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2007-09-24,1,蓄電池知識培訓,陽光賽爾(SUNSYLL)閥控式密封鉛酸免維護蓄電池 北京博力特明華技術有限公司,一、蓄電池基礎知識,電池是一種把氧化還原反應所釋放出來的能量直接轉變成低壓直流電能的裝置。 1. 分類 原電池：一次電池 (干電池),其活性物質用盡后不能用充電的方法恢復. 蓄電池:：二次電池(可充電電池)，其活性物質消耗盡后可利用充電的方法使 之恢復，電池可循環(huán)使用。 燃料電池：(連續(xù)電池)使用燃料作為電池活性物質的電池。 2. 專業(yè)術語 2.1 充電 從外電路給蓄電池輸入電能并轉換為蓄電池的化學能的過程。 2.2 放電 放電是指蓄電池從化學能轉換為電能并供給外電路的過程。 2.3 放電深度 指蓄電池放出容量與額定容量的比值，常用DOD代表，以百分數(shù)計，60%DOD即表示放電深度為60%，也就是放出了額定容量60%的電量。,2.4 開路電壓 電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓，電池的開路電壓在數(shù)值上接近電池的電動勢。 2.5 工作電壓 工作電壓指電池接通負荷后在放電過程中顯示的電壓，又稱負荷(載)電壓 或放電電壓。 2.6 標稱電壓標 標稱電壓也稱公稱電壓，是用來鑒別蓄電池類型的電壓近似值，或者說是 在規(guī)定條件下電池工作的標準電壓。不同體系的標稱電壓為：鉛酸蓄電池 2.0V；堿性蓄電池1.2V；鋅銀蓄電池1.5V；氫鎳蓄電池1.2V。電池的標稱 壓是由電極材料的電化學性質決定的，與電池尺寸重量無關。 2.7 終止電壓 終止電壓指電池放電時電壓下降到不宜再繼續(xù)放電時的最低工作電壓。 2.8 容量 電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號C表示。常用的單位為安培小時 (Ah)或毫安時(mAh)。 2.9 實際容量 實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量，它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為Ah，其值小于理論容量。,2.10 理論容量 理論容量是活性物質的質量按法拉弟定律計算而得的最高理論值。 2.11 額定容量 額定容量也叫保證容量，是按國家或有關部門頒布的標準，保證電池在一 定的放電條件下應放出的最低限度的容量。 2.12 標稱容量（Nominal capacity）： 標稱容量也叫公稱容量，是用來鑒別電池適當?shù)慕瓢矔r值，只標明電池 的容量范圍而沒有確切值，因為在沒有指定放電條件下，電池的容量是無法確 定的。 2.13 放電速率 放電速率簡稱放電率，常用時率和倍率表示。時率是以放電時間表示的放 電速率，即以某電流放電至終止電壓所經歷的時間。倍率是指電池放電電流的 數(shù)值為額定容量數(shù)值的倍數(shù)。 2.14 內阻 電流通過電池內部時受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內 阻，單位為或m。,2.15 功率 電池的功率是指電池在一定放電電制度下，于單位時間內所給出能量的大 小，單位為W(瓦)或kW(千瓦)。 2.16 使用壽命 電池的使用壽命是指電池在規(guī)定條件下的有效壽命期限。蓄電池的使用壽 命包括使用期限和使用周期。 2. 17 恒流充電 恒流充電是指充電時自始至終(或各階段)以恒定不變的電流進行充電的方式。 