阀控式密封铅酸蓄电池技术与简单维护

阀门控制式铅蓄电池，电池概要阀门控制式密闭铅蓄电池为VRLA电池。 所有英语都被称为“ValveRegulatedLeadAcidBattery”。 它产生于20世纪70年代，1975年，在一些发达国家形成了相当大的生产规模，很快就产业化，大量投入市场。 该电池虽然也是铅蓄电池，但与以往的铅蓄电池相比具有很多优点，受用户欢迎，特别受需要安装UPS、电信设备、移动通信设备、计算机、摩托车等电池相关设备的用户欢迎。 这是因为VRLA电池完全密封，不泄漏酸，而且充放电时不会像旧的铅蓄电池那样出现酸雾腐蚀设备，污染环境，因此VRLA电池从结构特性上被称为密闭铅蓄电池。 为了区别，旧的铅蓄电池称为开放铅蓄电池。 从结构上看，VRLA电池不仅完全密闭，还有能控制电池内部的气体压力的阀，因此VRLA铅蓄电池的全名成为“阀控式密闭铅蓄电池”。 技术特征铅酸二次电池的电性能，是用电池电动势、开路电压、终止电压、工作电压、放电电流、容量、电池内阻、贮藏性能、使用寿命(浮充寿命、充放电循环寿命)等参数测定的。 有关参数是电池用导体被投入外部时，正和负的电化学反应自发进行，如果电池的电能和化学能达到平衡时，正的平衡电极电位和负的平衡电极电位之差是电池电动势，它在数值达到稳定值时的开路电力电动势和单位电量的积表示单位电量能达到的最大电量。 但是，电池的电热和开路电压的意义不同：电动势根据电池中的反应，通过热力学计算，测量计算，有明确的物理意义。 后者只是数字接近电动势，取决于电池的可逆性程度。 电池处于开路状态的端子电压叫做开路电压。 电池的开路电压等于电池的正极电极电位和负极电极电位之差。 电池工作电压是指电池中流过电流(闭路)的端子电压。 电池放电的初始工作电压称为初始电压。 电池接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电压的存在，电池的工作电压低于开路电压。 电池容量是多少？ 电池容量是指电池蓄电量的数量，用符号c表示。 通常的单位是安培时间，简称为稳定时(Ah )或毫安时(mAh )。 电池容量分为额定容量(标称容量)、实际容量。 (1)额定容量额定容量规定电池在25的周围温度下，以10小时率放电电流，应该放电最低限度的电量(Ah )。 a、放电率。 放电率根据蓄电池放电电流的大小，分为时间率和电流率。 放电时间率是指在一定的放电条件下放电到放电结束的电压为止的时间的长度。 根据IEC标准，放电时间率有20、10、5、3、1、0.5小时率和分数，分别表示为20Hr、10Hr、5Hr、3Hr、2Hr、1Hr、0.5Hr等。 b、放电终止电压。 铅蓄电池以一定的放电率在周围温度25下放电，能再次充电的最低电压称为放电终止电压。 大多数固定型电池都将以10Hr放电时(25)的终止电压规定为1.8V/只。 终止电压值根据放电速度和需要来决定。 通常，为了安全地运转电池，在小于10Hr的小电流放电中，终止电压取稍高的值，在10Hr以上的大电流放电中，终止电压取稍低的值。 在通信电源系统中，电池放电的终止电压由来自通信设备的基础电压请求决定。 放电电流率是为了比较标称容量不同的蓄电池的放电电流的大小而设置的，通常以10小时率电流为基准，用I10表示，3小时率及1小时率放电电流分别用I3、I1表示。 c、额定容量。 固定铅蓄电池规定了在25环境下，以10小时率放电后，能电压的额定容量。10小时率额定容量用C10表示。 10小时率电流值为C10/10的其他时间率下的容量显示方法是，将3小时率容量(Ah )设为C3，将25环境温度下的实测容量(Ah )设为放电电流与放电时间(h )的积，将阀门控制铅蓄电池C3和I3的值设为C3=0.75C10(Ah)I3=2.5I10(h)1 C1实测C1和I1的值为C1=0.55C10(Ah)I1=5.5I10(h)(2)实际容量实际容量是指电池在一定条件下能输出的电量。 等于放电电流与放电时间之积的Ah单位。 电池内阻电池的内阻包含欧姆内阻和极化内阻，极化内阻包含电化学极化和浓差分极。 内部电阻的存在是使电池放电时的端子电压低于电池的电动势和开路电压，使充电时的端子电压高于电动势和开路电压。 电池的内阻不是常数，而是在充放电过程中随时间变化，活性物质的组成、电解液浓度和温度在不断变化。 欧姆电阻遵守欧姆定律的极化电阻随着电流密度的增加而增大，但不是线性关系，而是随着电流密度的对数的增加而线性增大的情况较多。 