阀控式密封和免维护铅酸蓄电池的寿命影响

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阀控式免维护铅酸蓄电池特点

阀控式免维护铅酸蓄电池特点

阀控式免维护铅酸蓄电池特点:密封性:采用电池槽盖、极柱双重密封设计,防止漏酸,可靠的安全阀可防止外部空气和尘埃进入电池内部。

免维护:H2O再生能力强,密封反应效率高,因此电池在整个使用过程中无需补水或补酸维护。

安全可靠:无酸液溢出,可靠的安全阀装置使电池在整个使用过程中更加安全可靠。

长寿命设计:计算机精设计的多元合金板栅,ABS耐腐蚀材料外壳,高的密封反应效率,从而保证了蓄电池的使用寿命长。

性能高:(1)重量、体积比能量高,内阻小,输出功率高。

(2)充放电性能高。

自放电控制在每个月2%以下(20℃)。

(3)恢复性能好,在深放电或者充电器出现故障时,短路放置30天后,仍可充电恢复其容量。

(4)无需均衡充电。

由于单体电池的内阻、容量、浮充电压一致性好,确保电池在浮充状态下无需均衡充电。

温度适应性强:可在-25~50℃下安全使用。

使用和运输安全简便:满荷电出厂,无游离电解液,电池可横向放置,并能以无危险材料进行水、陆运输。

性价比强:蓄电池高性能,长的使用寿命和低维护成本,给予用户经济实惠的产品。

行标型号电池型号额定额定容量(Ah) 外型尺寸 (mm±1mm) 参考端子形式电压 1.80V 1.80V 长宽高总高重量(V) 20HR 10HR (L±1) (W±1) (H±1) (H±1) (Kg)6GFM7 12V7AH 12 7 6.5 151±1 65±1 94.5±1 100±1 2.2 T2/T1 6GFM17 12V17AH 12 17 16.7 181.5±1 77±1 167.5±1 167.5±1 5.3 T2/T1 6GFM18 12V18AH 12 18 16.7 181.5±1 77±1 167.5±1 167.5±1 5.7 T3/T12 6GFM24 12V24AH 12 24 22.3 166.5±1 175±1 125±1 125±1 8.1 T3/T12 6GFM35 12V35AH 12 35 32.6 195±2 130±1 164±1 180±1 11.2 T5/T6/T1行标型号电池型号额定额定容量(Ah)外型尺寸 (mm) 参考端子形电压 1.80V 1.80V 长宽高总高重量(V) 20HR 10HR (L) (W) (H) (H) (Kg)6-GFM-38 12V38AH 12 40.2 38 197±2 165±1 170±1 170±1 13.2 T66-GFM-40 12V40AH 12 42.4 40 255±2 97±1 203±2 203±2 13.1 T76-GFM-50 12V50AH 12 53 50 257±2 132±1 200±2 200±2 16 T66-GFM-55 12V55AH 12 58.4 55 229±2 138±1 205±2 226±2 17 T6/T9/T1 6-GFM-65 12V65AH 12 69 65 348±3 167±1 178±1 178±1 21 T6/T14 6-GFM-75 12V75AH 12 79.6 75 348±3 167±1 178±1 178±1 21.6 T66-GFM-80 12V80AH 12 84.8 80 259±2 168±1 208±2 214±2 22.6 T66-GFM-100 12V100AH 12 106 100 330±3 173±1 212±2 220±2 30 T116-GFM-120 12V120AH 12 127 120 410±3 177±1 225±2 225±2 35 T116-GFM-150 12V150AH 12 159 150 485±3 170±1 240±2 240±2 42.5 T116-GFM-200 12V200AH 12 212 200 522±3 240±2 218±2 224±2 62.5 T116-GFM-250 12V250AH 12 266 250 522±3 268±2 220±2 226±2 73 T11目录1原理简介2详细内容2.1 蓄电池充电器原理2.2 充电方法制度2.3 恒流充电法2.4 恒压充电法2.5 阶段充电法2.6 快速充电法3定量研究3.1 恒压充电时计算充电电流3.2 蓄电池充电电流与时间的关系3.3 蓄电池的充电电流大小限制3.4 如何计算充电电池充电时间3.5 电池的放电4记忆效应1原理简介蓄电池放电后,用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池,使它恢复工作能力,这个过程称为蓄电池充电。

阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理和维护

阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理和维护

阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理和维护工作原理:阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理基于铅酸电池的化学反应。

