鉛酸蓄電池基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

1、鉛酸蓄電池基礎(chǔ)知識培訓(xùn)鉛酸蓄電池基礎(chǔ)知識培訓(xùn) 鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 VRLA電池的基本定義與分類電池的基本定義與分類 VRLA電池的基本原理電池的基本原理 VRLA電池的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計電池的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計 VRLA電池的基本性能參數(shù)電池的基本性能參數(shù)基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識選型與設(shè)計選型與設(shè)計使用與維護(hù)使用與維護(hù) 蓄電池的選型蓄電池的選型 蓄電池容量的計算蓄電池容量的計算 A. 按所需容量和電流的計算蓄電池容量方法與實例按所需容量和電流的計算蓄電池容量方法與實例 B . 按照所需功率計算蓄電池容量方法與實例按照所需功率計算蓄電池容量方法與實例 EUROBA電池的特點與優(yōu)

2、勢電池的特點與優(yōu)勢 蓄電池的安裝蓄電池的安裝 蓄電池的使用與注意事項蓄電池的使用與注意事項 EUROBA 電池的使用條件與維護(hù)電池的使用條件與維護(hù) 鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 VRLA電池的基本定義與分類電池的基本定義與分類 VRLA電池的基本原理電池的基本原理 VRLA電池的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計電池的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計 VRLA電池的基本性能參數(shù)電池的基本性能參數(shù)基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識4 1859 Plante 普蘭特普蘭特發(fā)明蓄電池發(fā)明蓄電池1900開口式蓄電池開口式蓄電池開始應(yīng)用開始應(yīng)用（Open Cell )1960-1975Gates 公司發(fā)明：公司發(fā)明： Pb-Ca 合金

3、合金Gates 公司獲得：公司獲得： D型密封鉛酸電池專利型密封鉛酸電池專利 VRLA電池原型電池原型1979GNB發(fā)明發(fā)明MFX正正極板柵專利合金極板柵專利合金GNB購買購買Gates專利專利GNB開始大量生開始大量生產(chǎn)產(chǎn)吸液式密封免吸液式密封免維護(hù)鉛酸蓄電池維護(hù)鉛酸蓄電池1984-1996小范圍應(yīng)用小范圍應(yīng)用迅速推廣迅速推廣VRLA正式取代免維正式取代免維護(hù)概念護(hù)概念全面被認(rèn)可并大規(guī)全面被認(rèn)可并大規(guī)模取代傳統(tǒng)富液式電模取代傳統(tǒng)富液式電池池鉛酸電池發(fā)展里程碑事鉛酸電池發(fā)展里程碑事件件5閥控式密封鉛酸蓄電池的定義閥控式密封鉛酸蓄電池的定義 閥控式密封鉛酸蓄電池的英文名稱為Valve Regul

4、ated Lead Acid Battery Valve Regulated Lead Acid Battery (VRLAVRLA)。蓄電池正常使用時保持氣密和液密狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)部氣壓超過預(yù)定值時，單向安全閥自動開啟釋放氣體。當(dāng)內(nèi)部氣壓降低后，安全閥自動閉合使其密封，防止外部空氣進(jìn)入蓄電池內(nèi)部。蓄電池在使用壽命期間，正常使用情況下無需補(bǔ)加電解液。蓄電池具有防爆、防酸霧、耐過充電能力。VRLAVRLA蓄電池的分類蓄電池的分類 AGM 電池： Absorbed Glass Mat Absorbed Glass Mat 采用吸附式玻璃纖維作隔膜，電解液吸附于極板和隔膜，電池內(nèi)無流動電解液。 AGM電池

5、可以立式或臥式安裝。 GEL 電池： 膠體電池采用SiO2作凝固劑。 電解液吸附于極板和膠體內(nèi)，膠體電池一般立式安裝。 常識備注：VRLA蓄電池一般情況下都是指AGM電池，膠體電池都需特別指明6閥控式密封鉛酸蓄電池電化學(xué)反應(yīng)原理閥控式密封鉛酸蓄電池電化學(xué)反應(yīng)原理 PbO2+2H2SO4+Pb 2PbSO4+2H2O VRLA電池電化學(xué)反應(yīng)原理：充電時將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，放電時將儲存在電池內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放給外在系統(tǒng)。 VRLA電池能夠在電池內(nèi)部對氧氣再復(fù)合利用，并抑制氫氣析出。 VRLA蓄電池又稱“貧液蓄電池”。蓄電池采用負(fù)極板富余容量設(shè)計,使氫氣析出時電位提高,使正極出現(xiàn)氧氣先于負(fù)極出

6、現(xiàn)氫氣。充電時,正極析出的氧氣,通過玻璃纖維隔板傳送到負(fù)極表面與氫氣結(jié)合為水，從而有效控制水的電解,減少電解液的消耗，因此失水量很小，所以無需加水加酸。 充電充電放電放電7構(gòu)成構(gòu)成VRLAVRLA鉛酸蓄電池的主要部件：鉛酸蓄電池的主要部件： 正負(fù)極板、隔膜、電解液、安全閥、電池殼與電池蓋 端子、連接條、極柱等零件 Euroba 12V系列電池剖面圖Euroba 2V系列電池剖面圖8VRLAVRLA蓄電池的設(shè)計：蓄電池的設(shè)計： 板柵合金的選擇板柵合金的選擇： 板柵板柵的功能是支撐活性物質(zhì)并傳輸電流。它通常是鉛或鉛基合金制成的柵欄片狀物，使 活性物質(zhì)固定于其中。 備注：參加電池反應(yīng)的活性物質(zhì)Pb和

