蓄电池介绍.doc

蓄电池介绍电池的构成与工作原理蓄电池是将电能转换为化学能储存起来，用电时再将化学能转变为电能的一种直流电源体。它是电池中一种（电池按其使用特点分为原电池、蓄电池、储备电池和燃料电池），是可以再充电和反复使用的电池，故称蓄电池或二次电池。所有电池均由正极、负极、电解质、隔膜和容器5个主要部分组成。都是通过氧化还原反应进行能量转换。电池的正极活性物质通常是各种金属氧化物：卤素及卤化物，氧或含氧酸盐等，负极活性物质则用各种电位较负的金属或氢。电解质溶液采用酸、碱和盐的水溶液，或采用固体电解质。电池工作时，负极活性物质发生电化学氧化反应，释放出电子，在两极间电位差的作用下，电子由负极经外线路传递到正极，正活性物质则接受电子发生电化学还原反应：同时电解质中的离子通过扩散和电迁移在电池内部传输电流。隔膜的作用是把正、负极隔开，防止短路。隔膜一般采用微孔橡胶、塑料、纤维素薄膜等。电池的容器采用橡胶、塑料、不锈钢等耐腐蚀材料。特点 在整个使用寿命期间，蓄电池无需添加水、调整酸比重等维护工作，即具有“免维护”功能； 不漏液、无酸雾、不腐蚀设备； 自放电小； 使用寿命长，NP系列设计使用寿命为5年，GM系列为15年； 结构紧凑，密封良好，抗震动，比容量高； 适应环境温度广（-3545）； 安全防爆； 内阻小，大电流放电特性好； 电荷出厂，使用方便； 无游离电解液，侧倒90度仍可使用；独特配方，深放电恢复性能好；应用领域 警报系统 应急照明系统 电子仪器 铁路、船舶 邮电通信 电子系统 太阳能、风能发电系统 大型UPS及计算机备用电源 消防备用电源 峰值负载补偿储能装置 蓄电池的使用与维护 （1）、蓄电池的类型及其优缺点蓄电池是UPS系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度，然而蓄电池却又是整个UPS系统中平均无故障时间（MTBF）最短的一种器件。如果用户能够正常使用和维护，就能够延长其使用寿命，反之其使用寿命会显著缩短，蓄电池的种类一般为铅酸电池、铅酸免维护电池及镍镉电池等，它们各自的特点如下表所示。不同种类蓄电池的优缺点比较种类概述优缺点铅酸电池1、一般型电池，也称汽车用电池2、需加水维护3、寿命13年1、充放电时会产生氢气，安置地点须设置排风管以免造成危害2、电解液显酸性，会腐蚀金属3、需经常加水维护铅酸免维护电池1、新型电池2、无需加水3、寿命NP系列可达35年、GM系列可达15年1、密封式，充电时不会产生任何有害气体2、摆设容易，不需考虑安置地点通风问题3、免保养、免维护4、放电率高，特性稳定镍镉电池1、高级电池、用于特殊场合及特殊设备上2、需加水3、寿命2040年1、水为介质，充放电不会产生有害气体2、失水率低，但需要固定时间加水及保养3、放电特性最佳4、可防置于任何恶劣环境 考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本因素，一般选择铅酸免维护电池。用户千万不要因贪图便宜而选择劣质电池，因为这样做会影响整个系统的可靠性，并可能因此造成更大的损失。 （2）、蓄电池的检查 蓄电池都会有自放电现象（SELF-DISCHARGE），如果长期放置不用，会使能量损失掉，因此需定期进行充放电。工程技术人员可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏，以12V电池为例，若开路电压高于12.5V，则表示电池储能还有80%以上，若开路电压低于12.5V，则应该立刻进行补充充电，若开路电压低于12V，则表示电池存储电能不到20%，电池已处于“弹尽粮绝”的地步。免维护电池由于采用吸收式电解液系统，在正常使用时不会产生任何气体，但是如果用户使用不当，造成电池过充电，就会产生气体，此时电池内压就会增大，会将电池上方的压力阀顶开，严重的会使电池鼓胀、变形、漏液甚至破裂，这些现象都可以从外观上判断出来，如发现上述情况应立即更换电池。（3）、使用和保养虽然免维护电池在使用时不需要人工进行专门的维护工作，但是在使用时还是有一定的要求，如果使用不当会影响电池的使用寿命。影响电池使用寿命的因素有以下几点：安装、温度、充放电电流、充电电压、放电深度和长期充电等。 电池安装电池应尽可能安装在清洁，阴凉、通风、干燥的地方，并要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。电池应正立放置，不可倾斜角度。每个电池之间端子的连接要牢固。 环境温度环境温度对电池的影响较大。环境温度过高，会使电池过充电产生气体；环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会影响电池的使用寿命。因此一般要求环境温度在25左右。 充电电流电池充电电流一般以电池容量C的倍数来表示，举例来讲，如果电池容量C100Ah，充电电流为0.1C，则为0.110010A。铅酸免维护电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响电他的使用寿命。 