1、 閥控試鉛酸蓄電池相關知識 及維護保養 國瀚文2015年1月主要內容o 供電車間蓄電池概況o 閥控式鉛酸蓄電池的定義、原理、結構o 閥控式鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o 閥控式鉛酸蓄電池常見問題o 閥控式鉛酸蓄電池的巡檢內容o 閥控式鉛酸蓄電池的日常維護保養o 蓄電池放電注意事項供電車間蓄電池概況o 供電車間現共有蓄電池74組，共1822節。全部為密封式免維護閥控鉛酸蓄電池。目前有單節2V、12V兩個電壓等級。電池品牌有：美國海志、美國EXIDE、德國松樹、哈爾濱光宇。o 電池容量有18Ah、33Ah、44Ah、55Ah、65Ah、70Ah、100Ah、110Ah、160Ah、200Ah、

2、230Ah、300Ah。閥控式鉛酸蓄電池的定義 閥控式鉛酸蓄電池的英文名稱為Valve Regulated Lead Battery(簡稱VRLA電池)，其基本特點是使用期間不用加酸加水維護，電池為密封結構，不會漏酸，也不會排酸霧，電池蓋子上設有單向排氣閥(也叫安全閥)，該閥的作用是 當電池內部氣體量超過一定值 (通常用氣壓值表示)，即當電 池內部氣壓升高到一定值時， 排氣閥自動打開，排出氣體， 然后自動關閥，防止空氣進入 電池內部。閥控式鉛酸蓄電池的基本原理o閥控式鉛酸蓄電池的電化學反應原理。閥控式鉛酸蓄電池的電化學反應原理就是充電時將電能轉化為化學能在電池內儲存起來，放電時將化學能轉化為電

3、能供給外系統。o電化學反應式如下：免維護鉛酸蓄電池為什么還需要每月進行維護保養？p免維護只是指使用期間不用加酸加水維護。仍需要其他項目的日常維護保養。p從上面反應式可看出，充電過程中存在水分解反應，當正極充電到70時，開始析出氧氣，負極充電到90時開始析出氫氣，由于氫氧氣的析出，如果反應產生的氣體不能重新復合，電池就會失水干涸。p對于早期的傳統式鉛酸蓄電池，由于氫氧氣的析出及從電池內部逸出，不能進行氣體的再復合，是需經常加酸加水維護的重要原因。p閥控式鉛酸蓄電池能在電池內部對氧氣再復合利用，同時抑制氫氣的析出，克服了傳統式鉛酸蓄電池的主要缺點。閥控式鉛酸蓄電池的分類 閥控式鉛酸蓄電池分為AGM

4、（貧液）和GEL（膠體）電池兩種nAGM采用吸附式玻璃纖維棉(Absorbed Glass Mat)作隔板，電解液吸附在隔板中，貧電液設計，電池內無流動的電解液,電池可以立放工作，也可以臥放工作。n膠體（GEL）SiO2 作凝固劑，電解液吸附在極板和膠體內，一般立放工作。膠體電池膠體電池 AGM電池電池海志閥控式鉛酸蓄電池的內部結構（AGM）海志閥控式鉛酸蓄電池的內部結構（AGM）p正極板上的活性物質是二氧化鉛（PbO2）p負極板上的活性物質是海綿狀的純鉛（Pb）p隔板是由超細玻璃纖維制成，能充當海綿一樣的吸酸能力，完全吸附電解液（H2SO4），使電解液在電池內不具有流動性海志閥控式鉛酸蓄電池

5、的內部結構（AGM）p自動開關的安全閥： 安全閥一般由閥體、橡膠閥和防爆濾酸片組成，防爆濾酸片的作用有兩個：一是當電源外部有明火或火星時，不會引爆蓄電池內部;二是橡膠閥開啟，氣體排出時，酸霧水霧在防爆濾酸片上會凝結為液滴，不會排到電池外部。蓄電池在內部壓力下工作，以促進氧氣的再化合；蓄電池內部壓力增加到一定程度時，安全閥自動打開排氣；而當氣壓將低到規定限度以下時，安全閥自動關閉。 海志閥控式鉛酸蓄電池的內部結構（AGM）p 較堅硬的外殼：由于閥控蓄電池的外殼要承受一定的內部壓力，故外殼采用高強度耐壓防爆的材料制成，使得外殼更加堅固耐用。各電壓等級的鉛酸蓄電池都是由各電壓等級的鉛酸蓄電池都是由2

