G 电池2六

1固定型阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）（备注：该幻灯片打印前请将颜色设置为“灰度或纯黑白”，打印时将“打印内容”设置为“讲义”。）2主要内容一、用途二、结构特点三、工作原理四、基本参数五、充放电特性六、使用寿命3一、用途1、荷电备用蓄电池与整流设备构成并联浮充供电方式(1)市电中断：蓄电池进行单放(2)市电正常：起平滑滤波作用2、在UPS系统中为后备电源(1)市电正常：市电→整流→逆变→交流电源（电池充电）(2)市电中断：电池单放→逆变→交流电源3、在动力设备中为启动电源4二、结构特点1、极板组(1)组成：正极板和负极板(2)正极板：①板栅：铅—钙多元合金②活性物质：PbO2(3)负极板：①板栅：铅—钙合金②活性物质：Pb(4)板栅（基板）作用：①导电②支撑活性物质(5)活性物质作用：参与电化反应52、隔膜（1）材料：超细玻璃纤维（AGM）（2）作用：①防止正、负极板短路②储存75%左右的电液③氧气扩散平行隔膜表面的孔为小孔：用于储存电液。垂直隔膜表面的孔为大孔：用于进行氧气扩散，即透氧。63、电解液电解液：稀硫酸溶液（H2SO4）电解液作用：导电及进行电化反应贫液设计，即电池内没有多余的电液电液密度为:1.3g/Cm3用酸量为：10~14mL/Ah74、单向节流阀（安全阀）（1）作用①当电池内盈余气体的压力达到开阀压时,开启安全阀排泄气体，防止电池内气体聚集，减小电池内压，确保安全。②当压力下降到闭阀压时阀门自动关闭，防止空气中的气体进入电池而加速电池自放电。8（2）开阀压：10~40KPa（3）闭阀压：1~10KPa闭阀压不能选择太小，否则长期处于开阀状态，将造成电池失水，电液枯干，内阻增大，发热严重，电池失效。9三、工作原理1、电流：外部由电子的定向移动产生内部由离子的移动产生2、电极反应（1）负极电极反应式：Pb+SO42-PbSO4+2e（2）正极电极反应式：PbO2+4H++SO42-+2ePbSO4+2H2O3、电池反应PbO2+2H2SO4+Pb2PbSO4+2H2O104、氧循环原理VRLA电池正、负极板活性物质配比设计与普通电池相反PbO2Pb普通电池：4.46g/Ah3.87g/AhVRLA电池：1份1.08~1.20份充电后期有如下反应：正极：2H2O→O2↑+4H+2e负极：2H++2e→H2↑即充电后期，正极析出氧气，负极析出氢气。11正极的O2经隔膜大孔到达负极，使负极产生如下反应：2Pb+O2→2PbO+热PbO+H2SO4→PbSO4+H2O+热125、防止充电时产生气体的措施（1）板栅采用无锑合金，提高负极析氢过电位，也就是提高产生气体的临界电压，抑制氢气的析出。（2）采用特制安全阀使电池保持一定内压。（3）利用隔膜大孔，通过贫液式设计，在正负极板和隔膜之间预留气体通道，当正极产生O2时，O2顺着气体通道至负极，在负极析氢前与Pb反应，实现电池内部的氧循环。负极因生成PbSO4使极化电位降低，从而使负极不析氢，而H2O重新回到系统中，以实现免维护。（4）负极活性物质过量10%左右，充电时正极的氧气先产生，且与负极的铅发生反应，使负极总是处于充电状态，抑制了氢气的产生。13四、基本参数1、电池电动势标准状态下正极电势E(+)：+1.685V标准状态下负极电势E(-)：-0.358V(25。C)实际情况下与电液浓度有关：d↑→E(+)↑d↑→E(-)↓电池电动势在数值上等于开路电压，即标准电动势：E池=E(+)-E(-)=2.04（V）142、放电速率电流率：用放电电流的大小表示放电的快慢程度。单位为安培（用“A”表示）时间率：用放电时间的长短表示放电的快慢程度。单位为小时（用“h”表示）当放电时间率为10、5、3、1等小时时，分别表示为10Hr、5Hr、3Hr、1Hr等。153、标称容量（额定容量）容量指电池的电量，用“C”表示。