第4章 阀控式密封铅酸蓄电池共61页
阀控式密封铅酸蓄电池
04
阀控式密封铅酸蓄电池的优 缺点
优点
安全性高
阀控式密封铅酸蓄电池采用密封 结构，避免了电池内部酸液外泄
，从而提高了使用安全性。
维护简单
由于其密封设计，用户无需定期 加水维护，降低了维护成本和操
作难度。
寿命长
在正确使用和保养条件下，阀控 式密封铅酸蓄电池的寿命通常较
长。
性价比高
与其它类型的电池相比，阀控式 密封铅酸蓄电池具有较高的性价
比，适合大规模应用。
缺点
能量密度低
由于采用铅和硫酸作为 主要材料，其能量密度 相对较低，会增加设备
的体积和重量。
对充电环境要求高
过充电或欠充电都可能 影响电池寿命，需要精 确的充电设备和管理系
统。
环境污染风险
虽然密封设计减少了酸 液外泄的可能性，但电 池废弃后仍可能对环境
造成污染。
05
阀控式密封铅酸蓄电池的充 控式密封铅酸蓄电池 在多次充放电后能够保持性能的时间。
详细描述
循环寿命是衡量电池寿命的重要指标。 循环寿命越长，表示电池的使用寿命 越长，能够更长时间地保持性能。
自放电率
总结词
自放电率是指阀控式密封铅酸蓄电池在不使用情况下，电量自行损失的比例。
详细描述
自放电率越低，表示电池的存储性能越好，长期不用时电量损失较少。
THANKS
广泛的应用领域，如通信、电力、数据中心等。
工作原理
01
当电池充电时，正极产生的氧气在负极上被吸 收，从而保持电池的密封状态。
02
放电时，负极的铅与硫酸发生化学反应，产生 电能。
03
由于氧再化合的过程，电池内部不会产生过多 的水，因此不需要加水维护。
阀控式密封铅酸蓄电池使用与维护
阀控式密封铅酸蓄电池使用与维护随着信息、能源、电子技术的快速发展,阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）目前已被广泛地应用于邮电、通信、电力、交通、船舶、航空航天、应急照明等诸多领域。
与普通的铅酸蓄电池相比，VRLA电池由于采用了内部氧复合技术，大大缓解了电解液的损耗，从而使蓄电池在免维护状态下长期服役，而且具有体积小、防爆、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等优点，所以深受各个行业的青睐。
如果定期对蓄电池进行管理和维护，便能够保证蓄电池有较长的使用寿命，从而保证系统设备拥有不间断电源，以保证通信、电力系统的正常运行。
一、阀控密封铅酸蓄电池的组成及原理1、阀控密封铅酸蓄电池的组成阀控密封铅酸蓄电池主要由正负极板、硫酸电解液、隔板、槽、盖、安全阀、汇流排和极柱端子等组成。
2、阀控密封铅酸蓄电池的原理（1）放电过程的电化学反应式PbO2+ 2H2SO4 + Pb→PbSO4 + 2H2O +PbSO4（2）充电过程时，在正极板上发生下列电化学反应：PbSO4+2H2O→PbO2+H2SO4+2H++2e－H2O→2H++O2+2e－在负极上发生下列化学反应：PbSO4+2H++2e→Pb+H2SO42H++2e→H2由于蓄电池在充电过程中，正、负极板发生的电化学反应各具特点，所以当正极板充电到70%时，开始析出氧气O 2，而负极板充电到90%时，开始析出氢气H 2。
为了抑制H 2和O2的析出，实现密封和免维护功能，在负极板材料中加入了钙金属以提高H 2析出的电位，使电池在正常充电下不产生H 2。
同时又采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔板膜，使纯铅的氧化反应：Pb+O2→PbO和PbO + H 2 SO 4→PbSO 4 + H2 O得以进行，以此来消除O 2的析出。
3、主要性能特点耐腐蚀铅钙锡多元合金高倍率放电极优自放电率极低超细玻璃纤维隔膜吸液无有害气体溢出低温性能优越高强度A B S树脂外壳与设备同处安装不会污染环境全密封不漏液无需加水安全阀自动开闭免建蓄电池室二、存放与安装1、存放环境应干燥、清洁，不受阳光直射。
阀控式密封铅酸蓄电池 讲义
六、基站蓄电池的使用（4）
➢ 第四、监控中心一旦接到基站停电告警后，应密切注意该基站运行 情况，一旦出现中断超过时限，应及时通知基站维护人员携带发电 机组赶赴现场进行发电，确保蓄电池因放电终止后能进行及时充 电，延长蓄电池使用寿命。