6、V單體電池組成的？單體電池組成的？蓄電池在放電過程中的化學反應PbO2 2H2SO4 Pb PbSO42H2OPbSO4（正極）（硫酸）（負極） （正極） （水） （負極）放電是氧化過程，充電是還原過程基于上述化學反應，可得到兩個電極的電位之差，即正負極間電動勢： E=+0-0+RT/F*In(H2SO4/H2O)。其中：E電動勢+0正極標準電極電位，其值為1.690 -0負極標準電極電位，其值為-0.356R通用氣體常數，其值為8.314T溫度，與電池所處溫度有關F法拉第常數，其值為96500H2SO4硫酸的活度，與硫酸濃度有關H2O水的活度，與硫酸濃度有關從上式中可看出，鉛酸蓄電池的標準電

7、動勢為1.690-（-0.0.356）=2.046V，因此蓄電池的標稱電壓為2V。放電充電o 結論：單節鉛酸電池的電壓是由于鉛材料本身的化學性質所決定的。o 同樣原理 單節鎳鎘充電池電壓為1.2V單節鎳氫充電池電壓為1.2V單節聚合物鋰電池電壓為3.7V單節磷酸鐵鋰充電池3.2V 各種電壓等級的鉛酸蓄電池都是由各種電壓等級的鉛酸蓄電池都是由2V單體電池構成的單體電池構成的各種電壓等級的鉛酸蓄電池都是由各種電壓等級的鉛酸蓄電池都是由2V單體電池構成單體電池構成的的閥控式鉛酸蓄電池的內部結構o 單節12V的閥控式鉛酸蓄電池蓄電池的命名方法、型號組成及其代表意義蓄電池的命名方法、型號組成及其代表意義

8、代號代號漢字漢字全稱全稱G固固固定型固定型F閥閥閥控式閥控式M密密密封密封J膠膠膠體膠體D動動動力型動力型N內內內燃機車用內燃機車用T鐵鐵鐵路客車用鐵路客車用D電電電力機車用電力機車用6 G F M 65固固定定型型閥閥控控式式密密 封封65A.h六個六個單體單體12V6 G F M J 100固固定定型型閥閥控控式式密密 封封100A.h六個六個單體單體12V膠膠體體閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o 浮充電浮充電：正常運行時，充電裝置承擔經常負荷電流，同時向蓄電池組補充電，以補充蓄電池的自放電自放電，使蓄電池處于備用狀態。單體閥控式密封鉛酸蓄電池的浮充電壓通常取2.25V（25）

9、。浮充電流一般為13mA/Ah。o 自放電自放電：蓄電池在無使用情況下，電量自動減少或消失現象稱為自放電。自放電的主要原因是由于極板含有雜質，形成局部的小電池，而小電池的兩極又形成短路回路，引起蓄電池自放電。另外，由于蓄電池電解液上下的密度不同，致使極板上下的電動勢不均等，這也會引起蓄電池的自放電。 閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o 均衡充電：為補償蓄電池在使用過程中產生的不均勻現象，使其恢復到規定的范圍內而進行的充電，稱為均衡充電。單體閥控式密封鉛酸蓄電池的均衡充電電壓通常取2.35V（25）。均衡充電電流不大于11.25I10 A。（2

10、.35*6=14.1V）o 恒流充電：蓄電池的充電電流在充電電壓范圍內，維持在恒定值的充電。o 恒流限壓充電：先以恒流方式進行充電，當蓄電池組電壓上升到限壓值時，充電裝置自動轉換為恒壓方式充電，直至充電完畢。20 蓄電池組浮充電壓溫度補償 p 在浮充狀態下，為了保證電池既不欠充，又不過充，除了正確設置浮充電壓外，還必須根據蓄電池組工作的環境溫度適當調整浮充電壓。 以25 為基準溫度，溫度變化 1 ，單體浮充電壓調整 3 3mVmV 。閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技

