阀控密封铅酸蓄电池特性.doc

一、蓄电池浮充特性1、浮充电压蓄电池的浮充电流应满足补偿电池自放电电流及维持氧循环的需要。铅酸电池的浮充电压可按下经验公式确定：浮充电压=开路电压+极化电压=(电解液比重+0.85)V+(0.100.02)V。例如，双登公司GFM型阀控蓄电池的电解液比重为1.30 g/cm3，即开路电压为2.15V，故单体电池浮充电压可取2.25 V0.02V（25）。2、端电压的偏差阀控蓄电池组的端电压偏差有两种：一种是静置状态的电压偏差，即开路电压的偏差，这种偏差应不超过20mV；二是动态偏差，即浮充状态偏差，这个偏差值在浮充运行投入初期较大，运行23个月后会逐渐减少。这是由于运行初期氧循环复合状态尚不稳定，随着运行时间的增加，氧循环复合状态将日趋稳定，端电压偏差逐渐减少。所以，浮充运行状态的端电压偏差值要大于静置状态。按照通信电源系统维护规程要求，在浮充状态下，各单体电池电压与平均电压的偏差不应大于50mV。当平均浮充电压变化时，偏差值也在变化。平均浮充电压越高，偏差增大，反之偏差减小，但不成比例。此外，电池的剩余容量与浮充运行状态电池端电压的高低无直接关系。如果仅根据电池浮充端电压的高低，简单地认定电池端电压高的剩余容量大，端电压低的剩余容量就小，这是没有道理的。3、浮充电流浮充电流If 的值应满足补偿电池的自放电电流Is 和氧复合电流Ir ，因此：If Is+Ir 。阀控密封式铅酸电池其自放电率是很小的，所以相应浮充电流值也很低。一般要求蓄电池在其80%额定容量下一昼夜自放电率不大于0.2%。即使按1%计算，则蓄电池的自放电电流在规定温度下(20或25），Is=(C10/24)(1/100)=0.00042C10A，按单位安时Is =0.42mA/Ah计算。再考虑到氧循环复合的需要，浮充电流取If =1mA/Ah已能满足要求。由于自放电电流（Is）中一大部分是用于板栅腐蚀（令腐蚀电流为Ic，IsIc），而氧复合电流因氧复合效率的存在，仅仅其中小部分被用来分解水。这样，不同的板栅材料，不同的制造工艺，其浮充电流当然也有所不同。浮充电流越小，则意味着对板栅的腐蚀电流和用于水损耗的电流也越小。4、浮充电流与电池寿命的关系蓄电池的运行寿命与板栅腐蚀速率和失水程度密切相关。在同一合金材料条件下板栅的腐蚀与电解液的硫酸浓度和电解液温度有关。电池浮充电压越高，电解液比重越高，若浮充电流大，则对板栅的腐蚀速率也大，亦势必导致温度升高，失水加快，蓄电池的浮充运行寿命相应也降低。因而，较小的浮充电流将会使VRLAB取得较高浮充运行寿命。综上所述，通信电源系统维护规程中规定：当环境温度为25时，单格电池的浮充电压为2.232.27 V（具体数值需要根据厂家说明书确定），浮充电流不超过0.15C10。二、蓄电池均充特性阀控式密封型电池，无论是玻璃纤维的贫液式电池还是胶体电池，其电解液处于吸附状态或胶体状态，没有游离的电解液。就电池的本体来说，均充电压的高低，只能影响充电时间的长短。实验表明，在某一放电深度，用相同充电电流，分别用2.28V、2.30V、2.35V、2.40V均充电压充电，其充足电所需的时间相差不超过35h。因此，阀控密封式电池的均衡充电电压规定为每只2.302.35V，同样为防止充电电流过大导致水分的散失、电池温度过高，影响电池寿命，通常要求均充电流不超过0.15C10。电池的均充过程可大致分为两个阶段：第一个阶段通常为限流充电，在此阶段电池端电压持续上升；第二个阶段通常为恒压充电，当单体电池端电压达到一定值（2.302.35 V）后，充电电流持续下降，直至充电电量达到放电电量的120%时方可认为电池充电结束。