➢ 第五、在工程前期站址勘察、设计阶段，一方面应选择供电质量好 的供电线路; 另一方面应了解该基站市电供应情况（停电时间 、次 数等），有重点的合理配置基站蓄电池容量，而不应采取一刀切方 式配置蓄电池组容量。
附2：不同状态下VRLA电池充放电曲线图
充电电压（V） 放电电压（V）
20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
012345678
充电时间（h）
13 12.5
12 11.5
11 10.5
10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
放电时间（h）
图3、VRLA蓄电池失水前的充电图
五、说明几个问题（2）:
c) 实验表明：当蓄电池以低压限流方式进行充电时，在环境温度10℃-300C允许温度内充电，蓄电池极化作用将明显减小，硫酸铅的熔解速度 会提高，加上氧扩散速度的增大，在这些综合因素影响下；使电池充电 效率得以提高。
d) 同时，VRLA蓄电池若采用增大充电电流，缩短充电时间的充电方法，可 显著提高电池的使用寿命。当采用增大电流而又不提高充电终了电压时， 则因电流密度增大和充电反应速度提高，可使正板生成物PbO2或负极生 成物绒状铅颗粒变细。由于增大了活性物质孔隙率，PbO2或绒状铅Pb活 性变好。除此之外，充电电流的增大使充电时间缩短，因此正极板栅与 正极活性物质间界面，维持高电位时间变短，能抑制PbSO4纯化层的生成， 从而减少了发生容量损失的因素。
阀控式密封铅酸蓄电池的基本原理
阀控式铅酸蓄电池的化学反应原理
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供给外系统。其充电 和放电过程是通过化学反应完成的。
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。
2021/8/7
9
通信电源
7
阀控式铅酸蓄电池采用负极活性物质过量设计，AGM（超细玻璃纤维隔 板）或GEL（二氧化硅凝胶）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，与负极海绵状铅附近的氢气发生反
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
反应
硫酸铅反应成海绵状铅。
氧循环原理图
扩
散 (O2)
➢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
2021/8/7 反应效率几乎为零。
8
➢ 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。
阀控式密封铅酸蓄电池
阀控式密封铅酸蓄电池简介密封铅酸蓄电池是一种常用于电力系统备份和应急电源供应的蓄电池类型。
其采用阀控技术，能够有效地控制电池内部的气体和液体流动，从而延长其寿命和提高其性能。
在本文中，我们将详细介绍阀控式密封铅酸蓄电池的结构、原理和应用。
一、结构阀控式密封铅酸蓄电池的结构相对简单，主要包括正极板、负极板、电解液、分隔膜和密封壳体。
正负极板是由铅及其合金制成的，具有良好的导电性能。
电解液通常是硫酸溶液，通过与正负极板的反应来产生电能。
分隔膜用于隔离正负极板，防止短路发生。
密封壳体起到密封和保护电池内部的作用。
二、原理阀控式密封铅酸蓄电池通过内置的阀门和压力传感器来控制电池内部的气体和液体流动。
当电池充放电时，会产生氢气和氧气。
在正常情况下，阀控系统会将气体释放到外部环境中，以保持电池内部的压力稳定。
如果电池内部压力过高，则阀门会关闭，阻止气体的进一步释放，从而保护电池的安全。
同时，阀控技术还可以控制电池内部的液体循环。
通过调节阀门的开闭程度，可以控制电解液的流动速度，从而优化电池的充电和放电性能。
这种技术也可以防止电解液的蒸发和溢出，减少对环境的污染。
三、应用阀控式密封铅酸蓄电池广泛应用于不间断电源系统、移动通信基站、电力传输和分配系统以及交通信号系统等领域。
