个电子来补充,变成四价铅离子(Pb ),并与水继续反应,最终在正极极板上生成二氧化铅(PbO )。 C)在负极板上,在外界电流的作用下,硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb )和硫酸根负离子(SO4 ̄2),由于负

铅酸电池工作原理

铅酸电池工作原理 (1)阀控式密封铅酸蓄电池在充放电过程中的化学反应如下: 放电 PbO 2 + 2H 2SO 4 + PbSO 4 + 2H 2O + PbSO 4 充电 (二氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) (硫酸铅) (水) (硫酸铅) 解决方案 防止因过充电导致水分解而引起电解液的减少 实现电池的密封 (3)活性物质 设计正、负极板活物质在充电过程中的异步复原反应,即当正极板活物质完全充电恢复后,负极板活物质还未完全转变为海绵状铅,这样,充电末期当正极开始产生氧气时,负极板还未变成完全充电状态,可以最大限度抑制氢气的产生。 (4)隔板:设计隔板达到以下4个主要目的 ① 保持正、负极板绝缘; ② 吸附电解液,保持电解液不流动及负极板处于湿润状态; ③ 高孔隙度,使正极产生的氧气容易通过到达负极板; ④ 隔板中加入适量粗纤维,保持隔板长时间具备良好的弹性。 (5)充电末期电极反应 正极产生的氧气,与负极活物质和稀硫酸进行反应,使负极板的一部分处于去极化状态,从吸收正极产生的氧气而消耗的海绵状铅的量 负极板充电生成海绵状铅的量 二者达到平衡状态时,便实现了电池的密封 当 与? ?

而抑制了氢气的产生。 充电末期的电极反应如下: A、正极板的反应(产生氧气) ①2H2O →O2+ 4H++ 4e- (通过隔板移向负极板表面) B、负极板的反应 ②2Pb + O2→2PbO (海绵状铅与氧气发生反应) ③2PbO + 2H2SO4→2PbSO4+ 2H2O (PbO与电解液发生反应) ④2PbSO4 + 4H+ + 4e-→2Pb + 2H2SO4(PbSO4的还原) (参与②的反应)(参与③的反应) C、负极板的总反应:O2+ 4H++ 4e-→2H2O 总之,充电过程产生的氧气能够迅速与负极板上充电状态下的活物质发生反应变成水,结果基本没有水份的损失,密封成为可能。 2、电池生产流程

铅酸蓄电池的的基本知识三篇

铅酸蓄电池的的基本知识三篇 篇一:免维护铅酸蓄电池的的基本知识 人们常说的免维护蓄电池正规名称叫做阀控式密封铅酸蓄电池。阀控式密封 铅酸蓄电池从外表看,有外壳、阀盖、接线端子。接线端子周边的密封材料分别用红色和黑色(或者蓝色)来表明正极和负极。 12V的电池内部分为6个独立的相互隔绝的单格,每个单格内有用各自的汇流导体连接的正极板群和负极板群。铅酸蓄电池的极板犹如钢筋水泥的结构,是在合金丝的筛网状的骨架上涂敷(或 者轧制)活性物质形成的:正极板上的物质是二氧化铅(PbO 2 ),负极板上的物质是绒状铅(Pb)。每一个正、负极板之间都隔着多孔的超细纤维物质(也有使 用二氧化硅胶物质填充的),其中吸附着硫酸(H 2SO 4 )电解液,这个纤维物质(或 硅胶物质)是电化学反应过程中液相传输和气相传输的通道,它和正、负极板群被紧密地装配在一起,形成一个2V的电池单体。由于铅酸蓄电池在充电时极板不可避免的会产生氢气和氧气,当它们产生的过多并且来不及化和成水的时候就会在单格内形成压力。为了保证蓄电池正常安全的工作,每个单格都设有自己的溢气阀,当压力过量时让气体自动逸出。相对于电池槽里装满电解液体的富液电池而言,阀控式密封铅酸蓄电池内部只蕴含着很少的电解液,属于贫液电池。尽管如此,由于设计时电解液有一定的冗余,并且在溢气阀压力的保护下只要使用合理,由气体逸出造成的水损失极小,以至阀控蓄电池的电解液在寿命过程中基本不用补充,因此阀控式密封铅酸蓄电池也被称为免维护蓄电池。 蓄电池的电压多少伏算正常?