在充电状态下,电池内的负极板(铅)上生成二氧化铅,正极板(二氧化铅)还原为铅,同时,在电解液中形成硫酸铅。

而在放电状态下,正负极板之间的化学反应反转,二氧化铅还原为铅,同时电池释放出电能。

然而,阀控式密封铅酸蓄电池与普通铅酸蓄电池的区别在于,它具有自密封的特点。

密封结构可以控制气体的扩散和液体的蒸发,使得电池能够保持足够的电解液,同时阻止外部空气进入电池内部。

这使得阀控式密封铅酸蓄电池具有更长的寿命和更高的安全性能。

维护:1.温度控制:电池的工作温度应在20℃-25℃范围内,避免过高或过低的温度。

高温会加速电解液的蒸发,降低电池的寿命,低温则会降低电池的容量和输出功率。

2.充电状态:尽量保持电池处于充满状态,可以通过定期充电或充电器进行维护充电来实现。

如果长时间不充电,电池内的自放电会导致电池电量逐渐减少。

3.清洁维护:定期检查电池表面的污物,如有必要可以用湿布或软刷进行清洁。

同时检查电池连接器和线缆的接触是否良好,如有松动或腐蚀应及时修复或更换。

4.定期检查电池状态:通过测量电池的开路电压、内阻、容量等参数,可以了解电池的健康状态。

如果发现电池存在异常,如充电时间延长、容量下降等,应及时进行维修或更换。

5.安全措施:在维护电池时应注意安全,及时清理电池周围的杂物和易燃物,避免因外界因素引起的安全问题。

同时,正确使用充电器以防止过度充电或过度放电。

总之,阀控式密封铅酸蓄电池以其自密封、阀控和免维护的特点,成为一种非常理想的蓄电池选择。

通过了解其工作原理和维护要点,可以更好地使用和保护阀控式密封铅酸蓄电池,延长其使用寿命,提高电池系统的可靠性和安全性。

密闭式铅酸蓄电池寿命影响因素简析

密闭式铅酸蓄电池寿命影响因素简析

密闭式铅酸蓄电池寿命影响因素简析摘要:通过对国内多个发电厂电气直流系统安装、调试过程中阀控式铅酸蓄电池充放电的经验,针对影响阀控铅酸电池使用寿命的主要因素,给出了提高其使用运行寿命的建议。

关键词:铅酸蓄电池;工艺;寿命1前言阀控式铅酸蓄电池是在普通铅酸蓄电池基础上发展起来的新型蓄电设备,随着高频开关电源的配套使用,阀控式铅酸蓄电池已开始被广泛应用。

“免维护”是相对于普通铅酸蓄电池而言的,主要用在无须添加电解液和较低要求的运行场所。

国内很多发电厂都使用了多组这种“免维护”蓄电池,也曾出现过储存维护不当、放电不完全、充电模式选择不正确等原因而造成蓄电池性能降低以及个别电池报废的现象。

2铅酸蓄电池放电原理2.1阀控式铅酸蓄电池的基本原理阀控式铅酸蓄电池的特点在于它的密封性原理,即利用负极吸收原理,通过氧气复合循环来保证其密封性。

氧气复合循环的原理是,在充电后期,正极开始析出氧气,当氧气扩散到了负极被负极吸收,此时的反应过程如下:在上述充电过程中,氧气在正极生成,扩散后在负极被吸收的过程,就是“氧气复合循环”。

另外,负极由于活性物质过量而在“氧气复合循环”的作用下始终处于未充足电量状态,使氢气不能析出,即充电过程中负极只发生如下反应:2.1阀控式铅酸蓄电池的失效机理阀控式铅酸蓄电池失效的主要原因有以下几方面:板栅腐蚀、水损耗、热失控、负极板硫酸盐化和电池电压不均等,其中最常见的失效原因是正极板腐蚀。

对阀控式铅酸蓄电池性能和劣化速度影响最大的是正极,其腐蚀速度的影响因素主要有腐蚀膜孔尺寸、极化、变形、活性物质性能变化等。

3影响阀控式铅酸蓄电池使用寿命的主要因素阀控式铅酸蓄电池浮充状态下正常使用寿命一般为10年,虽然其理论使用寿命可能达到20年,但实际情况是电池组常出现早期失效的现象。

其实,影响蓄电池使用寿命的因素很多,主要有:3.1环境温度当环境温度高于25℃时,蓄电池的栅板化学反应会加速,此过程将消耗更多的水,蓄电池的内阻将增大,这一过程将使电池寿命缩短,若长期运行电池寿命会降低得更快。

影响阀控电池使用寿命的因素及维护建议

影响阀控电池使用寿命的因素及维护建议
电池的设计寿命是随温度而有所变化 的。根据 有关数据显示 , 温度每升高 I  ̄, O 浮充寿命则减半 , C 这表 明环境温度过高对 蓄电池使用寿命影 响很大。
许多。但与电源系统设备配套的阀控式蓄电池作为 保证通信设备正常运行 的最后一道防线, 却仍然不 时地会出现一些故障。主要表现为电池的放电容量 不足 , 使用寿命提前结束 , 给企业带来极大的经济损
压恒压 ( 限流 ) 电 方式 。因此 , 电池 浮 充 电压 和 充 蓄 均充 电压 的设 置显 得尤 为重 要 。
响, 因此在阴极上形成的硫酸盐越多 , 蓄电池的内阻 越大 , 电池的充、 电性 能就越差 , 放 蓄电池 的使用寿
命就越短。
14 其它的影响 因素 .
长期浮充电对电池的影响。蓄 电池在长期浮充
响系数也不一样 。在温度较低 时, 会使 电池容量降 低, 充电接收能力下降, 充放 电循环减弱 , 寿命下降。

