長治圣陽蓄電池

閥控鉛酸蓄電池的基本概念

1、電池電壓：
  a、開路電壓：電池在開路狀態下的端電壓。
  b、工作電壓：電池接通負荷后在放電過程中顯示的電壓。工作電壓與放電條件有關，放電電流越大，工作電壓越低；溫度越低，工作電壓越低。
  2、電池的容量：
  a、電池的理論容量：活性物質按法拉第定律計算而得的最高理論值。
  b、電池的實際容量：電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積。單位AH。
  c、電池的額定容量：按國家或有關部門頒布的標準，保證電池在一定條件下的最低限度的容量。
  正常情況下，三者的關系是：理論容量〉實際容量〉額定容量
  3、電池的內阻：
  電流通過電池的內部時受到阻力，使電池的電壓降低。電池的阻不是常數，因為活性物質的組成、電解液溫度和濃度都在不斷的變化。內阻可分為歐姆內阻和極化阻，歐姆內阻符合歐姆定律；極化電阻隨著放電流的增大而增大，但不是直線關系而是對數關系。
  4、正極活性物質：
  正極活性物質有α－PbO2和β－PbO2兩種晶型。β－PbO2具有較高的活性及利用率。α－PbO2具有較好的機械強度和較大的尺寸。當α－PbO2/β－PbO2為0.8時，電池具有最好的深放電能力。
閥控鉛酸蓄電池的失效原因分析
  VRLA電池因為有突出的特點已被廣泛應用，但和所有電池一樣也存在可靠性和壽命問題，我們應時刻牢記它決不是“免維護”電池。據文獻報道，VARL電池使用壽命為15-20年（25℃浮充使用），但實際在使用中，電池會出現提前失效的現象，容量降為80%以下。蓄電池失效系指電池性能逐漸退化，直至不能使用。造成VARL電池性能下降的原因是多方面的，主要有以下幾種：
  1 失水
  從閥控鉛酸蓄電池中排出氫氣、氧氣、水蒸氣或酸霧，都是電池失水的方式和干涸的原因。造成失水的原因主要有：氣體復合不完全、蓄電池密封不好、板柵腐蝕、浮充電壓設置過高等原因。閥控鉛酸蓄電池的水分損失是影響其壽命的重要原因。蓄電池失水，會導致電解液的減少，使電池的容量降低而失效。
  防止電池失水可通過以下措施：選用耐腐蝕合金，減少水的消耗；提高材料純度，減少自放電；選用透水、透氣率小的材料作殼體，注意極柱及殼蓋間的密封；保證氣體復合的前提下，盡可能增加電池含水量；嚴格控制電池的充電電壓，一般電池充電電壓應控制在2．35 V／單體(25℃)以下。
  2 早期容量損失（PCL）
  早期容量損失是指蓄電池組在使用過程中，只用幾個月或一年其容量就低于額定值的
  80％ ，或其中個別蓄電池的性能急劇變差。造成容量早期失效的原因有：活性物質密度過低；裝配壓力過低，使極板活性物質和板柵界面的電阻增大；缺乏特殊添加劑如Sn（錫）等；不適宜的循環條件而引起活性物質結構變化，使之失去“活性”。
  防止早期容量損失可通過以下措施：采用合適的正極板柵合金，如向鉛、鈣合金中添加一定比例的錫；改進板柵結構設計以減小電池充放電時體積的變化。
  3 熱失控
  熱失控是指蓄電池在恒壓充電時，充電電流和電池溫度發生一種累積性的增強作用，并逐步損壞蓄電池。熱失控的直接后果是蓄電池的外殼鼓包、漏氣，電池容量下降，最后失效。由于閥控鉛酸蓄電池采用貧液緊密裝配設計，電池散熱不佳。充電時氧循環反應會產生熱量，如不及時導走，則會使電池溫度升高；如若沒有及時降低充電電壓，則充電電流就會加大，析氧速率增大，又反過來使電池溫度升高。如此惡性循環下去，就會引起熱失控現象。
  防止熱失控的措施是，采取恒壓限流的充電方式，防止電池的過充電，開關電源設置的均充電壓值和浮充電壓值不能高于廠家所規定的數值。另外在電池設計和制造中盡量減小電阻的內阻，如正負極間距要小，電池要緊裝配等。
  4 負極不可逆硫酸鹽化
