《通信设备的供电与安全技术》课件-4.1蓄电池的型号命名及工作原理

阀控式密封铅酸蓄电池本章内容重难点本章内容：1、蓄电池的作用、分类与型号、结构；2、阀控式密封铅酸蓄电池基本工作原理、工作特性及技术指标；3、阀控式密封铅酸蓄电池使用与维护。本章重难点：1、阀控式密封铅酸蓄电池基本工作原理、工作特性；3、阀控式密封铅酸蓄电池使用与维护。1蓄电池的型号命名及工作原理5.1.1蓄电池定义蓄电池就是盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。它是一种储存电能的设备，将充电时得到的电能转化为化学能储蓄起来，又能及时将化学能转变为电能。因此蓄电池至少由电极材料、电解液和盛装它们的容器组成。5.1概述

5.1.2蓄电池在通信系统中的作用1、在直流供电系统中作用蓄电池与整流器并联组合为浮充供电系统：整流器正常输出时蓄电池荷电待用，可起到平滑滤波的作用，降低整流器输出杂音，提高供电质量；当整流器故障或交流电中断时，蓄电池对负载供电，确保供电不中断。2、在交流不间断电源系统（UPS）中的作用蓄电池是不可缺少的后备电源，交流输入中断时，逆变器将蓄电池提供的直流电逆变为交流电给负载供电。3、蓄电池还被用作中小型油机发电机组的起动电源等。5.1.3蓄电池的分类（1）按所使用的电解质分：碱蓄电池、酸蓄电池（铅酸蓄电池）。（2）按蓄电池使用环境不同分：移动型、固定型。（3）按电池槽结构分：半密封式和密封式；半密封式有防酸隔爆式和消氢式，密封式分为全密封式和阀控式。（4）依据电解液数量分：贫液式、富液式。5.2.1阀控式密封铅酸蓄电池的定义正常使用时保持气密和液密状态，当内部气压超过预定值时，安全阀自动开启，释放气体；当内部气压降低后，安全阀自动闭合使其密封，防止外部空气进入蓄电池内部；在使用寿命期间不用补加电解液和水。5.2.2VRLA电池的结构特点1负极容量相对于正极容量过剩，使其具有吸附氧气并将其化合成水的功能，以抑制氢氧气体的发生速率。在使用寿命期间不用补加电解液和水。2固定电解液。可以在不同位置安装，一般为水平和竖直。5.2阀控式密封铅酸蓄电池蓄电池组的安装情况电池立放电池卧放3改进板栅材料采用无锑（或低锑）铅钙合金制作正极板栅，以提高抗腐蚀能力。采用铅钙合金制作负极板，以提高析氢过电位。4电池盖上装设单向节流阀，且有防酸雾垫，在使用期间，没有腐蚀气体泄出，蓄电池组可以和设备安装在同一个房间。5.2.3VRLA电池的结构组成

如下图1正、负极板组①正极板活性物质：多孔性二氧化铅（PbO2）②负极板活性物质：绒状铅2电解液①种类：稀硫酸溶液、硫酸硅胶②作用浸润正负极板上的活性物质，并形成导电粒子，且在有电流状态参与电极反应。3隔膜（材料为：超细玻璃纤维（AGM））①特点具有高吸附电解夜的能力；高孔率；低电阻及化学稳定性好等②作用防止正负极板短路；阻挡杂质离子的扩散；贮存电解液；以及提供氧气由正极扩散到负极的通道。4电池槽①作用电池槽由槽壳、槽盖所组成，用于盛装正负极板组、电解液及附件等。②材料特点阻燃性③单向阀作用用于泄放高压盈余气体，以避免电池槽发生炸裂。④接线端子有正、负接线端子；由铅合金或铜铸造，并有螺纹，便使用时与外电路相连。根据《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》的规定，命名方法如下图：5.2.4蓄电池的型号命名例1：GFM—1000为额定电压2V、额定容量1000Ah的固定型（G）阀控式（F）密封（M）蓄电池。例2：6—FM—65为内有6只单体电池、额定电压12V、额定容量65Ah的阀控式（F）密封（M）蓄电池。例3：3—Q—240是表示内有3只单体电池、额定电压6V、额定容量240Ah的起动（Q）电池。5.2.5阀控式密封铅酸蓄电池主要特点1重量轻，体积小，能量体积比高；无酸雾逸出，不需要单独设立电池室，可与主机同室放置；不需添加纯水，2维护工作量小；自放电小要求浮充电压较高，并且对浮充电压值要求严格。3密封程度高；4水分不易蒸发，采取抑制气体产生的方法，极少有酸雾溢出，基本无污染；5对温度敏感。5.3VRLA电池的工作原理1、电动势（1）电动势的产生原理蓄电池开路时正、负极之间的电位差，就是蓄电池的电动势E。换句话说，蓄电池的电动势E等于蓄电池的开路电压。（2）电动势经验公式蓄电池开路时正、负极之间的电位差，就是蓄电池的电动势E。（3）电动势标称值：2V2、铅酸蓄电池的电化学反应原理（1）总电化学反应式Pbo2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4

(+)

电解液

(-)(+)

水

(-)放电充电（2）原理放电是蓄电池将储存的化学能转换为电能向外电路输出的过程。放电时，正负极板的活性物质不断转换为硫酸铅（PbSO4），由于PbSO4导电性差，所以，放电时，电池内阻增加；另外，硫酸不断被消耗，同时生成水，因此电解夜比重减小，电池端电压降低。充电：利用外来直流电源（整流器，其输出的正、负端应分别与蓄电池的正、负极相连。）向蓄电池输送电能，它是放电的逆过程，此时蓄电池将电能转化为化学能储存起来。充电时，正、负极板上的硫酸铅（PbSO4）分别被还原为PbO2和Pb，同时消耗水和生成硫酸，所以，电解夜比重增大，电动势增大。在充电后期，若继续以大电流充电，充电电流将会分解水，生成氢气和氧气。由于阀控式密封铅酸蓄电池正常工作时无氢氧气体逸出，因此不需要补充水，蓄电池可以密封。（1）电动势：当外电路断开，即没有电流通过蓄电池时，在正、负极间量得的电位差，叫蓄电池的电动势或蓄电池的开路电压。VRLA蓄电池的单体开路电压一般为2.11～2.14V/单格，出厂后大于2.10V/单格算正常。（2）端电压：当外电路闭合，有电流通过蓄电池时，在蓄电池正负极间的电位差，叫做蓄电池的电压或端电压。（3）工作电压：指蓄电池接通负荷在放电过程中显示的电压，又称负荷（载）电压或放电电压。（3）端电压①电动势与工作电压a电动势：当外电路断开，即没有电流通过蓄电池时，在正、负极间量得的电位差，叫蓄电池的电动势或蓄电池的开路电压。VRLA蓄电池的单体开路电压一般为2.11～2.14V/单格，出厂后大于2.10V/单格算正常。b工作电压：蓄电池的工作电压是指电池有电流流过时正、负两极间的端电压，常用U表示。充电时U为蓄电池电动势与蓄电池内压降之和，放电时U为蓄电池电动势与蓄电池内压降之差。蓄电池放电时，端电压U=E-I