2.18 恒壓限流充電 恒壓限流充電也就是我們現(xiàn)在常說的恒壓充電，是對電池給予恒定的電壓 且限定初始最大充電電流的充電方式。 2.19 均衡充電 均衡充電實際是用較高的電壓且限定初始最大充電電流的充電方式，以下 情況需要進行均衡充電： 1浮充運行的整組電池出現(xiàn)不均衡時； 2蓄電池放電后； 3放電后未能及時進行充電時； 4發(fā)現(xiàn)有個別電池電壓偏低，全組電池產生差別時,二、閥控式密封鉛酸蓄電池,1.鉛酸電池的發(fā)展史 1860年：普蘭特plante首次實現(xiàn)了使用的鉛酸蓄電池，用腐蝕的鉛箔形成的活性物質。 1881-1883年：用氧化鉛和硫酸形成膏，增加容量，發(fā)明了鉛銻合金做板柵，提了雙極性硫酸 鹽化理論PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。 1890年：發(fā)明管狀結構的電極。 1930-1935年：采用鉛鈣合金板柵，發(fā)明密封電池。 1970年至現(xiàn)在：切拉金屬板柵技術，復合塑料金屬板柵，密閉和免維護。玻璃纖維及其它隔 板的改進，穿壁焊熱封技術，高比能量電池. 2. 鉛酸蓄電池的分類 2.1 按用途分類：起動用、牽引用、鐵路客車用、內燃機車用、摩托車用、航空用潛艇用、魚 雷用、坦克用、礦燈用、航標用、UPS、EPS和其他用途。 2.2 按極板結構分類：涂膏式、管式和形成式。 2.3 電池的荷電狀態(tài)分類：干放電態(tài)、干荷電態(tài)、帶液充電態(tài)、濕荷電態(tài)、免維護蓄電池和少 維護蓄電池。 2.4 按電池蓋和排氣栓結構分類：開口式、固定型防酸式、排氣式、防酸隔爆式、防酸消氫式 和閥控式密封蓄電池。 3. 概念 閥控式電池是采用橡膠閥作為控制電池內部氣壓并防止外部氣體進入電池內部，從而達到 密封的一種鉛酸蓄電池。,4.閥控式鉛酸蓄電池的基本原理 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能供給外系統(tǒng)。其充電和放 電過程是通過電化學反應完成的，電化學反應式如下： PbO2+ Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 正極副反應充 電 H2O 1/2O2+2H+ 負極副反應充 電 2H+2e H2 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利用，電池就會失水干涸；對 于早期的傳統(tǒng)式鉛酸蓄電池，由于氫氧氣的析出直接從電池內部逸出， 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；而閥控式 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(tǒng)式鉛酸蓄電池的主要缺點。,5. 閥控式鉛酸蓄電池的基本結構 構成閥控鉛酸蓄電池的主要零部件是 正極板、負極板、電解液、隔板、電池槽、 電池蓋、電池蓋片、安全閥、端子、極柱 等。主要作用如下： 5.1 正極板、負極板：提供成流反應所 需活性物質，傳導電流。 5.2 電解液：提供成流反應所需硫酸， 傳導電流。 5.3 電池槽、電池蓋和電池蓋片：作為 盛裝正極板、負極板、電解液等的容器， 為電池提供密封結構。 5.4 隔板：作為正極板和負極板之間介 質，防止正負極板短路；吸收和保留電解 液；為正負極之間氧氣的傳輸提供通道。 