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阀控式密封铅酸蓄电池基础知识山东鲁能智能技术有限公司SHANDONGLUNENGINTELLIGENCETECHNOLOGYCO.,LTD.第一节蓄电池的基本种类1、就目前市场上主流产品而言，有4大类：此外，还有燃料电池如锌空气蓄电池等。铅酸、镉镍两类蓄电池比较常见。其分类如下：2、镉镍蓄电池电力工程中常用的为:GNG系列高倍率烧结式隔镍蓄电池2、铅酸蓄电池1)防酸隔爆式铅酸蓄电池盖上装有防酸隔爆冒.“防酸”是指酸雾不易析出蓄电池外部,“隔爆”是指蓄电池内部不致引起爆炸2)消氢式铅酸蓄电池在盖上装有“催化拴”,能够促使氢和氧合成水返回蓄电池内部.3)阀控密封铅酸蓄电池在后面重点介绍.第二节镉镍蓄电池的简单介绍1、镉镍蓄电池的工作原理其电极有吸收和释放水的特性，充电时释放水，电解液液面升高；放电时吸收水，电解液液面下降。2、高倍率镉镍蓄电池的基本性能1)额定容量:充足电的蓄电池,在规定温度和一定负荷下,连续放电到规定终止电压时,放电电流和放电时间的乘积。单位：安时Ah。GNG系列高倍率镉镍电池一般4h制规定蓄电池容量。有5Ah、10Ah、20Ah、40Ah等。2）国际标准规定镉镍蓄电池的额定电压为1.2V。3）蓄电池放电允许的最低电压。采用小电流放电时终止电压一般为：1V。采用大电流放电时终止电压一般为：0.9V。电力标准规定：最低放电电压为1.1V。4）充、放点特性（4h率）：a、在0-4h内电压处于稳定1.4V，当电压到1.65V时已充足，当充电到1.75V时处于过充状态。b、放电电压在1.21V-1.28V之间较稳定，当低于1.2V时，电压迅速下降。5）蓄电池的内阻在额定容量的50%以内，蓄电池的内阻较小且变化不大。当放电容量超过其额定容量的60%时，内阻将急剧增大。GNG系列烧结式镉镍蓄电池内阻估算：3、镉镍蓄电池的运行与维护1）正常充电方法：通常采用恒流充电法，正常充电电流：0.25C4(4h率容量)。采用电压观察法，若电压升至1.75V经1h后电压无显著变化，即可认为充电结束。2）正常放电：一般是以8h放电率电流进行放电,放电电流0.125C4。也有用5h放电率电流放电的。根据各种放电率放电时的终止电压确定放电终止时间。3）中倍率镉镍蓄电池浮充电压为：1.42-1.45V/单体高倍率镉镍蓄电池浮充电压为：1.36-1.39V/单体浮充电流一般为：2-5mA/Ah4)电解液的更换：a、经过100次充、放电循环后，应更换电解液。b、不经常使用的蓄电池，每年更换一次。c、更换方法：5）镉镍蓄电池的正常运行维护a、蓄电池的外部和槽箱应经常保持清洁和干燥，金属部分必须涂上凡士林油，以防生锈。b、蓄电池外部生锈时，应用汽油擦拭除锈，不可用金属工具或砂纸打磨。c、每月测量蓄电池单体电压，GNG高倍率蓄电池浮充电在1.36-1.39V/单体，电解液密度1.20，电解液温度不高于30度d、电解液液面应保持高出极板10-15mm，如因蒸发使液面降低时，可添加纯水补充。e、液面应保持有足量的液体石蜡，以防空气中的二氧化碳进入电解液中，引起化学反应而变质。f、在任何情况下，都不允许有明火靠近充电的蓄电池。第三节阀控式密封铅酸蓄电池一、概述1、简述1）自法国普兰特1895年发明铅酸蓄电池至今146年。2）1957年英国首先发明了再化合免维护汽车电池，德国阳光公司发明了凝胶工业用铅酸蓄电池。3）1983年美国GNB公司发明并生产了I型阴极吸收式密封铅酸蓄电池。4）1988年我国引进美国GNB公司技术，开始生产阀控式密封铅酸蓄电池。2、阀控密封铅酸蓄电池的几个基本概念1）蓄电池容量:在一定放电条件下，所能给出的电量，称为蓄电池的容量。通常以放电时间的长短表示标称容量。如C10、C20等。恒流放电时：为比较不同系列的阀控密封铅酸蓄电池的容量。常用比容量的概念：比容量：即单位体积或单位质量的蓄电池所能给出的电量。