般每下 降 1= 电池 放 电容 量约下 降 l 1 。, 【 %… 。如
表 1 示。 所
表 1 温度对 电池容 量和 使用寿命的影响关系 温度 ( 浮充电压 : .5 ) 1 ̄ 2  ̄ 2  ̄ 3  ̄ 2 2V 5C 0C 5C 0C
电状态 下 , 只充 电而不 放 电 , 造成 蓄电池 的 阳极 极 会
板在一定程度上 的钝化 , 使蓄 电池 内阻增大, 容量大 幅下降, 从而造成蓄电池使用寿命缩短。 热失控现象 。阀控式蓄 电池在充 、 电过程中 放 产生大量的热量 。这些热量如来不及扩散则会使电 池温度剧增 , 就会形成热失控 。在热失控严重的情 况下 , 有可能使 蓄电池瞬问电压骤降和蓄 电池壳体 温度大幅上升, 造成 了蓄 电池失水、 内阻增大 、 容量 衰减。资料显示 , 如采用 23 V 单体 (5 ) .0 / 2 连续充 电6 8 — 个月就会 出现热失控[ 。

阀控式密封铅酸蓄电池的寿命及失效分析

阀控式密封铅酸蓄电池的寿命及失效分析
2 1 循环 使 用 V L . R A蓄 电池 的 充 电方式

1 温度 与 V L R A蓄 电池容量 及寿命的关 系
V L R A蓄 电池 的 最 佳 使 用 环 境 温 度 为 1 ~ 5 2 5℃。温 度对 于 电池 的 寿命 也 有 很 大影 响 , 据 Ar 根 — re is h nu 定律 , 电池 产 品 的寿命 同温 度 的关 系式 为 : =Ae , 中 , 式 丁为 温度 ( )E为 活 化 能 ; 为 波 兹 ℃ ; K 曼 常 数 ; 为常 数 。据此 便 可 以得 到 电池 全 浮 充 寿 命 A 同温 度 的关 系 , 图 1 示 。 如 所
蓄电池)具有体积小、 , 重量轻 、 电性能好 、 放 维护量小 等特点 , 使其在很多应用领 域迅速取代 了传统 的防酸 隔爆式 蓄 电池 。阀控 式密 封铅 酸 蓄 电池 的设计 寿命 一 般 大 于 5年 , 最长 可 以达 到 2 0年 以上 , 是 环 境 的 变 但 化、 使用不当等种种因素都 会直接影响蓄 电池的效率 和寿命 。本文论述了各种影响蓄电池容量和寿命的因 素, 以便可以对蓄电池进行更好地维护, 延长其使用寿 命 , 高经 济性 。 提
文章编 号 :0 936 (0 6 0—0 30 10—64 2 0 )606 —3
: 囊德 j ; 缎
阀控 式 密 封 铅 酸 蓄 电池 的 寿 命 及 失效 分 析
术守喜 ,亓学广 , 陶 鑫, 刘惠萍 ( 山东科技 大学 信电学院 , 山东 青岛 2 6 1 ) 6 5 ( ) 摘要 : 介绍 了各种影响 阀控式 密封铅 酸蓄电池 寿命 及容 量的 因素 , 分析 了其 失效的 原 因, 相应 的g 0 的维护提 并 - a池
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机组直流免维护蓄电池的维护探讨