5.5 安全閥：作為單向閥，當電池內壓 達到開閥壓時自動開啟，放出多余氣體； 當電池內壓達到閉閥壓時自動關閉，保證 電池內壓，同時防止空氣進入電池內部。 5.6 端子：作為電池內部和外部用電器 之間的連接件，傳導電流。,6. 蓄電池生產工藝流程介紹 6.1極板生產工藝流程 制純水 配酸 熔鉛 制鉛塊 磨制鉛粉 鉛粉儲存 和膏 配脫模劑 配制合金 鑄錠 鑄板柵 時效硬化 涂板 生極板固化干燥 極板化成 極板干燥 分片 刷耳 包裝 入庫 出貨,6.2 電池組裝工藝流程 包板 裝模 極群焊接 拆模 修剪 裝槽 跨橋焊 短路測試 封蓋固化 焊端子 倒極性膠密封固化 氣密檢測 加酸 查酸 上架 接線 充電 拆線 下架 抽酸 查酸 蓋安全閥 拆膠袋 水洗 放蓋片 封蓋片 四功能檢測 擦電池 絲印 外觀檢查 包裝 入庫檢查 入庫 出貨前 檢查 出貨,7陽光賽爾閥控式鉛酸免維護蓄電池性能介紹 7.1 蓄電池的儲存特性 溫度的影響 隨著溫度的提高，鉛 與H2SO4間的反應加速，因此蓄 電池的自放電率隨溫度的升高而提 高，如下圖示，20時容量損失 (自放電率)3%/月, 30時容量損失 (自放電率)5%/月, 40時容量損失 (自放電率)10%/月。 因此，針對不同的儲存溫度，電池 儲存期間補充電間隔期也不同，如 下表所示。 儲存溫度補充電間隔20以下個 月一次20-30個月一次30-40 個月一次,7.2 陽光賽爾蓄電池的放電特性 7.2.1 放電率對電池容量的影響 : 對于同一電池，在不同時率下 放電，將有不同的容量，即放電時 率越小，也就是放電倍率越高，放 出的容量越低。例如：額定容量 C20=100Ah的電池，放20hr時電流 為I20=5A，終止電壓為10.8V，放 電時間為20h，則放出容量為 C20=100Ah；放1 hr時電流為 I1=55A，終止電壓為10.5V，放電 時間約1h，則放出容量為C1=55Ah。 7.2.2 溫度對電池容量的影響 : 溫度對鉛蓄電池的容量影響較大， 隨著溫度的升高容量提高。,7.3 陽光賽爾蓄電池的充電特性 如上面曲線所示，電池在充電 開始時，由于有硫酸生成，電池內 極板表面硫酸密度迅速增大，電池 端電壓急劇上升，隨后由于硫酸在 逐漸向活性物質內部擴散，電壓上 升較為緩慢；充電量曲線與電池電 壓的趨勢基本一致；而充電電流則 隨著電池電壓的上升逐漸降低。對 于不同放電深度的充電曲線也會稍 有差異，如圖中實線曲線與虛線曲 線。同時，浮充使用和循環(huán)使用的 充電過程中電池電壓、充電量和充 電電流都會有一些差異，具體如上 面左右曲線圖。,7.4 陽光賽爾蓄電池的壽命 7.4.1 放電深度對電池壽命的影 響：蓄電池在放電過程中，隨著放 電深度的增加，參加反應的活性物 質增加，活性物質相對收縮、膨脹 的程度也提高，這樣一來極板的彎 曲和活性物質脫落更加嚴重。因 此，放電深度越深，電池循環(huán)壽命 越短。具體如下圖示： 7.4.2 溫度對壽命的影響：蓄電 池的使用壽命隨溫度的升高而縮 短，如下圖所示，蓄電池的相對壽 命隨著溫度的升高而不斷降低。,7.5 陽光賽爾蓄電池充電使用方法 7.5.1 充電電壓對電池析氣的影響 當 電池充電態(tài)達90%時，即充電電壓為 2.35V/單格時，氣體將開始產生，如 下圖示，電池析氣量隨著充電電壓的 不斷上升而提高；同時，為了保證電 池能夠充足電，嚴格的充電制度是避 免電池發(fā)生電解液干枯的保證。 7.4.2充電要求，具體如下表所示 (25時)：同時，隨著電池溫度的上 升，水分解電壓下降，充電電壓也應 下降，計算式和補償系數(shù)如下式： 浮充用：Vt=V-0.03(t-25)伏/單格； 循環(huán)用：Vt=V-0.05(t-25)伏/單格； 式中：Vt為溫度t時的充電電壓 V為25時的充電電壓 t為電池溫度(環(huán)境溫度),三、陽光賽爾蓄電池安裝、使用與維護,1.