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什么是閥控式蓄電池

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年10月25日  

摘要:介紹了閥控式蓄電池的原理,分析了影響蓄電池使用壽命的主要因素,提出了正確使用和維護蓄電池的方法及注意事項。

1引言

蓄電池作為一種獨立的操作電源,具有可靠性高的優點,所以在變電所和發電廠被廣泛應用。最早使用的普通鉛酸蓄電池過載能力低,易產生酸腐蝕;20世紀80年代以后,逐步被鎘鎳蓄電池替代,雖然其具有可靠性高、體積小、壓降小、耐過充能力強,放電電壓平穩,放電倍率高,壽命較長等優點,但也有電池電壓低、使用數量大、維護工作量相對較大且較繁瑣等缺點;而閥控式蓄電池具有防爆安全、使用數量少、電池單體電壓高、維護方便等優點。目前由于充電設備的更新換代,尤其是高頻開關電源的應用,使相關指標(穩壓、穩流、紋波系數等)要求較嚴的閥控式蓄電池得到了廣泛的應用。閥控式蓄電池主要有貧液式和膠液式兩類。由于閥控式蓄電池全密封、無須加水維護,故常冠以“免維護”的稱號。“免維護”這一詞給使用者帶來了認識上的誤區,導致使用者放松了對閥控式蓄電池的日常維護和管理。因此,正確使用和維護閥控式蓄電池具有十分重要的意義。

分析閥控式蓄電池

2閥控式蓄電池原理

閥控式蓄電池在充電過程中和充電終止時會出現水被電解的現象,通常情況下,正極出現氧氣,負極出現氫氣。由于電池采用免維護極板,使氫氣析出時電位提高,加上反應區域和反應速度的不同,使正極出現氧氣先于負極出現氫氣,正極電解水反應式如下:

2H2O→O2+4H++4e-

氧氣通過隔板通道或頂部到達負極進行化學反應。

Pb+O2+2H2SO4→PbSO4+H2O

負極被氧化成硫酸鉛,經過充電又轉變成海棉狀鉛。

PbSO4+2e-+H+→Pb+HSO4-

由于閥控式蓄電池結構,使電池內部保留一定壓力和氣體,保證上述反應循環進行,與此同時也抑制負極氫氣的析出,控制了電池內水份的消耗,因此電池可以密封運行。

3影響閥控式蓄電池使用壽命的主要因素

閥控式蓄電池全浮充正常使用壽命在10年以上,理論上可到20年,但在實際使用中,影響閥控式蓄電池使用壽命的因素很多,主要有:

1)環境溫度

環境溫度過高對蓄電池使用壽命的影響很大。溫度升高時,蓄電池的極板腐蝕將加劇,同時將消耗更多的水,從而使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環境下可獲得較長的壽命,長期運行溫度若升高10℃,使用壽命約降低一半。

2)過度充電

長期過充電狀態下,正極因析氧反應,水被消耗,H+增加,從而導致正極附近酸度增加,板柵腐蝕加速,使板柵變薄加速電池的腐蝕,使電池容量降低;同時因水損耗加劇,將使蓄電池有干涸的危險,從而影響蓄電池壽命。

3)過度放電

蓄電池過度放電主要發生在交流電源停電后,蓄電池長時間為負載供電。當蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時,會導致電池內部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面,在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體,它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產生很大的負面影響,因此在陰極上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內阻越大,電池的充、放電性能就越差,蓄電池的使用壽命就越短。

4)長期浮充電

蓄電池在長期浮充電狀態下,只充電而不放電,勢必會造成蓄電池的陽極極板鈍化,使蓄電池內阻增大,容量大幅下降,從而造成蓄電池使用壽命縮短。

4閥控式蓄電池的正確使用和維護

下面為閥控式蓄電池在使用和維護中應注意的問題。

——蓄電池應放置在通風、干燥、遠離熱源處和不易產生火花的地方,安全距離為0.5m以上。在環境溫度為25℃~0℃內,每下降1℃,其放電容量約下降1%,所以電池宜在15℃~20℃環境中工作。

——要使蓄電池有較長的使用壽命,請使用性能良好的自動穩壓限流充電設備。當負載在正常范圍內變化時,充電設備應達到±2%的穩壓精度,才能滿足電池說明書中所規定的要求。浮充使用的蓄電池非工作期間請不要停止浮充。

——必須嚴格遵守蓄電池放電后,再充電時的恒流限壓充電→恒壓充電→浮充電的充電規律,條件允許的最好使用高頻開關電源型充電裝置,以便隨時對蓄電池進行智能管理。

——新安裝或大修后的閥控式蓄電池組,應進行全核對性放電實驗,以后每隔2~3年進行一次核對性放電實驗,運行了6年的閥控式蓄電池,每年作一次核對性放電實驗。若經過3次核對性放充電,蓄電池組容量均達不到額定容量的80%以上,可認為此組閥控式蓄電池壽命終止,應予以更換。

——維護測量蓄電池時,操作者面部不得正對蓄電池頂部,應保持一定角度或距離。

——蓄電池運行期間,每半年應檢查一次連接導線,螺栓是否松動或腐蝕污染,松動的螺栓必須及時擰緊(螺栓與螺母的扭矩約為11N·m),腐蝕污染的接頭應及時清潔處理。電池組在充放電過程中,若連接條發熱或壓降大于10mV以上,應及時用砂紙等對連接條接觸部位進行打磨處理。

——不能把不同廠家、不同型號、不同種類、不同容量、不同性能以及新舊不同的電池串、并在一起使用。

——為蓄電池配置在線監測管理技術,隨時對電池實施在線監測,了解和掌握電池的電壓、壓差等,以便及時發現蓄電池的缺陷,及時進行維護。

——蓄電池在正常運行期間,應每周測量一次電池電壓、環境溫度;每月普測一次電池電壓、環境溫度,并做好記錄;每季檢查一次電池開路電壓(單體電壓);每年做一次容量檢查(放電電流為0.1C10A,終止電壓符合中的規定),并作記錄;應保持完整的電池履歷(包括出廠日期、安裝日期、運行情況等)。

閥控式蓄電池標準電壓

2612

運行中電壓最大偏差值±0.05±0.15±0.3

開路電壓最大最小電壓差值0.030.040.06

放電終止電壓值1.805.40(1.80×3)10.80(1.80×6)

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