人们常说:这个蓄电池电压是12V的。这里所说的12V是指蓄电池的最基本参数——标称电势(单位V)。一个铅酸蓄电池单格标称电势为2V,由6个单格串连起来的蓄电池标称电势就是12V。电动车使用的电源一般都是用2到5个12V 的蓄电池串连组成24V、36V、48V、60V电池组,这里都是指蓄电池组的标称电势,它是由蓄电池所采用活性物质的特性决定的理论值。实际上,不同的状况下蓄电池的电压和标称电势存在差异。比如:一个标称电势为12V的正常的铅酸蓄电池在充电过程的末期,充电极化达到最大值,电压可以达到14.4V或更高一点;在放电将终了时,放电极化达到最大值,电压可以低到9V左右。而充电或者放电停止并且静置数小时后,极化电压(浓度极化)完全消失,这个12V的蓄电池的电势可以在13.8V(充满后)至11V(放完后)之间,此时的差异是蓄电池内部的活性物质状态的改变造成的。 电池容量(Ah)的含义是什么? 蓄电池的额定容量C,单位安时(Ah),它是放电电流安(A)和放电时间小时(h)的乘积。由于对同一个电池采用不同的放电参数所得出的Ah是不同的,为了便于对电池容量进行描述、测量和比较,必须事先设定统一的条件。实践中,电池容量被定义为:用设定的电流把电池放电至设定的电压所给出的电量。也可以说电池容量是:用设定的电流把电池放电至设定的电压所经历的时间和这个电流的乘积。为了设定统一的条件,首先根据电池构造特征和用途的差异,设定了若干个放电时率,最常见的有20小时、10小时时率、电动车专用电池为2小时率,写做C20、C10和C2,其中C代表电池容量,后面跟随的数字表示该类电池以某种强度的电流放电到设定电压的小时数。于是,用容量除小时数即得出额定放电电流。也就是说,容量相同而放电时率不同的电池,它们的标称放电电流却

铅酸蓄电池基本知识

铅酸蓄电池基本知识 电池:通过化学反应提供直流电能的电化学装置 电池是一种能量转化与储存的装置,它主要通过化学反应将化学能或物理能转化为电能。它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供电能。 Cell 和Battery的区别: ① Cell 是指一般的小型和单个电池,更强调单个单元; ② Battery是指蓄电池和电池组,更强调系统或者组; ③ Battery 运用得更加广泛,是电池的通用名称,包括锂电池、镍氢电池、蓄电池、干电池等等。 一次电池与二次电池的异同点: 一次电池只能放电一次,二次电池(也叫可充电电池),可反复充放电循环使用,可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化,一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池,但内阻远比二次电池大,因此负载能力较低,另外,一次电池的自放电远小于二次电池。 电池种类 一次电池:不可充电,如锌锰、碱性、锂电池 二次电池:可充电,如铅酸、镍氢、锂离子电池 高级电池:结构特殊,性能卓越,如锌空电池,以空气做正极,体积很小,用于助听器。 燃料电池:Fuel Cell, FC, 将存在于燃料(氢气)和氧化剂(氧气)中的化学能转化为电能的装置,不是蓄电池,是发电机,1839年由英国的Grove发明。 太阳能电池:物理电源,通过光电效应或光化学效应直接把光能转化为电能的装置,1883年Charles发明首块太阳能电池,前景广阔,目前成本高,限制了应用。 电池由外壳、正极、负极、端子、隔膜等组成 外壳:一般是塑料或金属材质 正极:电流的流出端 负极:电流的流入端 端子:内部与活性物质相连,外接用电器 隔膜:防止正、负极短路,并提供电子的内部传递通道 蓄电池: 蓄电池(Storage Battery),也称二次电池,是通过充电将电能转换为化学能贮存起来,使用时再将化学能转换为电能释放出来的化学电源装置。