机组直流免维护蓄电池的维护探讨
l o0 /1 5 Ah 0HR
3 影响密封 阀控式铅酸蓄 ห้องสมุดไป่ตู้池使用寿命的
主 要 因素 及 应 对 措 施
密封 阀控 式铅 酸蓄 电池 全浮充 正 常使用 寿命 在
l 以上 , 论 上 可 到 l , 在 实 际使 用 中 , O年 理 5年 但 影
响密封阀控式铅酸蓄电池使用寿命 的因素很多 :
式铅酸 蓄电池 的基本原理 , 分析了影响蓄电池使用寿命 的主要因素 , 出了正确维护 蓄电池的注意 事项 , 提 总结 了生
产实践中一些维护经验。 关键词 免维护蓄电池 维 护
1 引 言
蓄 电池作为一种独立 的操作 电源 , 具有可靠性 高的优点 , 所以在发电厂被广泛应用。密封阀控式
Pb O2+2H2 O4+Pb ̄ S ' SO4+2H2 +Pb Pb 0 SO4
使板栅变薄加速电池 的腐蚀 , 电池容量降低 ; 使 同时 因水 损耗 加剧 , 而 影 响 蓄 电池 寿 命 。 浮充 时 应 严 从
格 限制 电压 , 制 电流 。 当 室 温 2  ̄ , 电 电 流 控 5C时 充
2 密封 阀控式铅酸蓄 电池基本原理
密封 阀控式铅 酸 蓄 电池 在充 电过程 中和充 电终
止 时会 出现 水被 电解 的现象 , 常情况 下 , 通 正极 出现
氧气 , 负极 出现 氢气 。 由于电池 采用 免维护 极板 , 使 氢 气析 出时 电位 提 高 , 上 反应 区域 和 反应 速 度 的 加 不 同 , 正极 出现氧气 先 于负极 出现氢 气 。 使 充 放 电过程 的化 学反 应方 程式 :
应 小于 0 2 1A。 .C0
在充 电的 最终 阶段 或过 充 电时 , 正极 板 上 产 生 氧气 :

影响通讯基站铅酸蓄电池寿命原因及措施

影响基站阀控电池寿命原因及措施摘要本文对目前造成基站阀控电池使用过程中容量下降、寿命缩短的各种原因进行分析和探讨,并提出相关改进措施。

关键词阀控电池使用寿命改进措施1 前言基站蓄电池从目前使用情况来看,普遍存在蓄电池容量下降过快,使用寿命短,甚至短短1~2年时间蓄电池的容量只有标称容量的30%~40%,有的只有10%~20%,而大部分基站蓄电池经过1~4年运行,其容量只有其标称容量的50%左右,远远达不到其设计使用寿命,与交换局站同类蓄电池相比,其使用寿命也大大降低,按蓄电池使用维护标准要求,蓄电池容量只要下降到其标称容量的80%,其使用寿命就终止,应对其进行更换,本文对造成基站蓄电池容量下降过快,使用寿命缩短的原因进行分析和探讨,并在此提出相关的改进措施,希望对各运营商能有所帮助。

本文蓄电池特指阀控式密封铅酸蓄电池。

2 影响基站蓄电池使用寿命的原因从目前国内几家大型阀控式密封电池厂家生产电池的质量来讲,应都能满足各运营商要求,虽然各厂家生产蓄电池质量、性能上有所差别,从现网调查使用情况来看,笔者认为厂家生产蓄电池的质量因素应不是影响目前各运营商基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的主要原因。

因为从阀控式密封电池产品结构、产品性能、基站蓄电池使用过程现场勘察情况等综合因素来看,结合交换局站使用情况,阀控式密封电池在正常情况下使用1~4年后,其容量下降应不会这么快,因此笔者认为造成基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的主要原因应在于基站本身蓄电池使用特点及其基站使用环境有关。

笔者从浙江移动、浙江联通的调查情况来看,认为影响基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的原因主要有以下几个方面。

第一,基站频繁停电、停电时间长、停电时间无规律,使蓄电池频繁充放电,是造成蓄电池容量下降过快和使用寿命缩短的一个最主要原因。

根据目前厂家对基站报废蓄电池解剖情况来看,导致蓄电池寿命终止的原因在于蓄电池负极板的硫酸化,这是蓄电池早期容量衰竭(PCL)的一种典型现象。

变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的研究

运行与维护变电站阀控铅酸蓄电池使用寿命的研究一北京市电力公司刘军王小峰韩京哲尚博王彬北京市电力公司管辖变电站直流系统的蓄电池大多数都已经更新换为阀控密封铅酸蓄电池。

国家电网公司直流电源系统管理规范(以下简称“国网规范”)规定,“新安装的阀控蓄电池在验收时应进行核对性充放电,以后每2~3年应进行一次核对性充放电,运行6年以后的阀控蓄电池,宜每年进行一次核对性充放电。

”按照该规定,2008年北京市电力公司110kV以上变电站约有1O O组座需要进行该项作业。

表1列出了北京市电力公司2008年维护过的部分蓄电池组的充放电结果。

表中的放出百分比值已经经过温度修正。

按照国网规范规定,蓄电池的放出容量达不到额定容量的80%时为不合格蓄电池,应进行报废处理。

北京市电力公司通过对充放电结果的分析得出,影响阀控密封铅酸蓄电池寿命的因素,除了温度和浮充电压外,直流系统电压质量、蓄电池运行年限和核对性充放电周期也是影响阀控密封铅酸蓄电池寿命的重要因素。

实践中重视这些因素,减少7812008.10电力系统装备f 摘要通过对北京市电力公司所属阀控密封铅酸蓄电池核对性充放电结果与运行环境的分析,得出了影响其寿命的主要因素,并提出了“延长”蓄电池使用寿命的针对性的措施。