由于其高效、可靠的性能，它已成为这些领域中的首选备份电源。
1. 不间断电源系统阀控式密封铅酸蓄电池在不间断电源系统中起到关键作用。
在电力供应中断时，蓄电池可以迅速转换为主要电源，并持续供应电力，防止重要设备的停机和数据的丢失。
通过阀控技术，可以确保蓄电池的充放电过程稳定可靠。
2. 移动通信基站移动通信基站需要可靠的备用电源，以保证通信系统的稳定运行。
阀控式密封铅酸蓄电池能够提供持续的电力供应，以应对电网故障或突然断电等情况。
其较小的体积和重量也使其适合于移动通信设备的安装。
3. 电力传输和分配系统阀控式密封铅酸蓄电池还用于电力传输和分配系统中，以提供额外的电力支持。
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。
阀控式密封铅酸蓄电池
阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）VRLA电池的组件结构及其作用2V系列VRLA电池的结构如下图所示：各组件的作用如下：板栅：由铅合金经过模具铸造形成栅格状的物体，用于支撑活性物质、传导电流。
极板：板栅上涂膏后称为极板，它提供电化学反应的活性物质，是电化学反应的场所，电池容量的主要制约者。
根据所涂铅膏性质的不同分为正极板和负极板。
隔板：储存电解液；作为氧气复合的气体通道；防止活性物质脱落；防止正负极之间短路。
槽盖：盛装极群。
极柱：直接焊接在汇流排上，用以连接连接条，传导电流。
安全阀：安全阀安装在电池盖上，由阀体和安全阀共同组成，使电池保持一定内压，提高密封反应效率；过充电或高电流充电时，安全阀打开排出气体，防止电池变形甚至发生爆炸；防止外界空气进入电池；防止电解液挥发。
关于VRLA电池的容量电池在一定放电条件下所能给出得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（A.h）或毫安时（mA.h）。
通常在C的下角处标明放电时率，如C10表明10小时率的放电容量；C3表明3小时率的放电容量。
容量分类电池的容量可分为理论容量、额定容量、设计容量和标称容量。
理论容量是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A.h/kg 或A.h/L。
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成绩，单位为A.h，其值小于理论容量。
因为组成设计电池时，除活性物质外还包括非反应成分如外壳、导电零件等，同时还与活性物质被有效利用的程度有关。
额定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。
标称容量是用来鉴别电池安时值，只标明电池的容量范围而没有确切值，因为在没有指定放电条件下，电池的容量是无法确定的。
影响实际容量的因素电池的实际容量主要与电池正、负极活性物质的数量及利用的程度（利用率）有关，而活性物质利用率主要受放电制度、电极的结构、制造工艺等方面的影响。
阀控式密封铅酸蓄电池运行维护管理规定范本
工作行为规范系列阀控式密封铅酸蓄电池运行维护规定（标准、完整、实用、可修改）编号：FS-QG-66688阀控式密封铅酸蓄电池运行维护规定Operation and maintenance regulations for valve-regulated sealedlead-acid batteries说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。
阀控式密封铅酸蓄电池运行维护管理规定第一章总则为保证变电站阀控式密封铅酸蓄电池及其高频开关电源(以下简称直流设备)保持良好的运行状态，延长使用寿命，保证变电站直流母线保持合格电压和蓄电池的放电容量，特制定本规定。
第二章安装要求2.1直流设备通风应良好，运行环境温度应保持在5℃~35℃，安装地点应装设温度调节装置。
2.2直流系统可采用单、双充电器、电池组和电源母线。
220kV变电站可采用双电池组，500kV变电站应采用双电池组、双母线方式。
2.3独立的蓄电池室应有充足的照明，并采用防爆灯具。