蓄电池知识大全

汽车蓄电池相信大家都不陌生,但是提及蓄电池的维护使用以及更换问题,可能还未到更换时间的车主都不会去关注,又或者说我的电瓶是免维护型的,平时不需要去“捣鼓”。确实,蓄电池在日常行车中大多车主都不会特意去维护,等到要更换的时候,就直接去了4S店。其实你是否知道,蓄电池的更换是非常简单的,你只需要买到正规产品,并不一定要去4S店换,自己更换或者在外面更换可省不少钱。这里花了两天功夫总结了一篇史上最全的蓄电池知识普及(包括基础知识、更换需知、原厂品牌调查以及主流品牌价格),如果你有蓄电池方面的知识需要查询,也不需要问度娘了,这里就有。 一、蓄电池的定义: 蓄电池,也就是我们平时所称的电瓶,它的工作原理就是把化学能转化为电能。当车辆准备启动时,蓄电池会供给发动机用电,然后由发动机带动飞轮、曲轴的转动。如果出现发动机供电不足或者当发动机处于怠速时,蓄电池可以协助发电机向用电设备供电提供电源,而当发动机开始正常供电,蓄电池又可以储存电能,相当于一个大容量电容器,可以保护汽车的用电器。 二、蓄电池2个性能参数的意义 这里介绍的有关蓄电池的两个性能参数,一个是电池容量(单位为Ah),一个是低温启动电流。(CCA缩写)。如果蓄电池容量太小,车内电器在熄火状态下的用点时间会变短,如果低温启动电流过小,一般来讲因为车辆启动时所需的电流量一般是恒定的,只要保证车辆能够正常启动,蓄电池低温启动电流参数大小并不十分重要,但如果额外增加了电器后,使得车辆所需电流量增大,此时低温启动电流参数过低的蓄电池则无法正常启动发动机。 1、蓄电池容量:单位为Ah(Ampere Hour),表示在特定条件下,蓄电池的放电能力。例如:一个45Ah容量的蓄电池,以恒定1A的电流放电,能持续放电45小时。 2、低温启动电流:一般用缩写CCA(Cold Cranking Ampere)表示,指在规定的某一低温状态下(通常是℃),蓄电池在电压降至极限馈电电压前,连续30秒释放出的电流量。

