德國陽光蓄電池A512/140A

德國陽光蓄電池內阻定期測試的重要性分析

德國陽光蓄電池也像人一樣要定期進行體檢，這樣蓄電池基本狀況，我們心里可以做得心里有數。蓄電池電壓、電流、溫度都是蓄電池得重要運行參數，但是它不能反映蓄電池內部狀態。
德國陽光蓄電池內阻作為國際公認的對蓄電池最有效的、測量最便捷的性能參數，能夠反映蓄電池的劣化程度、容量狀態等性能指標，而這些指標是電壓、電流、溫度等運行參數所無法反映的。
 
德國陽光蓄電池的四種主要的失效模式：失水、負極板硫化、正極板腐蝕和熱失控的直接影響使蓄電池的容量下降，內阻升高，是造成蓄電池內阻升高的主要原因。
 
隨著德國陽光蓄電池容量狀態的下降，蓄電池的內阻會升高。容量越大的蓄電池其反映的內阻越小，同時隨著蓄電池劣化程度的加大，蓄電池的內阻也會出現顯著的增高。所以，蓄電池的內阻與其容量有著密切的關系：蓄電池內阻升高是蓄電池性能劣化的重要標志。
 
通過對德國陽光蓄電池組中的單體蓄電池進行內阻測試，能夠準確地掌握蓄電池組中的每個單體蓄電池的性能狀態。同時對于保證蓄電池供電穩定和延長蓄電池組的使用壽命具有重要意義。
 
德國陽光蓄電池在絕大部分現場都是串聯使用的，單體蓄電池的性能狀態直接影響到蓄電池組的整體性能狀態。同時，蓄電池組中的落后電池會加快與其串聯的其他蓄電池的劣化速度。所以，對單體蓄電池的監測是保障蓄電池組的容量狀態和使用壽命的必要條件。

提高德國陽光蓄電池循環壽命的研究

近年來,隨著歐美等老牌電池生產企業巨大的成本壓力及國際鉛價的持續上漲,使得這些國際知名的公司都紛紛在中國建廠，或者干脆在中國購買德國陽光蓄電池進行貼牌銷售。這種趨勢在帶給國內企業可觀利潤的同時，也因國內部分企業的產品質量問題給自身帶來了毀滅性的打擊。而國內部分企業電池產品質量與國外知名企業的顯著差別，主要就是電池使用壽命尤其是循環使用壽命達不到要求。

德國陽光蓄電池的壽命終止多因容量不足，而對于蓄電池來說，其循環壽命更是其眾多指標中的關鍵指標。對于閥控鉛酸蓄電池,延長電池循環壽命的公認措施是鉛膏配方中增加長效添加劑、采用高錫低鈣合金、極板高溫固化、提高裝配壓力等等。

但即使全部采取以上措施,生產出的電池壽命也不一定能達到國外電池壽命的水平。尤其是隨著成本壓力的增加,很多國內中小企業為了降低生產成本,提高電池的大電流放電性能,不斷地降低電池的極板厚度和增加電解液的比重,這對于電池的整體性能,尤其是循環性能來說無疑是殺雞取卵的方法。

本項目的研究重點即是在上述各項延長電池循環壽命的措施都采取的情況下,重點研究電池正負極板厚度、電解液比重和不同充電條件對電池初期容量、國標循環壽命和1h率100%DOD循環壽命的影響。


1 試驗內容

針對以上研究內容,采用兩種極板厚度的電池結構,配合4種電解液比重,制作12V、7Ah電池以進行各項性能試驗。

1.1 德國陽光蓄電池制造

德國陽光蓄電池制造采用3正4負(正極板厚度為3.6mm)、4正5負(正極板厚度為2.8mm)兩種結構裝配，鉛膏配方為今星光公司長壽命鉛膏配方，極板為槽化成工藝生產，電池裝配后分別加1.27、1.29、1.31、1.33四種比重電解液，加酸量控制單體內有效酸量均相同。電池按照工藝初充電完成后測試電池重量和內阻，兩種結構電池的重量分別約為2.60kg和2.45kg，內阻分別約為19mΩ和17mΩ。之后分別測試各類電池的初期容量和兩種循環壽命，為清楚表示各類正交試驗電池的特點和試驗項目，各類電池正交試驗情況如表1所示。