阀控式密封蓄电池组的均衡充电通常在下表2-1所示情况下进行表2-1：阀控式密封蓄电池组的均衡充电情形均充充电可以手动进行，也可以在开关电源中进行设置，让其自动进行。但不论何种方式，都必须保证充入电量充足，充电时间一般不超过12h，深度放电后的均充时间不宜超过24h。电池在均衡充电过程中，要每小时测量电池的端压、温度和充电电流并记录。三、蓄电池的温度特性阀控电池对温度颇为敏感，环境温度的变化对电池的运行的寿命、放电容量、浮充电压都有影响。环境温度持续过高，会造成浮充电流加大 内部热量增加，失水过快，最终导致热失控，电池损坏；环境温度过低会降低放电容量。1、温度与浮充电压关系在不同的温度下，电池的电化学特性是不一样的，因此根据温度的变化，其浮充电压应随之修正。这里所指温度应该是电池内部的温度。众所周知，要测量阀控电池的内温度难度是很大的，故通常以室温或蓄电池柜内温度来取代。根据这一要求，常用开关电源通常具有温度补偿功能以修正浮充电压。按照基准温度设定，温度每上升1，单体浮充电压下降3mV；反之，单体浮充电压增加3mV，具体到每一组电池，其温度补偿系数应根据电池生产厂家的要求设定。2、温度与容量关系根据国家标准，蓄电池的额定容量是指在基准温度下10h放电率的容量，放电终止电压不低于1.80V。在环境温度-4040范围内，蓄电池的放电容量随温度升高而升高。因为在较高温度条件下放电，电解液黏度下降，浓差极化影响减小，导电性能提高，使放电容量增加。在一定温度范围内，如540，其放电容量可通过式C10= CR / 1+k ( t-25)计算，式中CR表示非基准温度时的放电容量；t 表示放电时的环境温度（）；k 为温度系数，10h放电率时取0.006（）-1。表3-1所示为双登牌蓄电池温度与蓄电池放电容量终止电压的关系。表3-1：温度与蓄电池放电容量及终止电压关系四、VRLAB的放电特性阀控式密封蓄电池的放电特性受放电速率影响较大。放电速率不同，放电终止电压也不相同，放电速率越高，放电终止电压越低。图4-1 所示为双登牌蓄电池不同放电率下的放电曲线。图4-1：双登GFM电池不同倍率放电特性曲线（25）温度和放电速率对电池放出的容量也有较大影响，环境温度越低、放电速度越大，电池放电的容量就越小。为保证电池寿命及能够放出足够的电量，机房温度一般要求在530 之间，最佳温度为25，放电速率应在0.05C100.15C10之间。五、蓄电池的内阻1、蓄电池内阻的含义蓄电池的内阻由欧姆电阻（导体电阻）和电化学极化及浓差极化电阻三个部分组成。在充放电过程中电阻是变化的，充电过程内阻由大变小，放电过程内阻由小变大。影响蓄电池内阻的主要因素有温度、放电电流、电池极板厚度等，具体表现如下表5-1所示。表5-1：影响蓄电池内阻的主要因素由上表可见，蓄电池内阻是由诸多因素构成的动态电阻。研究蓄电池的内阻一方面是为了了解与蓄电池直接连接的母线及馈线出口短路时，蓄电池将提供多大短路电流，并依此来选择母线及其他设备，并根据短路电流来确定保护电器的级差配合。显然，同容量的蓄电池短路电流越大（即内阻越小）对设备和人身安全带来的危害性也越大。另一方面是为了了解蓄电池剩余容量，一般地，蓄电池在使用过程中，由于自放电或充电不完全等原因，极板表面总是或多或少地产生一些硫酸铅晶体，此类晶体在极板上必然引起电池内阻的增大。因此，对同一组电池而言，其内阻的变化可以比较直观地反映电池质量的好坏和电池剩余容量的大小。2、蓄电池内阻的测定方法确定蓄电池的内阻有两种方法：一次放电法和两次放电法。两次放电法是由IEC 896.2-1995提出的一种方法。它们的计算方法具体详见下表5-2。表5-2：蓄电池内阻的测定方法3、连接条的电阻计算蓄电池短路电流时应计算电池间连接条电阻。连接条有两种：一种是用多股绝缘铜导体组成，称为软连接；一种是