2.4蓄电池采用串联接线，蓄电池之间应保持2cm以上距离，若电池安装在柜内，上下层之间距离不应小于15cm。
蓄电池应保持清洁，极板、极柱接触应良好，连接螺丝应牢固，不得有放电现象。
第三章交接验收项目及标准3.1检查蓄电池容量。
对电池组进行三次充放电试验，放电终止电压根据制造厂的规定，2V蓄电池为1.8V。
其中一只蓄电池防到了终止电压，应停止放电。
在三次充放电循环之内，若达不到额定容量值的100%，此组蓄电池不合格。
3.2测量电池的绝缘电阻。
220V电池组的绝缘电阻不小于0.2MΩ，110V电池组的绝缘电阻不小于0.1MΩ。
3.3测量充电设备的稳流精度不大于±(0.5%-1%)，稳压精度不大于±(0.1%-0.5%)，及直流母线纹波系数不大于(0.2%-0.51%)。
3.4测量每只电池端电压符合厂家规定。
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胶体电池具有内阻大、深放电恢复特性较好、较高温度 下的使用寿命较长等特点。
通信电源（第2版） 漆逢吉 主编
6
电池槽
电池槽由槽壳和槽盖组成，用于盛装正负极板 组、电解液及附件等。
电池槽材料应绝缘、阻燃、不渗漏、不变形。 槽壳与槽盖必须密封，以杜绝电解液或气体的 泄漏。
阀控式密封铅酸蓄电池组举例1
通信电源（第2版） 漆逢吉 主编
1
阀控式密封铅酸蓄电池组举例2
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2
4.1 阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名及工作原理 4.1.1 通信用阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名
• 例1：GFM—1000为额定电压2V、额定容量1000Ah的固定型（G） 阀控式（F）密封（M） 蓄电池。 • 例2：6—FM—65为内有6只单体电池、额定电压12V、额定容量 65Ah的阀控式（F）密封（M） 蓄电池。属于移动型蓄电池。
电池和胶体电池。 正常工作时无氢氧气体逸出，因此不需要补充水，蓄电
池可以密封。
通信电源（第2版） 漆逢吉 主编
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贫液式电池
贫液式电池用超细玻璃纤维（AGM）作正、负极板间 的隔板（隔膜），它有93%以上的孔隙率，用以实现 以下功能：防止正负极板短路，吸收电解液，让导电 离子畅通，阻挡杂质离子扩散，由10%左右的孔隙为 正极析出的氧气扩散到负极进行复合提供通道。采用 紧密装配工艺，隔板紧压极板表面，可防止极板活性 物质脱落。由于电解液全部吸附在超细玻璃纤维隔板 和极板中，因此电池内没有流动的电解液。
-48V全浮充系统
+24V全浮充系统
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4.2.1 浮充电压
浮充电压是指为补充自放电，使蓄电池保持完全充电状 态的连续小电流充电的电压。浮充供电的整流器，平时 输出浮充电压，并应在自动稳压状态工作，现在高频开 关整流器的稳压精度均应达到≤±0.6%。
电化学反应方程：
放电
PbO2+2H2SO4+Pb PbSO4+2H2O+PbSO4
充电
正极
电解液 负极
正极
水
负极
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阀控电池的氧循环
普通铅酸蓄电池在充电后期，由于正、负极板的活性 物质大部分已经恢复，充电电流会起分解水的作用， 使正极析出氧气，负极析出氢气。
阀控式密封铅酸蓄电池负极板活性物质的总量比正极 板多15%左右，电池充电至正极板已经充足时，负极 板尚未充电到额定容量的90%，同时负极板采用提高 析氢过电位的板栅材料（如铅钙合金），因此在正常 情况下，电池内只有正极产生少量氧气，负极不会产 生难以复合的氢气；正极在充电后期产生的氧气扩散 到负极绒状铅的表面，与其化合(变成氧化铅PbO)， 经化学反应最终复合为水，称为氧循环。