11、術指標24 蓄電池開路電壓蓄電池開路電壓：蓄電池外電路斷開時，其正、負極：蓄電池外電路斷開時，其正、負極間的電位差，稱蓄電池的開路電壓。間的電位差，稱蓄電池的開路電壓。 閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標p 蓄電池端電壓蓄電池端電壓：蓄電池外電路閉合時，其正、：蓄電池外電路閉合時，其正、負極間的電位差，稱蓄電池的端電壓。負極間的電位差，稱蓄電池的端電壓。p 均充后，在放電過程中每只電池端電壓之間的最大差值應0.1V。 放出容量30后，端電壓不低于1.92V； 放出容量40后，端電壓不低于1.9V。閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o 蓄

12、電池容量符號: C=If *t (Ah) 式中 C蓄電池組容量，Ah； If恒定放電電流，A； t放電時間，h。 C55h率額定容量，Ah； C1010h率額定容量，Ah。o 放電電流符號 I55h率放電電流，數值C5/5，A； I1010h率放電電流，數值C10/10，A。閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o放電率：放電率是以規定的放電電流、時間放出規定的容量而又不低于所規定的電壓。對于同一種蓄電池可以用不同的放電率表示其容量，例如10h率、 5h率、 1h率等。o放電率電流和容量 在25的環境下，蓄電池的容量為： 10h率放電容量為C10 3h放電容量為C3， C3=0.75C10

13、 1h放電容量為C1， C1=0.55C10 放電電流為： 10h放電電流為I10，數值0.1C10A 3h放電電流為I3，數值為2.5 I10 1h放電電流為I1，數值為5.5I10I10=16410=16.4AI3=1253=41.7AI3I10=41.716.4=2.54為什么大電流放電會導致放電容量變小？o 放電電流對鉛酸蓄電池電力容量的影響o 放電電流小，可得到較大的容量；放電電流大，可得到較小的容量。原因是由于鉛酸蓄電池放電電流大，極板表層與周圍的硫酸迅速作用，生成顆粒較大的硫酸鉛，而極板附近的硫酸濃度也變小，電解液的內阻增大，顆粒較大的硫酸鉛又阻礙硫酸進入極板內層與活性物質起電化

14、作用，所以電壓下降很快，放出的容量就小。反之放電電流小，可以獲得較大的放出容量，其原因是電解液可以從容的滲透，電化學作用可以深入到極板內層。閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o 終止電壓終止電壓電池放電時電壓下降到不宜再放電時電池放電時電壓下降到不宜再放電時(至少能再反至少能再反復充電使用復充電使用)的最低工作電壓。的最低工作電壓。一般的終止電壓為一般的終止電壓為1.80V單體。單體。o 放電深度（放電深度（DOD）指蓄電池放出的容量占該電池額定容量的比值。指蓄電池放出的容量占該電池額定容量的比值。17%25%淺循環淺循環 30%50%中等循環中等循環 60%80%深循環深循環閥控式密

15、封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o 核對性放電：在正常運行中的蓄電池組，為了檢驗其實際容量，將蓄電池組脫離運行，以規定的放電電流進行恒流放電，只要其中一個單體蓄電池放到了規定的終止電壓，應停止放電。 閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標I20=18.420=0.92A核對性放電核對性放電I10=15.910=1.59A以1.59A的電流放電10小時，實際放電容量為15.9Ah活化性放電活化性放電 I6=14.76=2.45A以2.45A的電流放電3小時，實際放電容量為7.35Ah南罐區南罐區UPS蓄電池蓄電池p循環壽命循環壽命蓄電池經歷一次充電和放電，稱為一次循環蓄電池經歷一次充電和放

16、電，稱為一次循環(一個周期一個周期)。在一定放電條件下，電池使用至某一容量規定值之前，電池所能承受在一定放電條件下，電池使用至某一容量規定值之前，電池所能承受的循環次數，稱為循環壽命。的循環次數，稱為循環壽命。 閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o 蓄電池的內阻 閥控式密封鉛酸蓄電池的內阻由歐姆內阻歐姆內阻和極化內阻極化內阻組成。 歐姆內阻歐姆內阻:包括蓄電池的內部的電極、隔膜、電解液、連接條和極柱等全部零部件的電阻。 極化電阻極化電阻：由化學反應離子變化引起的，只要有電子化學反應在進行，反應離子的濃度就總是在變化著的，因而它的數值處于變化狀態