循环寿命的蓄电池经历一次充电和放电，被称为一次循环(一个循环)。 在一定的放电条件下，电池能承受的循环数称为循环寿命，直到电池工作到某个容量规定值为止。 各电池的使用周期次数不同，以往的固定型铅蓄电池约为500600次，启动型铅蓄电池约为300500次。 阀控式密封铅电池的循环寿命为10001200次。 影响循环寿命的主要因素是制造商产品的性能和维护作业的质量。 固定型铅电池的寿命，也可以用浮动寿命(年)测定，阀控式密闭铅电池的浮动寿命在10年以上。 关于起动型铅蓄电池，按照我国机电部的标准，用过充电耐久能力和循环耐久能力单元数表示寿命，用循环次数表示寿命。 即，过充电设备数必须在4以上，循环耐久能力设备数必须在3以上。 电池的能量电池的能量是指在一定的放电制度下，电池可以提供的电能，通常用瓦时(Wh )来表示。 电池的能量分为理论能量和实际能量。 理论能量w理可以用理论容量和电动势(e )的积表示，即w理=C理e电池的实际能量在一定的放电条件下的实际容量c和平均工作电压u平的积，即w实=C实u是通过通常比能量进行比较的电池系统。 所谓比能量，是电池的单位质量或单位体积能输出的电量，单位分别是Wh/kg或Wh/L。 比能分为理论比能和实际比能。 前者是电池反应物1kg完全放电时理论上能输出的能量。 实际的比能量是1kg电池反应物能输出的实际能量。 受各种因素的影响，电池的实际比能远远小于理论比能。 实际比能量和理论比能量的关系可以表示为： w实=W理KVKRKm式中的kv-电压效率； kr-反应效率km-质量效率。 电压效率是电池的工作电压和电动势的比。 电池放电时，由于电化学极化、浓差分极和欧姆电压下降，工作电压小于电动势。 反应效率显示活性物质的利用率。 电池比能量是一个综合指标，反映了电池的质量水平，也显示了制造商的技术和管理水平。 储藏性能蓄电池在储藏期间，由于电池内存在正电性金属离子等杂质，这些杂质与负极活性物质构成微电池，发生负极金属的溶解和氢的析出。 另外，从溶液中或正极板栅格溶解的杂质，其标准电极电位处于正极和负极的标准电极电位之间时，被正极氧化，被负极还原。 因此，存在有害的杂质，正极和负极活性物质逐渐消耗，电池容量丧失的现象被称为自放电。 电池的自放电率用每单位时间的内容量的减少率来表示。 即，用电池收纳前(C10) (C10 )的容量之差和收纳时间t (日、月)的容量的比例来表示。阀门控制式密闭铅蓄电池技术和简单的维护，一、阀门控制式密闭铅蓄电池在通信电源系统中的作用1 .备用电源，包括直流电源系统和UPS系统2 .平滑滤波器3 .系统电压调节4 .动力设备启动电源，图1 :电池的作用示意图三、阀控式密闭铅蓄电池的文字、数字、名词的意思1.GFM中表示g :固定用，f :阀控制式，m :密闭2.3GFM1000中表示3 :每组电池的电池数，1000 :电池的额定容量(Ah，10h率)。 华达表示例3.GFM2000中2000 :容量2000Ah的电池。 光宇的例4.C10和I10:C10表示电池的10小时率放电容量。 I10表示电池10小时率放电的电流。 I10=C10/10(A)5.放电深度：电池放电时释放所有容量的程度，一般用百分比表示。 放电深度为20% :电池仅停止放电总容量的20%，此时电池中残留有80%的容量。 开路电压：电池开路状态下的端子电压。 (单电池的开路电压约为2.13V )。 工作电压：电池接通负载后，放电中显示的电压也称为负载电压或放电电压。 四、电池自放电、电池自放电是指电池在保管过程中容量下降的现象。 电池的自放电原因：1)正极活性物质与电解液的反应2 )正极活性物质与板栅合金的反应3 )正极活性物质与负极析出的氢气的反应。 电池的自放电速度与面板栅材料、电解液的密度、活性物质的纯度、储藏期间的温度等因素有关。 五、电池的连接方式：1000Ah以上的大容量电池大部分是500Ah或1000Ah并联，连接条的使用很多，因此必须采用“多串联少并联、先串联后并联”的原则。 目前华达最大电池为2V1500Ah。 商用电源正常时，蓄电池与整流器并联运行，蓄电池自放电引起的容量损失在全浮充过程中得到补偿。 商用电源被切断或特殊情况下，蓄电池单独供给电力。 六、电池容量：一.容量的选择：阀控铅蓄电池的额定容量为10小时率房间放电容量。 放电电流过大时，无法达到额定容量。 因此，请根据设备负载的大小、放电时间、电压的大小等因素，选择合适容量的电池。 