分别为体积比容量、质量比容量。Ah/L(安时/升)、Ah/Kg(安时/千克)2）蓄电池电压3）放电时率、放电倍率放电时率：以放电时间长短来表示阀控密封铅酸蓄电池放电的速率，即在规定的时间内，以规定的电流放出的容量放电倍率：额定容量C与放电制时间的比。4)寿命5)内阻3、阀控密封铅酸蓄电池的理论要点：1）阴极吸收式蓄电池：负极板比正极板多一块，易于吸收氧气2）阀控式蓄电池：内部压力特制的安全阀控制，易于气体的复合3）密封式蓄电池：特殊材料外壳，特别密封，正常情况下，处于气密和液密状态。因而无水分溢出。4）H+抑制式蓄电池:特制负极板,使得H离子不会析出或少析出，不会变成氢气逸出。二、蓄电池的工作原理与特性１、工作原理：正极活性物质：二氧化铅（PbO2）电解液：稀硫酸（H2SO4）负极活性物质：海绵状金属铅（Pb）电化当量:PbO2的电化当量41.46g/Ah,Pb的电化当量33.87/Ah1)充电过程：蓄电池将外电路提供的电能转化为化学能，负极得到电子还原为金属铅，正极失去电子被氧化为二氧化铅。２、几个重要原理性概念１）阴极吸收原理：充电末期，正极产生的氧气，通过蓄电池内部循环的方式被阴极吸收还原为水的过程，称为“阴极吸收机理”。２)放电过程：蓄电池将化学能转变为电能输出，负极失去电子被氧化为硫酸铅，正极得到电子还原为硫酸铅。由于两极活性物质均转化为PbSO4，所以常称为“双极硫酸盐化”理论。阴极吸收原理得以维持的条件：a、蓄电池必须密封，使内部保持一定的压力。b、蓄电池必须是贫液，使蓄电池内部有足够的氧气流通通道到阴极去，如超细玻璃纤维隔板有足够大的毛细孔率。２）H+抑制原理：在充电末期，负极产生的氢气通过改变负极合金配方，采用新的合金材料（如铅钙合金），使氢在这种材料上放电（得电子）的电位提高了。这样氢离子在阴极放电得到抑制，不易产生氢气了。这种阴极合金工艺称为H+抑制原理。３、阀控密封铅酸蓄电池的特性1)初始充电:初始充电的时间与充电速率有关。2)浮充电浮充电压值的选取原则通常2V蓄电池的浮充电压:(1.30+0.85)+(0.10-0.18)=2.25-2.33V浮充电流的作用浮充电压不能过高，否则将严重过充电，缩短蓄电池的寿命。实践证明，实际的浮充电压与规定的浮充电压相差5%时，阀控密封蓄电池的使用寿命将缩短一半。3）端电压偏差：电力部DL/T637-1997阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件规定：2V蓄电池静态时，允许电压偏差±30mV；动态时，允许电压偏差±50mV。2V蓄电池正常开路电压一般为：2.18V4）温度的影响阀控密封铅酸蓄电池由于结构原因散热不利，其充电电压与温度关系密切阀控密封铅酸蓄电池的充电电压具有负温度系数：-3mV/℃。即温度每升高1℃，单格蓄电池充电电压将下降3mV。否则，易造成热失控。热失控：充电时，蓄电池内部气体复合本身就是放热反应，使蓄电池内部温度升高，如浮充电压不变，充电电流将增大，析气量增大，促使温度升的更高，而由于结构原因不易散热，将造成热失控。关于温度补偿采样点的选取：新的阀控密封铅酸蓄电池的开路电压为：2.18V。三、影响阀控密封铅酸蓄电池使用寿命的因素1、影响使用寿命的因素2、早期容量损失的三种现象3、两类阀控密封铅酸蓄电池的比较AGM超细玻璃纤维隔板GFL胶体电池结构、工艺超细玻璃纤维隔板、贫液设计、硫酸水溶液、密度1.29-1.31g/cm硅溶胶和硫酸、富液设计密度1.26-1.28g/cm放电容量比普通铅酸蓄电池要低10%左右接近普通铅酸蓄内阻及放电能力低内阻特性、大电流放电能力强内阻比AGM大、电流放电能力很好热失控导热性差、热容量小、易发生热失控现象有较大的热容量和散热性、不易发生热失控现象使用寿命一般较AGM寿命长第四节阀控密封铅酸蓄电池的检测与维护一、阀控铅酸蓄电池检测的基本判据1、电压偏差值：浮充状态下：单体电压±50mV开路状态下：单体电压±30mV2、新（良好）蓄电池内阻：20-30mΩ。