陽泉圣陽蓄電池

蓄電池中正負極的電壓時如何產生的

 電流之所以能夠在導線中流動,也是因為在電流中有著高電勢能和低電勢能之間的差別。這種差別叫電勢差,也叫電壓。換句話說，在電路中,任意兩點之間的電位差稱為這兩點的電壓。通常用字母U代表電壓,電壓的單位是伏特（V）,簡稱伏,用符號V表示。高電壓可以用千伏（kV）表示,低電壓可以用毫伏（mV）表示,也可以用微伏(μv)表示。電壓是產生電流的原因。
  
  蓄電池的電壓又稱電動勢,蓄電池內有正、負兩個電極,電動勢是兩個電極的平衡電極電位之差,以鉛酸蓄電池為例,E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。
  
  其中：E—電動勢
  
  Ф+0—正極標準電極電位,其值為1.690
  
  Ф-0—負極標準電極電位,其值為-0.356
  
  R—通用氣體常數,其值為8.314
  
  T—溫度,與電池所處溫度有關
  
  F—法拉第常數,其值為96500
  
  αH2SO4—硫酸的活度,與硫酸濃度有關
  
  αH2O—水的活度,與硫酸濃度有關
  
  從上式中可看出,鉛酸蓄電池的標準電動勢為1.690-（-0.0.356）=2.046V,因此蓄電池的標稱電壓為2V。鉛酸蓄電池的電動勢還與溫度及硫酸濃度有關。
  
  蓄電池放電時,正極反應為:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
  
  負極反應:Pb+SO42--2e-=PbSO4
  
  總反應:PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O(向右反應是放電,向左反應是充電)
  
  充電時,如果接反,"燒"的原理是,上面這個化學方程式中,"充電"反應不能按理論進行,倒置電池中的的材料不能循環利用,就"燒"壞了.

（1） 基本的限流限壓控制
  充電電流既不能太大，也不能太小。正常充電電流較小，電池負極析出的H2和正極析出的O2，幾乎完全復合成H2O，如果充電電流過大，氣體來不及全部復合，導致電池內部壓力增大，引起排氣閥門開啟，造成電池失水，因此必須限制充電電流，一般不要超過0.25C（A）比較合適。由于電池在充電過程中，電池內阻會發生變化，所以以恒定的電流值充電會獲得滿意的結果。
  當充電電流減少，電壓慢慢升高，電池容量慢慢增加，則電壓便維持在一個恒定的值保持不變。此后便維持一個很小的電流對電池進行浮充。能進行均浮充轉換
  首先進行限流限壓充電，但是該“限壓”是一個均衡的充電電壓，比較高。均充一定時間后，再自動轉為電壓較低的浮充。
  在以下幾種情況下，開始進行均充浮充的循環：
  UPS的交流輸入停電后再來電；
  手動開機后；
  電池進行自測完成后；
  長期浮充后。
  （3）分階段充電方式
  長期浮充會導致電池極板活性老化，使電池內阻增大，使充進去的能量除了補充電池自放電的消耗外，大部分轉化為內阻發熱的功率。采用分階段充電克服該問題：
  分階段充電方式方案：第一階段是限流均衡充電階段，均充到電池容量的大約90%（時間約5小時到48小時適宜）；第二階段是間隙階段，這時停止充電一個短時間（數分鐘到數小時），讓第一階段析出的H2和析出的O2充分復合；第三階段是浮充階段，這階段對電池進行浮充充電，將電池充到容量接近100%（一周左右）；第四階段是休眠階段，這階段不給電池充電，利用電池的自身的漏電流放電，一直到規定的電壓下限（20――30天左右）。據試驗該充電方式可以提高電池壽命40%左右。溫度補償
  環境溫度變化時，必須對浮充電壓進行校正，校正系數為18mV/℃（標稱12V的電池）。為簡單計，可以分級校電池靜置時，溫度太高，電池的自放電加劇。電池使用條件推薦為20℃--25℃，溫度太低，電池放電容量降低，充電接受能力下降。溫度太高，反映加劇，導致失水，極板腐蝕加劇。電池的充電電壓通過溫度補償來改變，溫度高時，充電電壓降低，使電池處于最佳浮充狀態。
但是，當環境溫度升高時，電池本身固有的壽命仍然會縮短。實踐表明，即使配備了溫度補償，對這種電池固有的老化現象也無回天之力。
  嚴格講，保證電池服務最佳方案是將環境溫度控制在20℃--25℃，控制放電次數、放電深度、放電和充電電流以及定時沖放電的周期。幾乎沒有誰能滿足電池廠家要求的條件，因此達到電池廠家給出的期望壽命是很難的。
  根據環境溫度的高低來調節充電電壓。對電池壽命有提高，但是最好的溫度補償是改善電池的環境溫度，使之達到20℃--25℃