电池的总容量必须按以下公式配置： QKIT/n1 a(t-25)式： q是选择的电池的总容量(Ah) k是安全系数，取1.25的I是负载电流(a) t是放电时间数(h) n是放电容量系数(t，n是用电池安装手册查找有暖气设备时为15，没有暖气设备时为5； a是电池温度系数(1/)放电时间率) 10时，a=0.006； 10放电时间率”1时，a=0.008放电时间率1时，a=0.01 .放电率对电池容量的影响铅蓄电池容量随着放电倍率的增大而减少，必须指定放电的时间率或倍率作为容量。 电池容量根据放电时率和倍率而不同。 3 .温度对电池容量的影响环境温度对电池容量的影响很大，随着环境温度的下降而减少。 环境温度变化1时的电池容量的变化称为容量的温度系数。 温度补偿系数以各电池制造商提供的为基准。 按照国家标准，环境温度不是25的情况下，用下式将四实测容量换算为25的基准温度时的实际容量Ce，其值应满足基准。 Ce=Ct/1 K(t-25)式： t是放电时的环境温度，k是温度系数，10小时放电率的容量实验时K=0.006/，3小时放电率的容量实验时K=0.008/，1小时放电率的容量实验时K=0.01/，4 .容量计算阀控制式铅蓄电池的实际容量是放电制度(放电率，如果以恒定电流放电，放电到规定的终止电压，则电池的实际容量Ct=放电电流I*放电时间t，单位为Ah .5 .剩馀容量的推定电池容量动态计算通过对电池电流的时间的积分来计算，需要反映电池的充电和释放的容量的多少，并且，需要粗略地知道电池的好坏的程度，因此，容量的容量估计的基本方法是取得：一组正常标准电池的0.05c1a放电电压曲线后，用0.05c1a电流对电池进行放电，每隔一定时间比较放电端子电压和放电容量。 例如，从某标准电池的0.05c1a放电到12.5V花了200分钟，但从测定电池的0.05c1a放电到12.5V只有150分钟的情况下，该电池的静置容量为额定容量的150/200*100%=75%。 实际停电后，经常需要知道电池能应对多长时间。 到了那时才发现电池容量不足的时候才晚了。 希望你估计一下电池的容量。 当UPS通电、运行一段时间时，或者可以在线手动测试电池。 这个测试，特别是重要负荷后的在线测试会承担一定的风险。 我建议电池只支持很短的时间。 负载所需的能量由商用和电池分担，可以防止因电池容量不足而突然中断UPS输出。 但是，很多UPS的容量估计是根据电池电压直接估计的比例。 无论如何，容量估计只是“估计”，通常实现10%的精度相当好。 七、VRLA电池的故障模式、VRLA电池虽然有很多优点，但和所有电池一样都存在可靠性和寿命问题。 根据VRLA电池的文献，寿命为15年左右(使用25浮充)。 但是，国内外的VRLA电池在实际使用中，早就发生过故障。 目前VRLA电池的故障模式主要有板栅的腐蚀与生长、电解液干燥、负极硫酸盐化、早期容量损失(PCL )、热失控等。 八、VLRA电池的使用和维护，一、VLRA电池的选定VLRA电池主要应用于电信、电力、UPS不间断电源等领域。 为了保证电池有充分的放电容量(负载的大小和放电时间是选择电池容量的主要根据)，使用前必须选择正确的型号，另外，选择合理的容量可以避免容量过大而浪费。 选定方法有1 )算法2 )、曲线搜索法两种。 2、VLRA电池的设置使用和注意事项在设置电池使用前，请仔细阅读产品说明书，根据需要进行设置和使用。 设置时，应特别注意以下几点：1)，设置方案应根据场所、条件制定。 例如，地面负荷、换气环境、阳光照射、腐蚀和有机溶剂、机械室的布局、维护是否方便等。 2 )、安装时不能将新旧电池混合使用。 不同类型的电池和不同容量的电池绝对不能混合使用。 3 )，电池都是100？ 由充电工厂出厂，要小心操作，避免短路，安装要采用绝缘工具，戴上绝缘手套，防止触电。 4 )、电池安装使用前，在035的环境下保管，保管期间为3个月，超过3个月，按使用说明书规定的标准补充电池。 5 )、沿规定的串联并联线路，连接列间、层间、面板端子的电池连接，在末端连接件与电源系统整体导通之前，必须认真检查正负极性和系统电压。 请注意，在满足设计截面积的前提下，为了减少大电流放电时的电压降，引线必须尽可能地短。两组以上的电池并联连接时，从各组电池到负载的电缆有利于电池充放电时各组电池的电流均衡。 6 )、连接电池时，必须拧紧螺钉，但也必须防止拧紧力过大导致极柱铜间破