阀控电池和铅酸蓄电池铅酸蓄电池的设计原理是把所需份量的
注入极板和隔板中没有游离的电解液,通过负极板潮湿来提高吸收氧的能力为防止电解液减少把
密封,故阀控电池和铅酸蓄电池式铅酸蓄电池又称“贫液电池”
阀控电池和铅酸蓄电池铅酸蓄电池的极栅主要采用
,以提高其正负极析气(H2和O2)过电位达到减少其充电过程中析气量的目的。正极板在充电达到70%时
就开始发生,而负极板达到90%时才开始发生氧气在生产工艺上,┅般情况下正负极板的厚度之比=6:4根据这一正、负极活性物质量比的变化,当负极上绒状Pb达到90%时正极上的PbO2接近90%,再经少许的充电正、负极上的活性物质分别氧化还原达95%,接近完全充电这样可使H2、O2气体析出减少。采用超细
(或硅胶)来吸储电解液并同时为正极上析絀的氧气向负极扩散提供通道。这样氧一旦扩散到负极上,立即为负极吸收从而抑制了负极上
过程中产生的气体90%以上被消除(少量气體通过安全阀排放出去)。
浮充电压=开路电压+极化电压
例如美国圣帝公司的电池电解液比重为1.240g/cm3,所以它的浮充电压为2.19V。日本YUASA公司的浮充电壓为2.23V
固定型防酸隔爆蓄电池的浮充电流有两个作用:
1)补充蓄电池自放电的损失;
2)向日常性负载提供电流。
阀控电池和铅酸蓄电池式鉛酸蓄电池的浮充电流有三个作用:
1)补充蓄电池自放电的损失;
2)向日常性负载提供电流;
3)浮充电流足以维持电池内氧循环
端电压嘚偏差(静态偏差与动态偏差)
动态偏差在浮充运行初期较大。实际上刚出厂的
可能是因为部分电池中处于电解液饱和状态而影响了氧複合反应的进行,从而使浮充电压过高电解液饱和的电池会因不断的充电使水***而“自动调整”至非饱和状态,6个月后端电压偏差逐漸减小但偏差较大也不排除与有的制造商制造质量有关。
邮电部YD/T799-1996规定静态时,最高电压与最低电压值偏差为20mV动态时,最高电压值與最低电压值偏差不超过50mV
电力部DL/T637-1997规定,静态时最高电压与最低电压值偏差为30mV,动态时最高电压值与最低电压值偏差不超过50mV。
在正瑺浮充电电压下电流在0.02C以下时,气体100%复合正极析出的
扩散到负极表面。100%在负极还原负极周围无盈余的氧气,负极析出的氢气是微量嘚若提升浮充电压,或环境温度升高使充入电流徒升,气体再化合效率随充电电流增大而变小在0.05C时复合率为90%,当电流在0.1C时气体再囮合效率近似为零这时聚集在负极的氧气和负极表面析出的氢气很多,电池内压徒升排气阀开启,造成蓄电池严重缺水
电池充电时其內部气体复合本身就是放热反应,使电池温度升高,浮充电流增大析气量增大,促使电池温度升得更高电池本身是“贫液”,装配紧密内部散热困难,如不及时将热量排除将造成热失控。浮充末期电压太高电池周围环境温度升高,都会使电池热失控加剧
温度每升高1℃,电池电压下降约3mV/单电池,致使浮充电流升高使温度进一步升高。温度高于50℃会使电池槽变形温度低于-40℃时,阀控电池和铅酸蓄電池式铅酸蓄电池还能正常工作但蓄电池容量会减小。
阀控电池和铅酸蓄电池铅酸蓄电池由于结构问题对温度要求很高这一点大家都紸意到了,为此在设计充电设备时都考虑了温度补偿措施,但温度采样点的选取至关重要它直接关系着补偿的效果。温度采样点有三處即蓄电池附近的空气温度、蓄电池外壳的表面温度及蓄电池内部电解液温度。第一处最容易基本都采用此法,但这种方法很不准确因为由于某种原因使蓄电池温度升高,但蓄电池温度的升高很难引起蓄电池附近的空气温度的升高因此这种补偿措施基本无用;第三處最能反应蓄电池的实际情况,但较难实现;第二处最实际也较容易实现,有企业根据第二处的采样设计温度补偿单元
理士(阀控电池和铅酸蓄电池铅酸蓄电池) [1]
阀控电池和铅酸蓄电池铅酸蓄电池分为三类,即大型、中性、小型单体在200Ah及以上为大型,20~200Ah为中型20Ah以下為小型。
电力系统在设计上一般均选用大型铅酸蓄电池,而UPS电源在设计上则选用中型
铅酸蓄电池的极板茬制造过程中对生极板进行充电化成,使正极板上的铅变成二氧化铅负极板上的铅变成海绵状铅。但由于在制造厂对极板进行化成的時间有限不可能将所有的物质均转化成活性物质,为此国家标准规定新电池达到90%容量为合格,只有在今后的日常使用中容量逐渐达箌正常值,***2年后要求达到100%
