蓄电池培训

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–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。二、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阀控式铅酸蓄电池的反应原理正极充电PbSO4+2H2OPbO2+H2SO4+2H++2e-（1）放电充电副反应H2O1/2O2+2H++2e-（2）负极充电PbSO4+2H++2e-Pb+H2SO4（3）放电充电副反应2H++2e-H2（4）充电PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4(1+3)放电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PbSO4Pb…….O2H2OH2SO4+PbO3、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）图2UPS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。三、使用与维护一、蓄电池容量的测试A、核对性放电：在通讯电源维护制度中，规定了由蓄电池组向实际通信设备进行单独供电，以考察蓄电池是否满足最大平均负荷的需要，这种放电称为核对性放电在直流供电系统中，关掉整流器，让蓄电池对通信设备供电，放出电池容量的30％－40％，放电时要测量电池的端电压、温度、室温和放电时间。放电结束后，对电池组采用恒压限流式充电方式对电池组进行恢复充电。放电过程中，做好数据测试工作，留作以后再次测试时比较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、电池的维护检测项目–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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。电池外壳鼓胀原因常见的几个电压参数1、开路电压2.13-2.18V/单体（25℃）2、浮充电压2.25V/单体（25℃）温度补充系数：－3.5mV/单体/℃3、均充电压2.35V/单体（25℃）温度补充系数：－5mV/单体/℃周期为3－6个月充电持续时间：12h4、终止电压根据电池服务的系统确定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，这主要与蓄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，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。但当放电电流非常小时，电池的活性物质反应非常成分，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，会导致电池的早期容量损失(PCL)。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，否则对蓄电池的使用寿命会造成影响。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；电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。为什么会发生自放电？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。温度对电池容量、使用寿命的影响电池容量与温度的关系607080901001100510152025303540温度(℃)百分比(%)失水干涸；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。电池容量不足的原因自放电率加大；板栅腐蚀；漏液；外壳鼓胀；热失控。温度对电池的影响温度是关键！影响性能、影响寿命现场安装图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。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。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。4）、电池的爬酸、漏液现象：1极柱周围有白色晶体，明显发黑腐蚀，有硫酸液滴；2如电池卧放，地面有酸液腐蚀的白色粉末；3极柱铜芯发绿，螺旋套内液滴明显；或槽盖之间有液滴原因：1某些电池螺套松动，密封圈受压减小导致渗液；2密封胶老化导致密封处有纹裂；3电池严重过充电过放电，不同型号电池混用，电池气体复合效率差；4灌酸时酸液溅出，造成假漏液处理措施：1、对可能是假漏液的电池进行擦拭，留待后期观察；2、对漏液电池的螺套进行加固，继续观察；3、改进电池密封结构5）、电池为什么有时“放不出电”电池放电电流超出额定电流，造成放电时间不足，而实际容量达到；浮充电压不足，会造成电池长期欠电，电池容量不足，并可能导致电池硫酸盐化；电池间连接条松动，接触电阻大，造成放电时连接条上压降大，整组电池电压下降较快；放电时环境温度过低，电池容量达不到要求；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。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。谢谢！