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4.1.3 阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理
蓄电池的电动势E 等于蓄电池的开路电压。单体铅酸蓄 电池E 的标称值为2V ，出厂时单体电池开路电压一般为
2.11V~2.18V 。 电势与电解液密度有关，密度大电势会有所升高。
一组电池内，各电池间的开路电压，最高与最低差值应 不大于20mV（2V电池）、 100mV（12V电池）。
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蓄电池的端电压
蓄电池放电时，端电压：
U=E-Ir
蓄电池充电时，端电压：
U=E+Ir 充时电U>E，放电时U<E。
·由于硫酸铅的导电性能比较差，因此放电后蓄电池的内阻r 增加。
·放电时，电解液密度减小，E 值也相应地有所降低；充电时，电解 液密度增大，E 值相应地有所升高 。
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4.1.4 阀控式密封铅酸蓄电池的特点
阀控式密封铅酸蓄电池与防酸隔爆铅酸蓄电池相比，主 要有以下特点：重量轻，体积小，能量体积比高；无酸 雾逸出，不需要单独设立电池室，可与主机同室放置； 无需添加纯水，维护工作量小；自放电小*；要求浮充 电压较高，并且对浮充电压值要求严格。
近年来出现的阀控式密封铅布蓄电池，进一步减轻了重 量。这种蓄电池的正、负极板用复合铅丝网布板栅涂膏 制成（所谓复合铅丝网布板栅，就是用玻璃纤维同轴铅 丝编织成的极板骨架）；在“电池型号”的末尾多一个 汉语拼音字母B。
*合格的阀控式密封铅酸蓄电池，静置28天后容量保存率不低于 96%，静置90天后容量保存率不低于80%。
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4.1.2 阀控式密封铅酸蓄电池(VRLAB)的结构
阀控式密封铅酸蓄电池由电池槽、正负极板组、电解液、 隔板、安全阀、引出端子等部分组成 。
正负极板组： 正极板上的活性物质是
二氧化铅（PbO2）， 负极板上的活性物质是绒状铅（Pb）。 电解Байду номын сангаас为稀硫酸（H2SO4），按其状态不同分为贫液式
贫液式电池具有自放电小、充电效率高、内阻小、气 体复合率高等特点，是阀控式密封铅酸蓄电池的主流 产品。
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胶体电池
胶体电池采用触变性二氧化硅凝胶（GEL）吸收电解液。 胶体在凝固期间收缩形成微裂纹，裂纹宽与AGM的孔 径在一个数量级，可为氧气复合提供通道。在电池使用 初期，电解液胶体不能形成大量微裂纹，氧的复合效率 较低，因此安全阀频繁开启，有气体逸出。随着电池的 不断使用，微裂纹增加，氧的复合率达到正常状态。胶 体电池的隔板是这种电池的专用PVC隔板。
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4.2 全浮充工作方式
蓄电池的运行有充放电循环和浮充两种工作方式。 通信局（站）现在都采用全浮充工作方式，即整
流器与蓄电池组并联向负载（通信设备等）供电， 正常情况下蓄电池组始终同整流器和负载并联， 充电时也不脱离负载。
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全浮充电路原理图
槽盖上设有单向安全阀，用于泄放高压盈余气 体，避免电池槽发生炸裂。
正、负极柱也设在槽盖上。
通信电源（第2版） 漆逢吉 主编
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安全阀
VRLA电池正常使用时保持气密和液密状态。 当内部气压超过预定值时，安全阀自动开启， 释放气体；当内部气压降低后，安全阀自动关 闭使电池密封。
YD/T799—2019《通信用阀控式密封铅酸蓄 电池》5.13规定：安全阀的开阀压应是 10~35kPa，闭阀压应是3~15kPa 。