铅酸蓄电池基本知识

一.铅酸蓄电池的基本知识 1.1 什么是铅酸蓄电池? 以铅和酸作为化学反应物质制成的蓄电池叫做铅酸蓄电池。它是一种直流电源,充电时将电能转变成 化学能,放电时将储存的化学能转变成电能的一种装置。 1.2 铅酸蓄电池的优缺点 铅酸蓄电池在常用体系的蓄电池中电压最高为 2.0V 。其二是它的廉价性,其三是高倍率放电性能良好,高低温性能良好可在-40 —60°C 的条件下工作。易于浮充使用没有“记忆”效应等。当然铅蓄电 池也具有某些难以克服的缺点,首先是它的寿命比较短,在放电状态下长期保存会导致电极的不可逆 硫酸盐化。在某些结构的电池中由于氢的析出有爆炸的危险等。 1.3 铅酸蓄电池的分类 铅酸电池具有广泛的用途按照极板的结构可分为涂膏式、管式和形成式。按荷电状态可分为干荷电态 和湿荷电态几种。(我们公司代理的GS 电池为湿荷电态,VHB 为干荷电态)按电池盖和排气栓结构可分为排气式、防酸隔爆式、防酸消氢式和阀控密封式。 1.4 铅酸蓄电池的一般结构 构成蓄电池的主要部件是负极板、正极板、隔板、电解液、电池槽此外还有一些零件如端子、连接 条、排气栓等。 1.5 牵引用铅酸蓄电池的结构设计 负极板构造 牵引用蓄电池的负极板比正极板多一块,一般采用格栅型设计并涂上海绵状的Pb 膏即涂膏式,这样能满足电池的大负荷工作。其板栅像铁丝网原则上与汽车蓄电池相同,但常使用厚极板,高度较高。所 以活性物质的利用率较低一般在35%左右。 正极板构造 正极板有两种类型,即管式和涂膏式。(我司代理的GS 和VHB牵引蓄电池其正极板均采用管式结构)管式正极板的结构是用一导电骨架与一模仿极平的顶部集流条和许多圆柱骨芯焊在一起构成的。骨芯 数目由极板尺寸决定,骨芯外边套有惰性玻璃纤维管套,其内部填充pbo 2(pbo2 在填充之前已经和H2SO4 充分反应过) 管式正极板的优越性 1. )在使用寿命期间活性物质保持在管中,不发生脱落。 2. )极板孔率提高,有利于活性物质利用率的提高。 3. )铅合金的骨架由于被活性物质包围,其腐蚀速率降低。使得充放电循环达1500 次以上。而相同厚 度的板栅涂膏式极板在腐蚀作用下只有800 次。 隔板 作用是防止电池的正负极板接触造成短路。我们采用聚丙烯PE 材料,其韧性好,又有很好的渗透性,保证电池内部离子的有效传递。 电解液 电解液为稀硫酸,我们使用的是符合德国DIN 标准的酸液,其杂质含量很小,能有效防止电池的自放电,增强电池的使用效率,延长电池使用寿命。 单体壳体 采用抗冲性能好,难以产生裂痕和破损的合成树脂制成。 注液塞 电池充电时无需打开盖子就能将气体排出(充电时产生的H2 和O2),同时也防止在工作过程中电解液剧烈翻腾溅出而产生危险。打开注液塞就可以测量电解液的比重和温度。 电池单体间的联结 电池单体之间的联结分为铅片焊接式、螺接式和插接式。铅片焊接式技术保证电池单