安裝 1.1 電池安裝前準備工作 1.1.1蓄電池到達后，請先檢查外包裝箱有無異常(有無摔壞、漏酸跡象，如有 則需仔細檢查電池)。 1.1.2蓄電池到達使用現(xiàn)場后，請開箱逐只檢查電池的外觀有無破損，并使用 萬用表測量電池的開路電壓是否正常（12V電池應大于12.5V）；陽光賽爾中型 電池拆箱時應檢查紙箱和電池底部拷貝紙是否有腐爛現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)上述不良問 題，則立即更換，不能安裝使用。 1.1.3蓄電池安裝前，最好在030、干燥、清潔、通風的環(huán)境中存放；存放 期距電池的生產期不能超過6個月，否則，應進行補充電。 1.2蓄電池安裝使用注意事項 1.2.1蓄電池應離開熱源和易產生火花的地方，并避免陽光直射及置于大量有 機溶劑氣體和具有腐蝕性氣體的環(huán)境中；其安全距離應大于0.5M。 1.2.2蓄電池室應具有必要的通風、照明設施、除濕裝置，保證電池室通風、 干燥；電池室應安裝煙霧報警裝置以便及時發(fā)現(xiàn)問題并立即解決；電池間距最好 在15mm以上。,1.2.3 請勿在有可能浸水的場合安裝、使用蓄電池。 1.2.4 請勿用乙烯薄膜類有可能引發(fā)靜電的塑料遮蓋電池，產生的靜電 有引起電池爆炸的危險。 1.2.5 蓄電池均荷電出廠，在運輸、安裝過程中謹防短路，搬運時不得 觸動端子；搬運、安裝過程中應確?！拜p拿輕放”，以免撞裂電池。 1.2.6 蓄電池組安裝應考慮其安裝地面、樓板的承載、荷重能力（按建筑圖紙要求）。 1.2.7 蓄電池須使用電池架，電池架承重底板應采用方鋼/槽鋼，以保證電池 上下的良好通風，有利于安裝/維護/巡檢時多方位檢查電池運行狀況；電池架最 好不要接地，以防電池因安裝或運輸不慎導致的漏液形成電池組短路起火燃燒； 電池架的安裝位置須方便巡檢人員全方位查看，層間應留有空間方便巡檢操作。 1.2.8 蓄電池連接時，連接線的截面積大于1倍的全負載所需截面積；連接 線應盡可能短，以防產生過多壓降。 1.2.9 在電池連接過程中，請戴好防護手套，使用扭矩扳手等金屬工具時， 請將金屬工具進行絕緣包裝，絕對避免扭矩扳手等金屬工具兩端同時接觸到電池 正、負端子，造成電池短路傷人。 1.2.10 蓄電池安裝連接前，先用細絲鋼刷將極柱端子刷至出現(xiàn)金屬光澤， 并保持連接處的清潔；連接時用扭矩扳手將螺栓擰緊，以防接觸不良引起電池打 火；扭矩規(guī)定值：50Ah以下電池為4.4N.M，50Ah以上電池為10.9N.M。,1.2.11 跟外接設備連接之前，使設備處于斷開狀態(tài)，并再次檢查蓄電池的 連接極性和總電壓是否正確，然后再將蓄電池（組）的正極連接設備的正極，蓄 電池（組）的負極連接設備的負極端，并緊固好連接線。 1.2.12 蓄電池在安裝結束后，投入使用前，需進行均衡充電或浮充充電； 蓄電池放電后，應立即充電；當蓄電池浮充電壓低于2.20V/單格時，應對蓄電池 進行均衡充電；充電限流值最好采用0.10.2C10A。 2. 使用 2.1 蓄電池在安裝運行后，48-72小時內，須對電池做首次運行檢查，即必 須逐只檢查電池運行狀況（包括浮充/均充電壓/電流等），尤其是電池的底部是 否有滲液現(xiàn)象，以防電池在本地運輸/搬運/安裝過程中出現(xiàn)的碰撞導致的電池漏 液，如出現(xiàn)則立即更換，不得使用，并做好首次運行檢查記錄。 2.2 蓄電池可在環(huán)境溫度為-20+50條