蓄电池培训

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铅酸蓄电池氧循环图示
正极 PbSO4+H2O
充电70%
PbO2 + O2 (隔膜）扩散
负极
PbSO4 H2O
Pb ……. O2
H2SO4 + PbO
3、电池技术特性 放电特性曲线 – 放电容量与放电电流关系放电电流越小放电容量越大反之 放电电流越大放电容量越小 （图2） – 放电容量与温度关系温度降低放电容量减少 （图3）
浮充电压均衡性
浮充电压不均衡性原因 电池组各单体的密封反应效率不同； 电池组各单体的安全阀开闭阀压力不同； 电池的新旧混用； 电池组各单体电解液的浓度不同； 电池隔膜的吸附电解液的能力不同。
蓄电池几种漏液现象及原因分析
A：电池正负极柱 －极柱焊接处残留气孔或杂质 B：电池安全阀 安全阀未拧紧；安全阀的密封橡胶老化； －安全阀未拧紧；安全阀的密封橡胶老化；电 池组的充电电流过大或充电时间过长； 池组的充电电流过大或充电时间过长；电池内部 电解液过量 C：电池的侧面或底部 －外部硬物划伤 D、电池的壳盖密封不严 －壳盖处粘胶或热封问题
阀控式密封铅酸蓄电池
一、电池概述 VRLA(阀控密封式铅酸蓄电池 电池的发展史 阀控密封式铅酸蓄电池)电池的发展史 阀控密封式铅酸蓄电池
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1859年，法国人Plante发明了铅酸蓄电池，至今已有140多 年的历史。 1938年，美国人A.Dassler提出了密封铅酸蓄电池的气体复 合理，为VRLA电池奠定理论基础. 1957年，德国阳光公司发明了触变性 SiO2凝胶的胶体密封 铅酸蓄电池。 1971年，美国Gates公司发明了吸收式AGM隔板，实现了铅 酸蓄电池“密封”的突破. 电池的定义 电池的定义：化学能与电能相互转换的装置称为电化学电池。 在充电过程中，将电能转化为化学能储存起来，在放电过程中， 将化学能转化为电能，供电气使用。
4、终止电压
放电速率对电池放出容量的影响
不同放电速率放电，将放出不同的容量， 不同放电速率放电，将放出不同的容量，这主要与蓄 电池内部活性物质的利用有关。 电池内部活性物质的利用有关。 高倍率放电，即大电流放电时，活性物质利用率低， 高倍率放电，即大电流放电时，活性物质利用率低， 放出的容量少，相反，低倍率即小电流放电时， 放出的容量少，相反，低倍率即小电流放电时，活性 物质利用高，放出的容量多。 物质利用高，放出的容量多。 但当放电电流非常小时， 但当放电电流非常小时，电池的活性物质反应非常成 尤其在负极会生成异常致密的反应产物－ 分，尤其在负极会生成异常致密的反应产物－几乎是 不可逆的PbSO4 ，这对电池的容量、寿命影响非常大， 这对电池的容量、寿命影响非常大， 不可逆的 会导致电池的早期容量损失(PCL)。 会导致电池的早期容量损失 。 同一放电速率，终止电压越低，放出的容量越多， 同一放电速率，终止电压越低，放出的容量越多，但 终止放电不能太低， 终止放电不能太低，否则对蓄电池的使水干涸； 不可逆硫酸盐化； 自放电过大； 热失控； 内部微短路 ； 导电连接不紧； 外壳破裂或变形； 板栅腐蚀严重。
温度对电池的影响
自放电率加大； 板栅腐蚀； 漏液； 外壳鼓胀； 热失控。
影响性能、 影响性能、影响寿命
温度是关键 ！
现场安装图
3、常见问题 、 1）、电池极柱旁有少量白色晶体 电池极柱旁有少量白色晶体，主要原因是电 池表面存在残留电解液，而出厂时由于封装 比较及时，内部存有一定的水蒸气，从而在 电池表面形成比较稀薄的硫酸膜，与极柱中 的铅发生反应形成白色结晶体覆盖在极柱周 围。或者是水蒸气凝结在极柱表面，与极柱 中的钙发生反应，形成碳酸钙的结晶体覆盖 在极柱周围。 判断该现象是否是电池漏液的方法：漏酸的 位置首先擦拭干净，然后涂抹少量的凡士林， 经过一段时间，仍有此现象，属漏液。若没 有，则不属于漏液。
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二、电池结构及工作原理电池结构 电池结构及工作原理电池结构
1、电池结构
2、 工作原理 阀控式密封铅酸蓄电池在充放电过程中的化学反应如 下
放电时正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电解 液中的硫酸反应生成硫酸铅电解液中的硫酸浓度降低 充电时硫酸铅通过氧化还原反应分别恢复成二氧化铅 和海绵状铅电解液中的硫酸浓度增大 在充电末期电池充满电后继续充入的电量将导致电解 液中水的分解为防止因过充电导致水分解而引起电解 液的减少要实现电池的密封电池密闭设计的关键解决 问题是实现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
B、离线式容量测量蓄电池充满电后静置1h， 在环境温度25C°的条件下开始放电 放电前检测电池的端电压，放电期间记录蓄 电池的放电电流、时间及环境温度，放电电 流波动不得超过规定值的1％ 测量时间间隔为：10h率放电1h, 3h放电0.5h, 1h率放电10min,放电末期随时测量 放电电流与放电时间的乘积即为电池的容 量放电结束后，充入电量应是放出电量的 1.2倍