甚至消除它们的影响,可“延长”阀控密封铅酸蓄电池的使用寿命。

1直流系统电压质量的影响变电站二次系统的电压质量,即变电站用直流系统电压质量目前还没有得到足够的重视。

其实变电站用直流系统电压质量的好坏,直接影响蓄电池的寿命,间接影响各种用电设备。

阀控式密封蓄电池电化学原理和独特结构设计的材料、密封阀控的特点,决定了它对电压质量有着较高的要求。

如北京市电力公司新东安变电站1号充电设备的稳压精度、稳流精度、纹波系数不好,直流系统电压质量较差,造成1组蓄电池运行3年后于2006年提前报废;东湖变电站充电设备稳压精度、稳流精度、纹波系数严重超标,造成直流系统谐波过大,在2006年检验蓄电池时容量只剩额定容量的1%,更换后,目前更换蓄电池容量迅速减少,容量已不足额定容量的60%:前门变电站、立水桥变电站、大屯变电站、国棉变电站、北太平庄变电站、朝阳门变电站等都是可控硅相控充电设备,运行年限较久,稳压精度、稳流精度、纹波系数经过测试分别大干±1%、4-2%和1%的国网规程标准,与高频开关电源模块充电设备的标准差别更大(国网规程标准中,高频充电设备稳压精度、稳流精度、纹波系数标准分别为±0.5%、-.t-1%和O.5%),使直流系统电压质量不高,谐波干扰较大;阜成门变电站与新东安变电站类似,虽然是高频充电设备,但当时供货厂家的高频充电设备正处于开发探索阶段,存在设计问题,且设备使用已有较长时间,因此充电参数较差。

浅析影响阀控式密封铅酸蓄电池使用寿命的原因及预防措施

浅析影响阀控式密封铅酸蓄电池使用寿命的原因及预防措施摘要:该文章分析了影响阀控式密封铅酸蓄电池使用寿命的内部因素和外部因素,并提出了延长蓄电池使用寿命的预防措施,在实践工作中做好对阀控式密封铅酸蓄电池的运行管理,尽可能减少蓄电池失效的几率,以确保阀控式密封铅酸蓄电池直流系统可靠稳定的运行。

关键词:阀控式密封铅酸蓄电池寿命影响因素预防措施阀控式密封铅酸蓄电池性能稳定、可靠、维护工作量小,受到设计和运行人员的欢迎。

但阀控式密封铅酸蓄电池对温度的反应灵敏,不允许过充电和欠充电,对充放电要求较为严格,要求有性能较好的充电装置,使用维护不当将严重缩短蓄电池的使用寿命。

1.阀控式密封铅酸蓄电池的寿命阀控式密封铅酸蓄电池的寿命分为设计使用寿命和使用寿命。

1.1设计使用寿命设计使用寿命是厂家设计的按规定的环境运行的寿命。

一般的阀控式密封铅酸蓄电池的正常运行条件是在温度为25oc、浮充电压在2.25~2.27v(13.5~13.62v系6单体),2v蓄电池的寿命为10~15年,而6v和12v系列设计使用寿命为3~6年。

1.2使用寿命使用寿命是阀控式密封铅酸蓄电池在安装现场的实际运行使用寿命。

一般阀控式密封铅酸蓄电池的使用寿命小于其设计使用寿命,一般使用寿命为不到设计使用寿命的一半或更短。

2.影响阀控式密封铅酸蓄电池寿命的因素由于极板种类、制造条件、使用方式有差异,导致蓄电池失效的原因也各异,这些归纳为铅酸蓄电池失效的内部因素。

除此之外,蓄电池失效还和一些外部因素有关,如放电深度、放电电流密度、充电电流倍率等。

2.1影响阀控式密封铅酸蓄电池寿命的内部因素2.1.1阀控式密封铅酸蓄电池硫酸盐化(1)硫酸盐化的原因蓄电池由于长期欠充电或过充电,浮充电压低于2.23~2.28v (25oc)或高于2.23~2.28v (25oc),使蓄电池缺水严重,电解液密度过高,在蓄电池负极形成一种较大的、难以接受充电的pbso4结晶,此现象成为不可逆硫酸盐化。

影响阀控式免维护电池使用寿命的因素

影响阀控式免维护电池使用寿命的因素影响阀控式铅酸蓄电池实际使用寿命的因素很多,起主要作用的有以下几方面:1、过充普通铅酸蓄电池在充电初期,电池端电压较低,这时无氢氧气体析出,随后铅酸蓄电池端电压逐渐上升,当电池端电压升高到一定数值时,电池将析出大量气体。