我国、日本、德国工业用电池采用10小时率,美国的工业用电池标准为8小时率我国电力、邮电标准规定,10尛时率电池1小时率时容量为0.55C10。日本工业标准规定2V10小时率电池,1小时率时容量为0.65C10;6V、12V10小时率电池,1小时率时容量为0.6C1020小时率电池,10小時率时容量为0.93C201小时率时容量为0.56C20。电力系统一般在设计上均选用10小时率铅酸蓄电池,而UPS电源在设计上则选用20小时率铅酸蓄电池
工业电池可汾为两类:一类为深循环使用的电池,另一类为浮充使用的“备用电源”电池循环使用的电池以深循环次数来表示其使用寿命,以0.8C10深度充放电循环使用的电池其寿命达到1200次以上;而浮充使用的电池,年限可达到10~12年有的可达到15~20年。蓄电池只有80%容量时认为寿命终止
唎如:某UPS的功率输出为50kVA,其
2)决定所需电池个数n
3)确定电池电压不超过直流电压范围
例如:某220kV变电所220V直流负荷为
1)根据最高电压确定蓄电池个数n
n=1.05×额定电压/浮充电压
2)蓄电池放电终止电压UZ
3)蓄电池容量选择CC
=可靠系数×放电容量/容量系数
(容量系数可从表2查出)
选择蓄电池嘚标称容量C10=200Ah。
注:可靠系数取1.4,其中已考虑低温对蓄电池的影响、电池的参数不一致的影响及当电池容量低80%时为寿命终止
阀控电池和铅酸蓄电池铅酸蓄电池也有人称之为“免维护电池”,由于使用方便近几年来在电力及邮电通信部门得到广泛的应用,但由于不了解阀控电池和铅酸蓄电池式密封铅酸蓄电池的特性往往几年就报废了,给企业造成极大的损失
首先将“免维护电池”当作不用维护就错了,“免维护电池”只是制造商的广告用语阀控电池和铅酸蓄电池式密封铅酸蓄电池在使用中应注意观察电池的温度情况,随时注意观察浮充電压若充电设备没有补偿温度的功能,就应按温度每上升1℃每单体电池浮充电压下降3mV进行修正。
由于观察不到阀控电池和铅酸蓄电池式密封铅酸蓄电池内部的情况因此在使用中应定期对其进行放电试验,以检测蓄电池容量避免因其容量下降而起不到备用电源的作用。需要注意的是蓄电池在放电时不要过放电放电后必须在12h内补充电,否则将造成蓄电池的永久损坏
注意选用阀控电池和铅酸蓄电池铅酸蓄电池的容量与电池的类型,同样两组100Ah220V日本汤浅电池实际情况是:一组100Ah,36节电池10小时率100Ah,1小时率时60Ah15年寿命;另一组100Ah,18节电池20小時率100Ah,1小时率时56Ah3年寿命。可见在容量上有差别在寿命上亦有差别,在价格上的差别竟是4~5倍
-
(一)阀控电池和铅酸蓄电池式密封鉛蓄电池是通过采用负极吸收原理来实现氧复合循环以此来达到密封的效果由于负极析氢比正极析氧晚,且根据特殊的电池结构所以鉛蓄电池充电后期负极不能析出氢气,而能够吸收正极产生的氧气这就是负极吸收原理。也是根据此原理来实现密封
铅蓄电池充电到70%嘚时候正极将会开始析出氧气,负极充电要达到90%的时候才开始析出氧气阀控电池和铅酸蓄电池式密封铅蓄电池具有特殊的电池结构,氧氣可以顺利被负极吸收负极在吸收氧气的方法有两个,一个是与负极活性物质铅发生化学反应另一个方法则是在负极获得电子后发生電化学反应。都属于氧复合循环反应如图5-5所示。负极除了吸收氧气外也会发生负极的充电反应。
(二) 氧气的传输 阀控电池和铅酸蓄电池式密封铅蓄电池在充电后期正极将析出氧气形成过压,负极吸收氧气产生负压在正、负极之间压差的作用下,氧能够通过气体扩散通噵向负极迁移
负极要想充分地吸收正极析出的氧气,就得先传输到负极氧一般分为两种方式在电池内传输:一种是溶解在电解液中的方式,也就是说通过液相扩散到负极表面; 另一种是以气体经气相扩散到负极表面
那么氧的扩散过程越容易,氧从正极向负极迁移被负极吸收的量就越多所以电池可以通过较大的电流却不会使电池中水损失。氧以气体形式向负极扩散氧的扩散速度就比靠液相中溶解氧扩散嘚速度大很多。为了更快的吸收氧气所以在阀控电池和铅酸蓄电池式密封铅蓄电池中提供氧气的气相扩散通道。
为了在阀控电池和铅酸蓄电池式密封铅蓄电池中提供提供氧气扩散通道所以采用了特殊的电池结构。一是贫电解液结构使超细玻璃纤维隔膜中大的孔道不被電解液充满,作为氧气的扩散通道氧气就能够顺利地扩散到负极。二是紧密装配使极板表面与隔膜紧密接触,一使电解液能充分湿润極板二是确保氧气隔膜孔道扩散到负极,而不会使氧气沿极板向上溢出