铅酸蓄电池的发展历史

铅酸蓄电池的发展历史 铅酸蓄电池的发明至今已有一百多年的历史,因其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点使其在化学电源中一直占有绝对优势。 到20世纪初,铅酸蓄电池历经了许多重大的改进,提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而,开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点:1、充电末期水会分解为氢、氧气体析出,需经常加酸、加水,维护工作繁重;2、气体溢出时携带酸雾,腐蚀周围设备,并污染环境,限制了电池的应用。 近二十年来,为了解决以上的两个问题,世界各国竞相开发密封铅酸蓄电池,实现电池的密封,获得干净的绿色能源。1969年,美国登月计划实施,阀控式密封铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源,最后镉镍电池被采用,但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。1992 年,经过许多年努力并付出高昂代价的情况下,密封铅酸蓄电池得到了广大用户的认可。其基本特点是使用期间不用加酸加水维护,电池为密封结构,不会漏酸,也不会排酸雾,电池盖子上设有单向排气阀(也叫安全阀),该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值(通常用气压值表示),即当电池内部气压升高到一定值时,排气阀自动打,排出气体,然后自动关阀,防止空气进入电池内部。 VRIA电池就是阀控式密封铅酸蓄电池。它诞生于20世纪70年代,到1975年时,在一些发达国家已经形成了相当的生产规模,很快就形成了产业化并大量投放市场。这种电池虽然也是铅酸蓄电池,但是它与原来的铅酸蓄电池相比具有很多优点,而倍受用户欢迎,特别是让那些需要将电池配套设备安装在一起(或一个工作间)的用户青睐,例如UPS、电信设备、移动通信设备、计算机、摩托车等。这是因为VRIA电池是全密封的,不会漏酸,而且在充放电时不会象老式铅酸蓄电池那样会有酸雾放出来而腐蚀设备,污染环境,所以从结构特性上人们把VRLA电池又叫做密闭(封)铅酸蓄电池。为了区分,把老式铅酸蓄电池叫做开口铅酸蓄电池。由于VRIA电池从结构上来看,它不但是全密封的,而且还有一个可以控制电池内部气体压力的阀,所以VRLA铅酸蓄电池的全称便成了“阀控式密闭铅酸蓄电池”。 阀控式密封铅酸(VRIA)蓄电池的种类 目前国内外生产的VRLA蓄电池主要采用两种技术:AGM技术和GEL技术。 AGM技术是贫液式设计,电池内部没有流动的电解液,它采用超细玻璃棉隔板,隔板吸收了足够的电解液后仍保持10%左右的孔隙作为氧气的复合通道,正极析出的氧到负极复合,以实现氧的循环。它具有自放电小、充电效率高的优点,极群采用紧装配,内阻小,适合大电流放电,气体复合效率高,酸雾逸出少,初期容量较高,有较好的低温放电性能。 GEL技术即生产胶体电池的技术。胶体电池中氧的复合通道是胶体收缩时所产生的裂纹,由于采用富液式设计,深放电的恢复特性较好,能防止电解液干涸,胶体的固定作用使电解液几乎不存在分层现象,在较高的环境温度下,胶体电池有较长的寿命。但胶体电池在使用初期,裂纹少,复合效率低,控制阀经常打开排放酸雾,无法充分体现密封蓄电池在环保方面的优越性。经过一段时间,裂纹增多,这个缺点自然而然就会被克服。 胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类,最简单的做法,是在硫酸中添加胶凝剂,使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。 广义而言,胶体电池与常规铅酸电池的区别不仅仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体,从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子材料,俗称陶瓷板栅,亦可视作胶体电池的应用特色。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂,大大提高了极板活性物质的反应利用率,据非公开资料表明可达到70wh/kg的重量比能量水平,这些都是现阶段工业实践及有待工业化的胶体电池的应用范例。

铅酸蓄电池的工作原理和特点

铅酸蓄电池的工作原理和特点 电动车电池、汽车起动用铅酸蓄电池是一种电能与化学能互相转换的可逆装置,也就是说:充电是将电能储存起来,而放电是将化学能变为电能释放出去。铅酸蓄电池由正极板、负极板、玻璃纤维隔板、电解液和电解槽所组成,充电后正极的活性物质为二氧化铅,负极板活性物质为海绵状铅,放电后连极板的活性物质都转变为硫酸铅,充电后又恢复为原来物质。化学反应方程式如下: 放电 PbO2 + 2H2SO4 + Pb <=====>PbSO4+2H2O+PbS04 正极电解液负极充电正极水负极 从化学反应的方程式中可以看出,在放电过程中消耗了硫酸,生成了水,因此电解液的浓度越来越小,而充电过程则相反。 电动自行车采用了负极性物质过量的设计。当蓄电池充电的时候,正极充足100%后,负极尚未充到底90%,这样蓄电池内只有正极产的氧,不存在负极产生的难以复合的氢气。为了解决水的消耗问题,和必须为氧的复合创造条件。采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔膜板膜,解决了氧的传输问题,使氧复合反应得以进行,完成了氧的再化合,蓄电池实现了密封和免维护。氧的再化合过程如下: (正极)PbSO4--------PbO---------02 (负极)PbSO4---------Pb---------- 02 电池主要性能参数 电池的主要性能包括额定容量、额定电压、开路电压、内阻和自放电率。 额定容量 在设计规定的条件(如温度、放电率、终止电压等)下,电池应能放出的最低容量,单位为安培小时,以符号C表示。容量受放电率的影响较大,所以常在字母C 的右下角以阿拉伯数字标明放电率,如C20=50,表明在20时率下的容量为50安·小时。 额定电压 电池在常温下的典型工作电压,又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件而异。 开路电压 电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时(即没有电流通过两极时)电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。 内阻 电池的内阻是指电流通过电池内部时受到的阻力。由于内阻的存在,电池的工作电压总是小于电池的开路电压。 自放电率 电池在存放过程中电容量自行损失的速率。用单位储存时间内自放电损失的容量占储存前容量的百分数表示。 常用技术术语 ◆充电:蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电; ◆放电:蓄电池对外电路输出电能时叫做放电; ◆电动势:外电路断开,即没有电流通过电池时在正负极间量得的电位差,叫电