当电池端电压上升至2.30—2.35V/只时(此电压称为发气点电压)电池中气体显著增多。

随着充电的进行,电极表面的PbO2愈来愈多,而PbSO4已逐渐变少,正极析氧速率便会愈来愈大,与此同时电池负极也开始析氢。

故过充电将会使电池产生大量的气体,从而使蓄电池失水导致过早实效,容量早期减退。

2、过放为了定期检测电池运行期的荷电能力所进行的放电,称为核对性放电。

VRLA蓄电池以0.1C恒流放电终了电压为1.80v,放电终了的持续放电称为过放电,一旦进入过放电状态,电池端电压会加速跌落,极容易造成供电中断,还会造成活性物质过渡的消耗,导致活性物质孔隙和下次充电所预留的反应面积减少,造成电池对后续充电及使用维护的困难,最终导致蓄电池无法充满,容量大幅度下降。

3、温度电池的运行条件也对电池的寿命产生重要的影响。

如果在高温下长期使用,温度每增高10度,电池寿命降低一半。

4、负极板硫酸化能够履行正常工作的VRLA蓄电池,负极板放电产物硫酸铅呈较小颗粒,充电时很容易恢复为绒状铅,但是某些电池放电产物为难溶性大颗粒硫酸铅,并且在充电时不能还原为绒状铅,这种负极板称为硫酸盐化。

负极板硫酸盐化的原因有:电池长期充电不足,高温下长期放电,长期放电搁置,高型极板电解液浓度分层和电池失水等。

负极板硫酸盐化将直接导致蓄电池的容量退缩。

防止负极板硫酸盐化的有效方法是始终保持电池内容量饱满。

5、长期处于浮充电状态不放电长期不放电将会导致蓄电池内部活性物质沉淀,活性物质若长期处于沉淀状态,将会很难再参与蓄电池内部的化学反应,从而造成蓄电池容量的减失。

6、新电池在刚安装上之后应该做一个验收性质的放电,用来检验电池的容量;三年之后每年都应该做一次核对性放电,作用有二:一是放电30%--50%,用来防止长期不放电蓄电池内部活性物质沉淀,二是放电80%--100%,用来核对放电检验电池的荷电能力,三是用核对放电来找出坏电池以便能及时更换,因为电池组中有坏电池的危害是很大的。

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阀控式密封和免维护铅酸蓄电池的寿命影响摘要:本文讨论了阀控式密封和免维护铅酸蓄电池作为太阳能灯具、光伏电站和光伏户用系统的储能电源,在全天候运行时的耐候性问题,即自然环境下温度对蓄电池寿命、容量的影响,以及光伏系统储能铅酸蓄电池研究、开发。

关键词:VRLA蓄电池胶体铅酸蓄电池免维护铅酸蓄电池环境温度蓄电池寿命蓄电池容量蓄电池研发方向近年来,太阳电池的光伏发电技术得到了世界各国的高度重视。

从欧美的太阳能光伏“屋顶计划”到我国的西部光伏发电项目。

太阳能光伏发电已经显示了其强劲的发展势头。

随着光伏发电技术的发展和低成本光伏组件的产业化,太阳能灯具、光伏电站和光伏户用电源,均要求蓄电池供应商能够提供全天候运行的蓄电池,而目前光伏系统多采用阀控式密封铅酸蓄电池(以下简称铅酸蓄电池缩写为VRLAB)胶体铅酸蓄电池和免维护铅酸蓄电池(不是VRLA蓄电池)作为储能电源。

耐候性是指蓄电池适应自然环境的特性。

本文主要讨论自然环境下温度对蓄电池寿命、容量的影响及解决方法,以及储能铅酸蓄电池研究发展方向。

上述三种产品在河北奥冠电源公司已批量生产,山东皇明太阳能公司做储能蓄电池已配套应用,现场试验效果很好。

一、温度对铅酸蓄电池寿命的影响VRLA铅酸蓄电池受温度影响较大,按阿里纽斯原理,在大于40℃,温度升高10度,寿命降低一倍,寿命终止的主要原因是:(一)硫酸电解液干涸;(二)热失控;(三)内部短路等。

(一)硫酸电解液干涸:硫酸电解液作为参加化学反应的电解质,在铅酸蓄电池中是容量的主要控制因素之一。

酸液干涸将造成电池容量降低,甚至失效。

造成电池干涸失效这一因素是铅酸电池所特有的。

酸液干涸的原因:(1)气体再化合的效率偏低,析氢析氧、水蒸发;(2)从电池壳体内部向外渗水;(3)控制阀设计不当;(4)充电设备与电池电压不匹配,电池电压过高、发热、失水、干涸而失效。

VRLA铅酸蓄电池受到上述(1)(2)(3)(4)四种因素的影响,其中(2)(3)(4)三种因素引起的失水速度随环境温度的上升而加快,从而加速了铅酸蓄电池以干涸方式失效。