  在正常條件下，鉛蓄電池在放電時形成硫酸鉛結晶，在充電時能較容易地還原為鉛。如果電池的使用和維護不當，例如經常處于充電不足或過放電，負極就會逐漸形成一種粗大堅硬的硫酸鉛，它幾乎不溶解，用常規方法充電很難使它轉化為活性物質，從而減少了電池容量，甚至成為蓄電池壽命終止的原因，這種現象稱為極板的不可逆硫酸鹽化。硫酸鹽化是負極失效的主要原因。
  為防止硫酸化的形成，電池必須經常保持充足電的狀態，不可過放電。
  5 正極板柵的腐蝕
  在實際運行過程中，一定要根據環境溫度選擇合適的浮充電壓。浮充電壓過高，除引起水損失加速外，也引起正極板柵腐蝕加速。當合金板柵發生腐蝕時，產生應力，致使極板變形、伸長，使板柵與有效物質的接觸面積減小，因而導致容量的下降。閥控鉛酸蓄電池的壽命，取決于正極板壽命，其設計壽命是按正極板柵合金的腐蝕速率進行計算的。正極板柵腐蝕得越多，電池的剩余容量就越少，電池壽命就越短。
  正極板柵腐蝕的速度隨著溫度、充電電壓和電解液酸濃度的上升而增高。為減少電池正極板的腐蝕，應避免蓄電池過充電；避免因電池失水造成電解液比重增高，加劇正極板腐蝕；研究新的更耐腐蝕的合金；增加正極板柵的厚度。
  6 隔板質量下降
  閥控鉛酸蓄電池的隔板具有多孔結構和很強的吸液能力，不但可以保持電解液，而且可以保證氧氣的擴散和再化合。由于VRLA電池為緊密裝配，電池中的隔板使用一定時期之后，產生彈性疲勞，隔板原來承受的壓力消失。致使隔板不能與極板完全接觸，在隔板與極板間產生裂紋，電池內阻增大，電池性能下降。
  7 蓄電池組的均勻性
  電池端電壓的均勻性，可以反映出電池組內電池的質量差異。電池端電壓的均勻性有二個指標，一個為靜態，另一個為動態，使用中（平時處于浮充狀態）的電池端壓一般測動態指標。閥控式密封鉛酸蓄電池組中單體蓄電池的開路電壓之差不小于20 mV；各單體蓄電池的浮充電壓與平均值之差應小于50mV。
  影響均勻性的因素主要有：蓄電池原材料和半成品的規格和質量；單向閥的開啟和關閉壓力；注酸量；蓄電池生產工藝的控制等原因。
閥控鉛酸蓄電池的正確使用和維護
  閥控蓄電池的使用壽命和機房的環境，整流器的設置參數，以及運行狀況很有關系。同一品牌的蓄電池，當其在不同的環境和不同的維護條件下使用時，其實際使用壽命會相差很大。
  （1）為保證蓄電池的使用壽命，最好不要使蓄電池有過放電。穩定的市電以及油機配備是蓄電池使用壽命長的良好保證，而且油機最好每月啟動一次，檢查其是否能正常工作。
  （2）一些整流器（開關電源）的參數設置（如浮充電壓，均充電壓，均充的頻率和時間，轉均充判據，轉浮充判據，環境溫度，溫度補償系數，直流輸出過壓告警，欠壓告警，充電限流值等），要跟各蓄電池廠家溝通后再具體確定。
  （3）每個機房的蓄電池配置容量最好在8-10小時率比較合適。頻繁的大電流放電會使蓄電池使用壽命縮短。
  （4）閥控蓄電池雖稱“免維護”蓄電池，但在實際工作中仍需履行維護手續。每月應檢查的項目如下：單體和電池組浮充電壓；電池的外殼和極柱溫度；電池的殼蓋有無變形和滲液；極柱，安全閥周圍是否滲液和酸霧溢出。
  （5）如果電池的連接條沒有擰緊，會使連接處的接觸電阻增大，在大電流充放電過程中，很容易使連接條發熱甚至會導致電池蓋的熔化，情況嚴重的可能引發明火。所以維護人員能每半年做一次連接條的擰緊工作，以保證蓄電池安全運行。
  （6）為了確保用電設備的安全性，要定期考察電池的儲備容量，檢驗電池實際容量能達到額定容量的百分比，避免因其容量下降而起不到備用電源的作用。對于已運行三年以上的電池，最好能每年進行一次核對性放電試驗，放出額定容量的30—40%。每三年進行一次容量放電測試，放出額定容量80%。
  （7）蓄電池放電時注意事項：應先檢查整組電池的連接處是否擰緊，再根據放電倍率來確定放電記錄的時間間隔，對于已開通的機房一般使用假負載進行單組電池的放電，在另一組電池放電前，應先對已放電的電池進行充電，爾后才能對另一組電池進行放電。放電時應緊密注意比較落后的電池，以防某個單體電池的過放電。