電力系統蓄電池維護的問題
蓄電池是電力電源系統中直流供電系統的重要組成部分，它作為直流供電電源，主要擔負著為電力系統中二次系統負載提供安全、穩定、可靠的電力保障，確保繼電保護、通信設備的正常運行。因此，蓄電池的穩定性和在放電過程中能提供給負載的實際容量對確保電力設備的安全運行具有十分重要的意義。
  然而蓄電池經過一定時間的使用后，常易因活性物質脫落、板柵腐蝕或極板變形、硫化等因素，而使容量逐漸降低直至失效。所以，找出落后電池，并將其予以處理，以便消除隱患，就是廣大蓄電池維護人員的工作。過去幾十年來我們一直使用防酸隔爆式鉛酸蓄電池，積累了一定經驗。但由于此種電池維護方法繁瑣，目前已被具有免加水、安裝靈活、占地面積小且不形成酸霧的閥控式密封鉛酸蓄電池（VRLA）所取代。
   近年來由于閥控式密封鉛酸蓄電池被廣泛使用，國內生產VRLA的廠家越來越多，生產規模與技術水平參差不齊，問題不少，90年代初國內使用的VRLA電池出現了很多以前未遇到的新問題，但由于其是新技術，有些故障原因尚未被完全掌握，只有在維護上建立起有效的管理方法，才可避免造成重大隱患。
  用了五年的電池，是否一定不能用？用了半年的電池是否一定能用？蓄電池供應商提供的電池是否一定是好的？電池和電池組為什么要進行定期檢測和在線監測
  十幾節甚至幾十節串聯的電池，只要一節過早損壞，如不及時發現，則時間一長，其他電池跟著報廢。

  閥控式鉛酸蓄電池（VRLA）從一開始便被稱為免維護電池，而生產廠家又承諾該電池的使用壽命為10 ~ 20年（最少為8年），這樣就給國內的技術和維護人員一種誤解，似乎這種電池既耐用又完全不需要維護，許多用戶從裝上電池后就基本沒有進行過維護和管理，因而在90年代初國內使用的VRLA電池出現了很多以前未遇到的新問題，例如，電池殼變形、電解液滲漏、容量不足、電池端電壓不均勻等。這些現象不單在國內，就是在比我國早采用VRLA電池的國外也同樣存在。在VRLA電池中由于電解液比重更大而且浮充電流更大，因而電極腐蝕更為迅速。電極腐蝕也會消耗氧氣從而使電池變干，這是VRLA電池特有的故障。VRLA電池過度的氣體逸出、焊接柱或蓋板裂縫、密封不嚴，最后通過容器壁和塑料容器滲出水、氫和氧，這些都會引起電解液滲漏。VRLA電池的故障有些是氣體調節閥出現故障引起的，閥打開會導致干涸，也會使空氣進入電池，陰極板自我放電，閥阻塞會使蓋鼓出和。VRLA電池的冷卻比開口式電池更為重要，如果不充分的話，熱失控可能會引起電池熔毀或。VRLA電池內部接線柱、同極的連接片以及電極接頭的腐蝕而斷裂的現象也比開口式電池更常發生。這些故障都導致容量損失。這使使用單位不易掌握VRLA電池的耐久性和失效問題。實踐證明，VRLA電池端電壓與放電能力無相關性，VRLA電池和電池組在運行過程中，隨著使用時間的增加必然會有個別或部分電池因內阻變大，呈退行性老化現象，實踐證明，整組電池的容量是以狀況最差的那一塊電池的容量值為準，而不是以平均值或額定值（初始值）為準，當電池的實際容量下降到其本身額定容量的90% 以下時，電池便進入衰退期，當電池容量下降到原來的80%以下時，電池便進入急劇的衰退狀況，衰退期很短，這時電池組已存在極大的事故隱患。使用單位和管理單位，往往只重視備用電源的設備部分的維護和管理，而忽視電池組的重大作用，殊不知斷電的危險很大程度上就潛伏在電池組。整組電池充電的特性是，如電池組內有一個或幾個內阻變大的老化電池，其容量必然變小，充電器給電池組充電時，老化電池因容量小，將很快充滿。充電器會誤以為整組電池已充滿而轉為浮充狀態，以恒定電壓和小電流給電池組充電。其余狀態良好的電池不可能充滿。電池組將以老化電池的容量為標準進行充放電，經多次浮充--放電--均充--放電--浮充的惡性循環，容量不斷下降，電池后備時間縮短。結論：如不定時檢測，找出老化電池給予調整，電池組的容量將變小，電池壽命縮短，影響系統的高效安全運行。

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