酸液干涸是影响VRLA铅酸蓄电池寿命的致命因素,VRLA蓄电池不适于在35℃以上高温条件下使用。

(二)热失控:蓄电池在充放电过程中一般都产生热量。

充电时正极产生的氧到达负极,与负极的绒面铅反应时会产生大量的热,如不及时导走就会使蓄电池温度升高。

蓄电池若在高温环境下工作,其内部积累的热量就难以散发出去,就可能导致蓄电池产生过热、水损失加剧,内阻增大,更加发热,产生恶性循环,逐步发展为热失控,最终导致蓄电池失效。

VRLA铅酸蓄电池由于采用了贫液式紧装配设计,隔板中保持着10%的孔隙酸液不能进入,因而电池内部的导热性极差,热容量极小。

VRLA铅酸蓄电池之所以在高温环境下非凡分类生热失控,是由于安全阀排出的气体量太少,难以带走电池内部积累的热量。

热失控的巨热将使蓄电池壳体发生严重变形、胀裂、蓄电池彻底失效。

(三)内部短路:由于隔膜物质的降解老化穿孔,活性物质的脱落膨胀使两极连接,或充电过程中生成枝晶穿透隔膜等引起内部短路。

深放电之后的蓄电池,其吸附式隔板易出现铅绒或弥散型沉淀,或形成枝晶,导致正负极板微短路。

由于VRLA铅酸蓄电池的负极冗余设计,充电的初、中期充电效率比正极板充电效率高,所以在正极板析氧之前,负极已生成足够的绒面铅,用于使氧进行再化合。

在制作蓄电池过程中,以负极活性物质的量作为控制因素,可以减缓电池性能的恶化。

除此而外,目前在铅酸蓄电池中还普遍采用添加剂,用以改善蓄电池性能,如添加锌、镉、锂、钴、铜、镁、等金属盐或氧化物。

这些添加剂均为强电解质,在放电过程中其离子向负极迁移。

这些金属离子起化合配位作用,降低形成硫酸铅的概率,既是形成了硫酸铅,也比较松软,易于软化或还原。

在电池的使用中,应尽量保持温度恒定,避免温度的大起大落,减少枝晶析出产生的机会。

综上所述,高温对蓄电池失水干涸、热失控、正极板栅腐蚀和变形等都起到加速作用,低温会引起负极钝化失效,温度波动会加速铅酸蓄电池内部短路等等。

这些都将影响电池寿命。

二、温度对铅酸蓄电池容量的影响(一)第一类早期容量损失,缩写为PCL-Ⅰ。

铅酸蓄电池容量突然损失的主要原因是阻挡层。

由于Pb-Ca-Sn-Al合金再生缺陷和半导体效应,正极活性物质与板栅间形成了单项导电的阻挡层,导电层组成成分较为复杂并具有半导体特性的晶体,对温度极为敏感,通过对腐蚀层的研究,改进了电池的合金和铅膏添加剂等半导体掺杂制造工艺,其原理是半导体晶体对纯度极为敏感这一原理,一个ppm的掺杂能增加103的电导率,通过合理的掺杂工艺,这种失效模式基本上解决。

(二)第二类早期容量损失,缩写为PCL-Ⅱ铅酸蓄电池容量缓慢损失的主要原因是不是通常所见的板栅腐蚀硫酸盐化或活性物质软化脱落等,而是由于多孔活性物质膨胀引起颗粒之间互相隔绝,受温度影响很大,由PbO2PbSO4 软化过程中膨胀收缩,引起的正极活性物松软和络合结构的不可逆损坏,逐渐软化脱落。

造成正极板以较低的速度损失容量。

(三)第三类早期容量损失,缩写为PCL-Ⅲ铅酸蓄电池无法充电的主要原因是由于负极添加剂活性降低或损失,而使充电困难,充电接受能力差,再充电不足,从而导致负极板底部1/3处硫酸盐化而造成的。

在常温10h--20h率放电时电池容量受限于正极,在低温(-15℃以下)和高倍率(1h率以上)放电时电池容量受限于负极,低温大电流放电或受高温影响负极极非凡分类生钝化,其原因是放电过程中有大量的离子要在很短时间内进入酸液,而形成晶核需要一些时间,这样在电极表面的呈现过大的饱和度,与正常放电电流密度相比就能够形成数量多而尺寸小的晶核,使得电极表面变成孔隙小的致密层,阻碍放电反应的继续进行,类似于部分放电量消耗于这种硫酸铅盐层上。