充电电压由于UPS电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命，充电器一般采用恒压限流方式，电池充满后即转为浮充状态，额定电压为12V的电池，浮充电压设置为13.7V左右。如果充电电压过高会使电池过充电，反之会使电池充电不足。充电电压异常，可能由电池配置错误引起，或因充电器故障造成，因此在安装电池时，电池的规格和数量必需正确，不同规格、不同批号的电池不要混用。外加充电器不要使用质量低劣的，而且安装时要考虑散热问题。 放电深度放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深，其循环使用次数就越少，因此在使用时应避免深度放电。虽然一般都有电池低电压保护功能，一般单节电池放电至10.5V左右时，UPS就会自动关机，但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下，也会造成电他的深度放电。在正常使用中，要防止意外情况的发生，例如电池短路。 定期保养电池在使用一定时间后应进行定期检查，如观察其外观是否异常。测量各电池的电压是否平均等。如果长期不停电，电池会一直处于充电状态，这样会使电池的活性变差，因此即使不停电，也需要定期进行放电试验，以便使电池保持活性。放电试验一般可三个月进行一次，做法是UPS带载最好在50以上，然后断开市电，使UPS处于电池放电状态。放电持续时间视电池容量而定，一般为几分钟至几十分钟，放电后恢复市电供电，继续对电池充电。 使用注意事项 蓄电池可在环境温度-3545范围内工作，但蓄电池的额定容量和使用寿命是在25左右温度下的设计值，环境温度升高10，电池寿命将减少30%，所以蓄电池应保持在1030之间。蓄电池室应有必要的通风设施。 蓄电池应离开热源和易产生火花的地方，其安全距离应大于1M。 蓄电池应避免阳光直射，不能置于大量放射性、红外线辐射、紫外线辐射、有机溶剂气体和腐蚀气体的环境中。 蓄电池室应有经常照明和事故照明，其照明灯具应布置在走道上方。 蓄电池地面应有足够的承载能力，当蓄电池布置在楼板上时，电气专业应向土建专业提供荷重要求。 蓄电池可布置在单独的蓄电池室内，也可将蓄电池布置在交流或直流配电室内。 抗震设防裂度为7度及以上地区，电池架应采用地脚螺拴加固。 电池安装注意事项 因该电池系湿荷电出厂，故在运输、安装过程中，必须小心搬运、防止短路。 由于电池组件电压较高，存在电击危险，因此在装卸导电联接片时应使用绝缘工具，安装或搬运电池时要戴绝缘手套、围裙和防护眼睛，电池在搬运安装过程，只能使用柔软的吊带，不能使用钢丝绳等，搬运时，不得触动极柱和安全排气阀门。 脏污的连接或连接条不牢均可能引起电池打火，所以要保持连接条在连接处的清洁，并拧紧连接螺丝，使扭矩达到规定值11.3N.M。单体电池采用不锈钢或镀铅的螺栓、镀铅铜连接条和平垫圈串联连接。 电池之间、电池组件之间以及电池组与直流屏之间的连接应合理方便，电压降尽量少，不同容量、不同性能的蓄电池不能混合使用。安装末端连接件和导通电池系统前，应认真检查电池系统的总电压和正、负极、以保证安装正确。 蓄电池与充电器或负载连接时，电路开关应位于“断开”位置，并保证连接正确：蓄电池的正极与充电器的正极连接；负极与充电器的负极连接。 电池外壳，不能使用有机溶剂清洗，不能使用二氧化碳灭火器扑灭电池火灾，可用四氯化碳之类的灭活器具。 电池在安装前可在035的环境下存放，储存期超过6个月的电池应进行充电维修，存放地点应干燥、清洁、通风。蓄电池相互连接时，应避免相邻电池间的电压大于150V。蓄电池的绝缘电阻应大于1K/V。不同规格的蓄电池不要混合使用。蓄电池间的连接必须牢固。蓄电池不宜过放电使用，放电后应及时充电。蓄电池的输出必须装过流保护开关（空气开关）。新旧电池不可以搭配使用。 蓄电池操作使用要求 NP型和GM型蓄电池根据连续浮充电使用工况设计制造，也可用于循环充放电方式。 室温25时，GM型浮充电压2.23V/单体，NP型浮充电压2.3V/单体，不能过高过低，否则会降低电池容量和使用寿命。 电池在下列情况下应进行补充充电或均衡充电：安装结束后，投入使用前需补充电；事故放电后需在短时间内充电；部分单体电池的浮充电电压小于2.2V/单体时需进行均衡充电； 补充充电或均衡充电方式如下：以2.35V/单体恒压充电，当环境温度2132时，充电10h；如果环境温度为1020，则充电时间延长到20 h。 再充电采用限流恒压充电法，初充电流取0.1C10A或0.125C10A，充电电压达2.35V/单体时转入恒压充电。 恒压进行补充或均衡充电时，检验充电程度的方法如下： 对恒定负荷供电的蓄电池，接近充电结束时，充电电流降到很小并且趋于稳定，如果充电电流连续三小时保持恒定，即表明电池已充电至额定容量的9098%。 对变负载供电的蓄电池，测指示电池的电压，若其值连续6小时稳定，则表明电池已充至额定容量的100%（所谓指示电池是指电池组中能反映所有单体电池一般状态的代表性电池，通常是安装使用后第一次充电时，串联单体电池中电压最低的