1.2 初期性能測試

表1中的各類電池制作完成后，分別測試各類電池20h和3C容量，作為電池初期容量進行比較考核。

1.3 國標循環壽命

電池經過初期容量測試合格后,按照小型閥控密封式鉛酸蓄電池國家標準(標準代號為GB/T 196391.1-2005)5.18壽命試驗方法測試表1中6類電池的壽命。

1.4 恒流限壓(LV)壽命試驗

根據各類電池的兩項試驗情況,采用不同的恒流限壓充電方法測試表1中4類電池的1h率放電100%DOD循環壽命。

1.5 電池解剖分析

將上一試驗步驟中壽命終止的電池解剖,采用化學方法分析正負極活性物質含量、負極硫酸鉛含量以及酸比重等,并確定德國陽光蓄電池壽命終止的原因。

德國陽光蓄電池監測對安全運行的意義

由于德國陽光蓄電池的運行要求比較嚴格，陽光電池在偏離了正確的使用條件下運行將造成嚴重的后果，鉛酸電池的運行參數監測變得十分重要的。

采用備用德國陽光蓄電池的場所都是十分重要的部門，失效的電池組起不到電源備份的作用，一旦主電源發生故障，就會造成系統停機，導致巨大的經濟、社會損失，及時發現并處理電池失效同樣是十分重要的。

現有的各種后備電源系統，許多裝有各種不同的監測裝置。這些裝置測試電池組的端電壓、電池組電流、電池組運行的環境參數，最多具有測試單電池端電壓的功能。

一般來說，德國陽光電池組參數監測屬于電池運行參數監測，運行參數監測對于保證電池的正確運行狀態是重要的，但不能代替電池參數監測。

對電池組的安全運行來說，監測到單電池是必須的，由于電池參數的不均勻性，監測電池組的參數是無法知道單電池的運行狀態的。

眾所周知，德國陽光蓄電池的端電壓和電池容量是兩個相互獨立的參量，由于電池在浮充運行狀態下，電池電流很小，單電池的浮充電壓也不能有效地反映電池的參數。

按照我們對電池安全運行的認識，對每只電池內阻的監測是電池安全運行最重要的保證，沒有這一功能的監測系統對電池安全運行的意義不大。

對電池每項參數監測的意義下面進行較詳細的討論。

3.1 電池組電壓監測

電池組電壓監測可以發現電池組浮充電壓不正確、電池組是否被過充電、過放電等事件。

3.2 單電池電壓監測


單電池電壓監測可以發現單電池浮充電壓不正確，單電池是否被過充電、過放電等事件。另外，監測單電池電壓還可以發現單電池開路、短路等電池失效事件。

3.3 電池內阻監測

單電池內阻監測是電池監測最具革命性意義的進步。

眾所周知，鉛酸蓄電池的端電壓并不能反映電池的容量特性，容量嚴重下降的電池，在整組浮充電的電池中，其浮充電壓的區別不足以用來判斷電池是否因容量降低而失效，一旦電池組進行放電，這些電池因為充電量少，端電壓很快就會跌落，并妨礙電池組的放電性能，這時從電池的端電壓上可以很容易的發現他們，但是已經太晚了，電池組在需要備份電源的時候已經起不到備份作用了。

利用交流阻抗法、電導法或直流法測量電池的內阻已被公認為是一種迅速而又方便的診斷電池狀況的方法。越來越多的研究認為老化電池的內阻和放電能力之間存在著一定的關系。

值得注意的是，由于電解液電阻的變化。電池內阻隨溫度下降而迅速增大。因此，在考慮時間對內阻的影響時，溫度是一個重要的影響因素。

德國陽光蓄電池在設計上是乏酸的，同鉛活性物質相比電解液的安時容量較小，因而放電過程常常受電解液制約。