2）、电池为何会出现鼓包或变形 1、安全阀压力过高或是安全阀阻塞时，当电 池体内压力增加到一定程度时阀门不能正常 开启，势必会造成电池的鼓包或变形。 2、浮充电压过高，充电电流大，导致正极板 析O2加快而来不及在负极复合，同时电池体 内的温度也上升较快，在排气不及时压力达 到一定时，电池会出现鼓包变形。 3、VRLA电池属于贫液式设计，对气体的化 合留有通到，而如果出现“富液”现象,就会 阻挡O2扩散到负极，降低O2的复合率，电池 内部压力增大。
图2 UPS电池在25℃时从 额定放电到高倍率放 电的定电流 放电特性
图3 显示各种放电时间率 下 温度和放电容量的 关系
4、充电特性 浮充充电应解决的两个问题 1. 补偿电池因自放电而产生的容量损失 2. 避免过充造成电池寿命的缩短 5、电池贮存特性 充满电的蓄电池如果放置没有使用也会由于 自放电而损失一部分容量，如果蓄电池保存 环境温度越高贮存时间越长蓄电池的容量损 失也越大，由于温度越高蓄电池自放电越大 长期保存时请尽量避免高温场所 。
6）、电池放电容量为何出现参差不齐 现象 电池活化的时间不足 放电前，电池是否充足电。电池充足电 后，应静置4小时以上，在进行容量测 试 温度对电池的容量也有影响，根据温度 公式进行换算 使用年限的增加，电池的容量也有自我 衰减，每年2％左右
7）、为什么新旧电池、不同类型电池 不要混用？ 由于新旧电池、不同型号电池的内阻 大小不一，电池在充放电时差异明显， 如串联使用时会造成单只电池过充电或 欠充电；如果并联使用时，则会造成充 放电偏流，各组电池的电流不一致。 新旧电池、不同型号的电池，因内阻 大小不一，电池组的均一性会受到一定 程度的影响，所以最好不要混用在一起。
电池外壳鼓胀原因
安全阀压力过高； 电池经常处于均衡充电状态； 浮充电压过高； 使用环境温度过高。
常见的几个电压参数
1、开路电压 2、浮充电压 3、均充电压 2.13-2.18V/单体（ 2.13-2.18V/单体（25℃ ） 单体 2.25V/单体 单体（ 2.25V/单体（25℃ ） 温度补充系数：－3.5mV/单体 ：－3.5mV/单体/℃ 温度补充系数：－3.5mV/单体/℃ 2.35V/单体 单体（ 2.35V/单体（25℃ ） 温度补充系数：－5mV/单体 ：－5mV/单体/℃ 温度补充系数：－5mV/单体/℃ 周期为3 周期为3－6个月 充电持续时间： 充电持续时间：12 h 根据电池服务的系统确定
8）、电池的浮充使用寿命 电池的浮充使用寿命在正常使用情况下应达 到10年以上，这是国际上采用加速寿命试验 的方法来推判的，VRLA电池对温度特别敏 感。有关数据认为，电池使用温度每提高10 度，浮充使用寿命缩短1倍。 VRLA通信用电池规定了加速试验的方法： 以2.25V／单体，在55ºC下进行浮充30天，然 后以1小时率放电到1.70V／单体，即为一个 循环，直至电池容量降到80％为终止，一个 循环相当于25ºC浮充寿命1年。要求电池寿命 不低于8个循环。
阀控式铅酸蓄电池的反应原理
正极
PbSO4+2H2O
充电 放电 充电
PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e-
（1）
副反应
负极
PbSO4
H2O
充电
1/2 O2+2H+ + 2e-
（2）
+2H++2e放电
Pb+H2SO4
充电
（3） （4）
副反应
2H+-+2e-
H2
充电
PbSO4+2H2O
放电
PbO2+Pb+2H2SO4
3）、电池的均一性及解决办法 产生原因：1、电池制造过程中，极板 之间的不均一；2、电池之间电解液为 密度不均一；3、电池之间吸酸饱和度 不均一；4、隔板厚度不均一；5、杂质 含量等等其他因素。 处理办法：1、对电池组均充，恢复电 池的均一性；2、对电池组进行核对性 放电，放出电池容量的30％－40％，使 活性物质得到活化。
自放电
为什么会发生自放电？
环境温度过高； 电池活性物质本身含有的杂质； 电解液的硫酸不纯。
温度对电池容量、使用寿命的影响 温度对电池容量、 温度升高，电池 放电容量增加； 环境温度越高， 使用寿命越短； 温度每升高10℃， 其浮充使用寿命 将减少一半。
电池容量与温度的关系 110 100 百 分 比 (%) 90 80 70 60 0 5 10 15 20 25 30 35 40 温度(℃)
2、电池的维护检测项目 、
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检测电池的浮充电压、电流及环境温度 检测电池是否有爬酸、漏液、连接条氧化现象 每半年检测电池的连接部分是否有松动现象。 电池组尽量避免过放电，过放电后，应及时对电 池组进行恢复充电，否则影响电池的使用寿命。 每年对电池组进行一次核对性放电试验，放出电 池容量的30％－40％为易。 蓄电池组若需储存，应断开电池组与充电设备及 负载的连 接部分，并保持环境阴凉、干燥、通风、 否则会造成电池组长时间小电流放电，影响电池 使用寿命。 不得使用有机溶剂而应用肥皂水清洁电池，避免 用易产生静电的干布擦拭电池。 机房内，应保持卫生清洁