铅酸蓄电池常见基本知识

铅酸蓄电池常见基本知识

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铅酸蓄电池常见基本知识 1、铅酸蓄电池的发展历史和现状 2、阀控式铅酸蓄电池的定义 3、阀控式铅酸蓄电池的分类 4、阀控式铅酸蓄电池的基本原理 5、阀控式铅酸蓄电池的性能参数 6、阀控式铅酸蓄电池的自放电 7、阀控式铅酸蓄电池的基本结构 8、阀控式铅酸蓄电池的设计 9、阀控铅酸蓄电池的充放电特性 10、阀控式铅酸蓄电池容量的影响因素 11、阀控铅酸蓄电池的失效模式 12、阀控铅酸蓄电池的使用 13、bosfa2V系列电池推荐使用条件及维护方式 14、bosfa12V系列电池推荐使用条件及维护方式 15、阀控密封蓄电池在维护过程中应注意的一些问题 16、电池的安装过程、放电过程及注意事项 17、相比同类产品的优势 18、bosfa蓄电池的参数设置及维护管理 铅酸蓄电池的发展历史和现状 蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的,至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后,在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。 到20世纪初,铅酸蓄电池历经了许多重大的改进,提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而,开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点:①充电末期水会分解为氢,氧气体析出,需经常加酸、加水,维护工作繁重;②气体溢出时携带酸雾,腐蚀周围设备,并污染环境,限制了电池的应用。近二十年来,为了解决以上的两个问题,世界各国竞相开发密封铅酸蓄电池,希望实现电池的密封,获得干净的绿色能源。 1912年ThomasEdison发表专利,提出在单体电池的上部空间使用铂丝,在有电流通过时,铂被加热,成为氢、氧化合的催化剂,使析出的H2与O2重新化合,返回电解液中。但该专利未能付诸实现:①铂催化剂很快失效;②气体不是按氢2氧1的化学计量数析出,电池内部仍有气体发生;③存在爆炸的危险。 60年代,美国Gates公司发明铅钙合金,引起了密封铅酸蓄电池开发热,世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发。 1969年,美国登月计划实施,密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源,最后镉镍电池被采用,但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。 1969-1970年,美国EC公司制造了大约350,000只小型密封铅酸蓄电池,该电池采用玻璃纤维棉隔板,贫液式系统,这是最早的商业用阀控式铅酸蓄电池,但当时尚未认识到其氧再化合原理。 1975年,GatesRutter公司在经过许多年努力并付出高昂代价的情况下,获得了一项D型密封铅酸干电池的发明专利,成为今天VRLA的电池原型。 1979年,GNB公司在购买Gates公司的专利后,又发明了MFX正板栅专利合金,开始大规模宣传并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。 1984年,VRLA电池在美国和欧洲得到小范围应用。 1987年,随着电信业的飞速发展,VRLA电池在电信部门得到迅速推广使用。 1991年,英国电信部门对正在使用的VRLA电池进行了检查和测试,发现VRLA电池并不象厂商宣传的那样,电池出现了热失控、燃烧和早期容量失效等现象,这引起了电池工业界的广泛讨论,并对VRLA电池的发展前途、容量监测技术、热失控和可靠性表示了疑问,此时,VRLA电池市场占有率还不到富液式电池的50%,

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