高温促使负极添加剂的分解或溶解在电解液中而早期损失,使负极绒面铅钝化。

在低温状态,溶解度明显降低,即使放电电流与低温低浓度时相同、放电时产生的速度不变,但相对于低平衡溶解度来说提高了饱和度。

在低温状态,还导致酸液的粘度增加,导致酸扩散速度下降,增大蓄电池的内阻,高速传质性能变坏。

钝化层厚度与硫酸铅的结晶尺寸、孔隙率和孔径结构有关,即与硫酸铅的溶解度以及铅电极表面溶液饱和度有关。

在低温及电流密度、硫酸浓度高时,使负极表面溶液饱和度过高,钝化层随之变厚。

所以很易造成蓄电池因放电困难而失效。

负极板的钝化表现为既充不进电也放不出电。

温度对上述(一)(二)(三)诸因素影响的机理及程度涉及到电化学热力学、电化学动力学、半导体物理学、金属物理学等方面的理论,仍在进一步研究之中。

但高温确实会使蓄电池中的添加剂氧化失效,引起活性物质脱落,负极钝化使蓄电池早期的容量衰减速度加快。

这种早期容量衰减,将导致铅酸蓄电池寿命缩短,可靠性变差。

(四)正极板腐蚀依据化学热力学原理,环境温度过高,铅酸蓄电池放电深度越大,电解液密度越高,板栅腐蚀越剧烈;储存时间愈长,腐蚀层越厚。

伴随着板栅腐蚀而产生板栅变形拉伸,其结果使板栅抗张强度变小。

活性物质脱落,当腐蚀产物变得很厚或板栅变得相当薄时,板栅电阻增大,使电池容量下降,直至蓄电池失效。

如前所述,由于蓄电池是一个电化学容器,对环境温度变化极为敏感,环境温度既影响蓄电池的寿命也影响蓄电池的容量,这两者是密不可分的。

三、阀控式铅酸蓄电池研究发展方向短短几年时间,铅酸蓄电池在太阳能灯具中得到了广泛应用。

鉴于VRLA铅酸蓄电池在自然环境下全天候工作而面临的耐候性较差(-20℃~40℃)的问题,成功地开发出自主知识产权的耐候性较好(-40℃~60℃)的胶体,富液免维护铅酸蓄电池。

现就有关富液铅酸蓄电池研发方向简述如下:关于免维护铅酸蓄电池(不是VRLA蓄电池)免维护铅酸蓄电池壳盖在结构上采用迷宫式气室,特殊设计的氟塑料橡胶多孔透气阀,同时采用了富液设计方案,比VRLA铅酸蓄电池多加了20%的酸液,采用多孔低阻PE隔板,极群组周围及槽体之间充满了酸液,有很大的热容量和好的散热性,绝对不会产生热量积累和热失控。

受温度影响比VRLA蓄电池为小,从而排除了铅酸蓄电池干涸失效模式。

关于胶体铅酸蓄电池胶体铅酸蓄电池采用了富液设计方案,比VRLA铅酸蓄电池多加了20%的酸液,极群组周围及槽体之间充满凝胶电解质,有较大的热容量和好的散热性。

以上两种蓄电池受温度影响较小,能克服以上三种早期容量损失,并具备以下优势:(一)采用特殊的非液非胶电解质,提高装配压力(正极板表面的压力),装配压力25—60Kp,抑制正极板活性物质的软化脱落。

设计合理的控制阀,增加氧气复合,减少失水,显著提高电池寿命。

(二)采用特殊的板栅结构(正负板栅质量比1:0.75)、工艺手段及材料配方,有机和无机添加剂。

形成微孔结构的板栅,增大了电极与电解质的反应界面,降低接触电阻,减小了电极的极化,大幅度提高电极的活性物质利用率、提高了充电效率,增大电池放电和输出功率,有效的成倍延长电池寿命,全面提高电池性能。

(三)正极板栅采用Pb-Ca-Sn-Al-Sb-Zn-Cd其中的组合多元合金,负极板栅采用铅钙锡铝高氢过电位材料板栅和涂膏成型的电极板,容量大、寿命长。

铅锡多元合金集流排,内阻小,耐腐蚀,可经受长期浮充使用,分析纯极电解质,自放电小。

(四)采用新技术、改进板栅材配方,提高抗蠕变及抗腐蚀性能,适当提高Pb-Ca合金中的Sn、Ag含量,可以提高抗蠕变性能。

(五)采用低阻多孔PE隔板,极板设计要给电池壳中留出富液空间,酸液不外溢、不污染环境、不腐蚀设备机件,可以顺利进行气体阴极吸收。

提高极群组的压力,紧装配,可以延长蓄电池寿命。

(六)电池壳盖采用迷宫式特殊设计的透气阀,和特殊的添加剂,减少了水份的散失。

(七)采用适当的添加剂,有利于保持负极的正常充电状态,避免负极硫化并减小负极自放电。

所以在保持负极正常充电状态的同时,也降低了正极极化电位,从而降低了正极板栅的腐蚀速度,利于延长寿命。

结论:通过对VRLA蓄电池、胶体铅酸蓄电池、富液免维护铅酸蓄电池耐候性分析和现场试验,太阳能发电系统配套使用的铅酸蓄电池除了耐高低温影响外,还要适用西部干旱沙漠地区。

因此,胶体铅酸蓄电池、富液免维护铅酸蓄电池是最佳选择。

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