单位为安时（用“Ah”表示）额定容量固定电池在25oC下，以10Hr放电至终止电压为1.8v/只时，应该放出最低限度的电量称为额定容量。用“C10”表示。1610小时率称标准放电率，其电流值为：I10=C10/10=0.1C103小时率容量C3和电流I3分别为：C3=0.75C10I3=2.5I101小时率容量C1和电流I1分别为：C1=0.55C10I1=5.5I10174、使用容量蓄电池在实际使用条件下所放出的容量称为使用容量。使用容量随温度和放电率变化。不同放电率使用容量与额定容量的关系：3Hr放电量应达到75%C101Hr放电量应达到55%C1010Hr放电量应达到100%C1018使用容量随温度升高而増加，其关系由下式求出：Ce=CR/[1+K(t-25)]式中：Ce—标准温度下电池放电量；CR—非标准温度下电池放电量；t—放电的环境温度；K—温度系数，10Hr时K=0.006/oC3Hr时K=0.008/oC1Hr时K=0.01/oC195、终止电压定义：蓄电池以一定的放电率，在25oC环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压，称为放电终止电压。不同放电率，其终止电压不同。10Hr:1.8v/只（标准电流放电）3Hr:1.8v/只（较大电流放电）1Hr:1.75v/只（大电流放电）20五、充放电特性1、充电特性（1）浮充使用①定义：为了补足蓄电池每昼夜能耗及维持电池内部的氧循环所进行的补充充电，称浮充充电。②浮充电压：2.23~2.27V/只③选择浮充电压的依据：★浮充电流能补足自放电损失的容量；★浮充电流足以维持电池内部氧循环；★蓄电池单放电后，能在供电系统中依靠浮充而充足电；★在满足以上条件前提下，浮充电压取值较低为好，以延长电池的浮充寿命。21④温度对浮充电压的影响温度每变化1oC，每只电池的浮充电压必需改变3~5mV在线充电曲线：i0.1C107.5t珠江电源限流充电7.5h后改为恒压充电充入电量为放出电量的1.02~1.1倍22（2）均衡充电①定义：为了均衡电池组中各个电池的端压、比重所进行的充电，称均衡充电。（注：均衡充电周期由电池使用情况而定）②均充电压：2.3~2.35V/只232、放电特性(1)标称放电：工程验收时进行(容量试验)+-人工负载例GFM—1000电池C10=1000（C10为电池额定容量）标称电流：0.1C10=100AQ=0.1C10×t(0.1C10为10Hr放电电流)放电终了标志:端压=1.8V/只24（2）核对性放电（实际负荷放电）•条件：①市电稳定、可靠；②具备两组电池•方法：①中断整流器输出；②电池单放•步骤：①放电前：ⅰ设置放电终止电压（12只电池设22.2V，为保险起见常设22.5V）；ⅱ将整流模块的输出电压设置为低于电池终止电压（即整流模块处于热备用）；ⅲ设置放电时间为6小时左右。25②放电过程：系统自动记录放电参数。③放电结束：依据终止电压或放电时间自动结束；还可人工（端压跌落太快时）强制结束。④模块自动升压，并自动投入工作，当电池端压上升至浮充电压时，转入浮充充电。26（3）各类市电的放电率选择二类市电:采用3Hr放电I3=C3/3=0.75C10/3=0.25C10=2.5I10放电终了电压约为1.8V/只一类市电:采用1Hr放电I1=C1/1=0.55C10=5.5I10放电终了电压约为1.75V/只27六、使用寿命VRLA电池寿命终了的标志：电池容量低于80%C10，且不能恢复。浮充寿命：指蓄电池在规定的浮充电压和环境温度下，蓄电池寿命终了时，浮充运行的时间。（VRLA电池可达10年或以上）循环寿命：指蓄电池在规定放电深度和充放电制度下，蓄电池寿命终了时，充放电循环总次数。（VRLA电池为1000~1200次）28过充电寿命：指采用一定的充电电流对蓄电池进行连续过充电，蓄电池寿命终了时，所能承受的过充电时间。该寿命是一种加速浮充试验寿命。