当内阻大于80mΩ时，需对蓄电池进行活化。3、a、蓄电池内阻与测试接触电阻在一个数量级（mΩ）。测试内阻不可用万用表的电阻挡。b、用浮充状态下的内阻，判断蓄电池的容量不是很想。c、蓄电池内阻跟容量之间没有严格的数学关系。但蓄电池内阻的变化在一定程度上可以反映蓄电池的好坏。蓄电池在荷点状态高于50%时，其内阻基本不变，但当蓄电池容量低于50%时，其内阻迅速升高。二、蓄电池检测的基本方法1、蓄电池电压巡检法：在放电状态下，巡检蓄电池的单体电压，找出端电压下降最快的蓄电池。2、蓄电池温度检测：在充电状态下，巡检蓄电池的单体温度，找出温升最快的蓄电池。3、电导测试法：蓄电池的容量越小，电导越小。通过记录放电电导随容量变化的曲线，根据蓄电池厂家提供的数据，查找出蓄电池的实际熔量。三、落后蓄电池容量的恢复在浮充运行下的阀控铅酸蓄电池组中，当有蓄电池端电压偏低时，可采取充---放---充的方式均衡充电，2-3次。如仍不能恢复，则可以单独对落后的蓄电池进行均衡充电2-3次，使其恢复标称容量。否则，该蓄电池已损坏，需进行更换。第五节阀控密封铅酸蓄电池的应用及维护蓄电池的运行质量由三方面决定一、蓄电池的安装1、蓄电池安装前必须彻底地检查蓄电池的外壳。对于有润状的可疑点，可用万用表一端连接蓄电池的端柱，另一端接湿润处，如果电压为零说明无破裂。如大于零说明该处存在酸液，要进一步检查。2、蓄电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方。避免阳光直射。蓄电池之间距离一般大于50mm，以便散热良好。3、安装前，应验证蓄电池生产与安装使用之间的时间间隔。逐个检测蓄电池的开路电压。一般要在3个月以内投入使用。否则，应先均衡充电。5、安装前，需要用铜丝刷清刷端柱连接面，以降低接触电阻。6、新安装的蓄电池组，应进行核对性放电试验，以后每隔2-3年进行一次核对性放电试验；运行6年后的蓄电池应每一年作一次核对性放电试验。4、绝对禁止采用新、老组合方式的蓄电池组。不同容量的蓄电池绝对不可在同一组中串联使用。二、阀控密封铅酸蓄电池的技术维护1、日常维护1）要做到日常管理工作的周到、细致和规范性，保证蓄电池及充电装置处于良好的运行状态，尽可能使蓄电池运行在最佳温度范围内。2）保持蓄电池室和蓄电池本身的清洁。日常检查的项目有：a、检测蓄电池两端电压b、检测蓄电池的工作温度c、检测蓄电池连接处有无松动、腐蚀现象、连接条的压降d、检测蓄电池外观是否完好，有无外观变形和漏液。e、极柱、安全阀周围是否有酸雾析出。f、安装完好的蓄电池极柱应涂上中性凡士林，防止腐蚀极柱，定期清洁，以防蓄电池绝缘降低。3）对蓄电池做好标示，定期测量并做好记录4）发现异常蓄电池时，应及时采取相应的方法恢复或修复，不能修复的要更换2、定期检查1）月度检查和维护a、测量和记录蓄电池室内环境温度b、检查蓄电池的清洁度、端子的损伤痕迹，外壳及壳盖的损坏或过热痕迹。c、检查壳盖、极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾析出。d、蓄电池外壳和极柱的温度。e、蓄电池组的浮充电压、浮充电流。2）每半年检查检测单体蓄电池的端电压和内阻，若内阻大于80mΩ时，应及时更换。3）每年以实际负荷做一次核对性放电（春秋季节比较适合）3、“三防一及时”1）防高温2）防过充电浮充电压的设定：一般按U（25）=E+0.1设定。蓄电池生产家在使用说明中给定浮充电压的，要按照说明要求设定。均充限流电：可按I=(0.1-0.125)C10进行设定，最大充电电流不能超过1.5C10。一定要根据环境温度的变化对浮充电压进行补偿。3）防过放电过放电电压的设定：阀控密封铅酸蓄电池放电时限为10h，放电电压为1.8-1.9V。4）及时充电蓄电池放电后，必须尽快充电。4、核对性容量试验5、容量恢复试验6、治疗性充放电维护操作