1蓄電池的工作化學原理與電池的失水：
Pb+Pbo2+2H2SO4←→2PbSO4+2H2O 2H2O←→2H2↑+O2↑ 使用純鉛，二氧化鉛和稀釋的硫酸做電解液，它能使極板帶電荷。由于電池放電，鉛的氧化物正極活性物質與鉛的海綿狀負極物質一起作用于稀硫酸電解液，形成硫酸鉛和水，當充電時此反應過程逆轉。產生的水在充電過程中電解成氫氣和氧氣，釋放出來造成電池的失水，充電過程越頻繁失水率越高。失水過多，電池干涸，最終失效。
2、 溫度對電池壽命的影響： 溫度將對電池使用壽命產生影響，特別是溫度高于25℃時，一般的規律，環境平均溫度在25℃以上，每增高8℃，其預期的電池壽命將比設計壽命減少一半。 3、 電池使用后期的容量降低，最終造成電池失效： 正負極柵形成了鉛酸蓄電池的主要構架。板柵用于保持活性物質并且放電時引導電流輸出電池，充電時引導電流輸入電池。由于活性物質事實上在板柵產生電流，板柵與活性物質的界面是電池的一個非常重要區域，此界面的質量對電池的工作性能有決定性的影響。AGM電池開始循環工作時，應在幾個周期時內極板完成成形，容量增加。然后循環工作再繼續，所有電池容量開始逐年下降，電池使用后期，電池容量下降得非常大。如果仔細檢測一個失效的柵極，發現電池失效源于板柵與活性金屬之間的邊界產生了一個絕緣硫化層，此絕緣硫化層使活性物質電氣絕緣與板柵，因而引起電池高內阻及伴隨而來的容量降低。

 4、 電池使用后期的內部短路： 電池使用過程中，負極板就沉積一些硫化鉛，硫化鉛有一種難以處理的傾向，即隨著時間加長而硬化，導致容量的永久損失。這種情況可能對任何型號的電池發生，如果此種硫化繼續下去一段時間以致硫化物成塊，可以長滿整個隔離板以致連接到另一塊板塊，這個硫化現象稱為硫化橋接或短路。造成整組電池的充電過程變得危險。 基于以上情況，在一些重要崗位上要及時更換電池，以避免事故的發生。一般情況，浮充設計壽命為10年的電池，使用5年就要更換；浮充設計壽命為20年的電池使用10年就要更換，以保證電池組的有效容量和電池組的安全穩定運行。

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