17、，測量方法不同或測量持續時間不同，其測得的結果也會不同。18Ah閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o落后電池的危害： o 蓄電池組供電能力不足時，一般都是蓄電池組中的落后單節造成的，如果不能查找失效單節，就會整組報廢電池。落后電池的電壓和電解液比重在放電時降低很快，而充電時則上開很慢。往往因有一、二個落后電池而影響全組電池放電。 o造成落后電池的原因不外以下幾種: A.充電不足或長期以小電流放電而尚未發現； B.蓄電池內部有短路現象而未及時發現和處理； C. 極板硫酸化。閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o 蓄電池室的技術要求蓄電池室的技術要求 閥控式密封蓄電池宜放置在有空調的

18、機房（房間有定期通風裝置），機房溫度不宜超過30，可不專設電池室。以下關于電池室的要求針對防酸隔爆鉛酸蓄電池室而提出的。1）室內通風良好，具有通風換氣通風換氣裝置。2） 室內應有足夠的照明。照明應采用密封防爆燈具應采用密封防爆燈具，開關設在室外。室內地面、墻壁、天花板、門窗、通風設備等均應做防酸處理。 3）臨街窗戶應有安全保護設施。4）室內應有上、下水設施和貯酸間。5）電池的室內溫度保持在535。6）電池應避免受到陽光直射。閥控式密封鉛酸蓄電池主要名詞術語和技術指標o 關于 通風換氣通風換氣 。對于 VRLA電池，IEEE 484標準“VRLA電池用于固定用途時的設計及安裝”中這樣表述：“電池

19、區域應該通風換氣，防止氫氣聚集以及維持設計的操作溫度。換氣條件必須使得氫氣含量小于2%（體積百分比）”。雖然VRLA電池有95%以上的氣體復合效率，但在設計蓄電池室時，還是應該考慮通風換氣要求。閥控式鉛酸蓄電池常見問題o 1.環境溫度過高 環境溫度過高時，蓄電池由于增加了內部的水分損耗，使極板的腐蝕加劇，縮短了蓄電池壽命。 若蓄電池長期運行在超過標準溫度下，則溫度升高10蓄電池的壽命約降低一半。 最佳的環境溫度是控制到25 ，在25 時，蓄電池的放電容量和使用壽命能達到最佳。閥控式鉛酸蓄電池常見問題o 2 、過量放電 當蓄電池過量放電時，由于內部產生過量的硫酸鉛，使極板物質體積增大，引起極板彎

20、曲、膨脹，嚴重時還將導致蓄電池槽脹裂。閥控式鉛酸蓄電池常見問題o 3 、浮充電壓設置過低o 當浮充電壓設置過低時，蓄 電池由于長期處于欠充電狀態，使極板深處的活性物質無法參與化學反應，繼而在活性物質與隔板膜之間形成高電阻層，加大了蓄電池內阻，造成蓄電池的容量下降。閥控式鉛酸蓄電池常見問題o 4 、浮充電壓設置過高o 當浮充電壓設置過高時，蓄電池由于長期處于過充電狀態，使內部產生的氣體量增加，同時因為安全閥經常處于開閥狀態，從而引發蓄電池嚴重失水，電解液濃度增大，蓄電池內部腐蝕加快、容量失效等一系列后果。 單體2.25V 單節12V的蓄電池浮充電壓是2.25*6=13.5V 13.5*18=24

21、3V46 p 5、電池殼體、極柱上爬酸、漏液。 原因：密封不良、溫度過高、充電電壓電流過大，過充，質量問題等。 閥控式鉛酸蓄電池常見問題47 p 6、部分單體電池在充電、放電過程中溫度過高。 原因：環境溫度過高，負極板氧化，極板硫酸化，充電電流過大，過充，電池內部局部短路，電池入柜擺放通風不良。 閥控式鉛酸蓄電池常見問題48 p 7、安全閥經常開啟。 安全閥通常在1049Kpa才開啟，在110Kpa時關閉，安全閥在浮充、放電過程中經常開啟，表明內部釋氣嚴重。 原因：浮充電壓過高，環境溫度過高，電池內部局部短路，充電電流過大，過充，安全閥故障等原因都會引起安全閥經常開啟。 閥控式鉛酸蓄電池常見問題49 p 8、電池殼鼓脹。 電池殼鼓脹會引起極板變形，正、