7、PbO2是疏松的多孔性物質(zhì)需要載體固定。 正板柵正板柵要求具有自放電小和耐腐蝕的特點。所采用的合金各異，常用的有Pb-Ca、 Pb-Ca-Sn 、Pb-Ca-Sn-Al Pb-Ca-Sn-Al 和 Pb-Ti-GePb-Ti-Ge合金合金。 負(fù)板柵負(fù)板柵一般采用Pb-Ca 合金，盡量減少析氫量。 正極板圖負(fù)極板圖9VRLAVRLA蓄電池的設(shè)計：蓄電池的設(shè)計： 隔膜的選擇隔膜的選擇： VRLAVRLA電池電池采用的是AGM（玻璃纖維棉）隔膜。主要具有以下特征： 優(yōu)良的耐酸性能和抗氧化能力 厚度均勻、無針孔、無機(jī)械雜質(zhì) 材料孔徑小、孔率高 優(yōu)良的吸附性能，保留電解液能力強(qiáng) 電阻小 具有一定強(qiáng)度，保

8、證工藝上的可操作度 雜質(zhì)少、銅鐵含量低 AGM隔膜PVC隔膜10VRLAVRLA蓄電池的設(shè)計：蓄電池的設(shè)計： 殼蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料的選擇殼蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料的選擇： 強(qiáng)度設(shè)計：電池外壁在過盈裝配和承受內(nèi)氣壓時不應(yīng)有明顯氣脹變形。 ABS和PVC外殼厚度為8-10mm,PP 材料應(yīng)加鋼殼加固。 散熱設(shè)計：要求外殼散熱面積大、材料導(dǎo)熱性能好 蓋上極柱密封設(shè)計：關(guān)鍵工藝技術(shù)，不同制造商不盡相同。 殼蓋密封和極柱密封結(jié)構(gòu)殼蓋密封和極柱密封結(jié)構(gòu): : 熱封：最可靠的密封方式，PP材料一般采用熱封。 膠封：ABS、PVC材料一般采用膠封，技術(shù)關(guān)鍵在于選用合適的環(huán)氧樹脂。ABS槽蓋配合操作圖槽蓋配合操作圖ABS

9、槽蓋配合圖槽蓋配合圖11VRLAVRLA蓄電池的設(shè)計：蓄電池的設(shè)計： 電解液的選擇電解液的選擇： VRLA電池電解液中H2SO4的含量按理論值1.5倍計算 電解液比重一般為 1.3g/ml 安全閥的要求：安全閥的要求：安全閥是關(guān)鍵部件影響電池壽命、一致性和安全性?？煞譃槊笔?、柱式 和傘形安全閥。 單向開閥 單向密封，防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部 同一組電池各個安全閥間的開閉壓力差不應(yīng)超過平均值的20% 壽命不低于15年 具有慮酸功能，可防止酸與酸霧從安全閥排氣口排出 隔爆，當(dāng)電池外部遭遇明火是電池內(nèi)部不應(yīng)引爆 抗震，運輸和使用期間，不會因為震動和多次開閉而松動失效 耐酸 耐高低溫 12VRLAVRLA

10、蓄電池的性能參數(shù)：蓄電池的性能參數(shù)： 開路電壓與工作電壓開路電壓與工作電壓： 開路電壓：電池在開路狀態(tài)下的端電壓。 開路電壓=正極電極電勢 負(fù)極電極電勢 工作電壓：也叫放電電壓，指電池接通負(fù)載后放電過程中顯示的電壓。 初始電壓是指電池放電開始的工作電壓。 電池容量：電池容量：電池在一定條件下所能給出的電量稱為電池的容量 （符號：C C 單位：單位：Ah/mAh Ah/mAh )。 額定容量也叫保證容量，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)保證電池在一定放電條件下應(yīng)該放出的 最低限度容量 比容量是單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的電量，其單位為 Ah/Kg 或 Ah/l?？梢杂?于比較不同系列的電池。 電池內(nèi)阻電池內(nèi)阻 電

11、池內(nèi)阻包括：歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。 內(nèi)阻的存在使電池放電時的端電壓 電池的電動勢和開路電壓，充電時端電壓高于電動 勢和開路電壓。 內(nèi)阻值不是常數(shù)。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而非線性變大。13VRLAVRLA蓄電池的性能參數(shù)：蓄電池的性能參數(shù)： 能量能量： 電池的能量：一定放電條件下蓄電池所能給出的電能。單位：Wh 瓦時 比能量：電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能。單位：Wh/Kg 比能量反映了電池活性物質(zhì)的利用率，同時也反映了電池的質(zhì)量水平和制造商的技術(shù)和 管理水平。 功率和比功率：功率和比功率： 功率是指電池在一定條件下于單位時間所能給出的能量的大小，單位：W或KW 比功率

12、是單位質(zhì)量電池所能給出的功率，其單位為 W/Kg 或 KW/Kg。 比功率越大表示電池可以承受大電流放電。 電池的使用壽命電池的使用壽命 電池使用壽命：在規(guī)定條件下，電池的有效壽命期限稱為電池的使用壽命。 電池的使用壽命包括：使用期限和使用周期。 使用期限指電池可供使用的時間，包括電池的存放時間。 使用周期是指蓄電池可供重復(fù)使用的次數(shù)。選型與設(shè)計選型與設(shè)計 蓄電池的選型蓄電池的選型 蓄電池容量的計算蓄電池容量的計算 A. 按所需容量和電流的計算蓄電池容量方按所需容量和電流的計算蓄電池容量方 法與實例法與實例 B . 按照所需功率計算蓄電池容量方法與實按照所需功率計算蓄電池容量方法與實 例例 E

13、UROBA電池的特點與優(yōu)勢電池的特點與優(yōu)勢15VRLAVRLA蓄電池的選型與設(shè)計：蓄電池的選型與設(shè)計： 選擇蓄電池的需要考慮幾個因素選擇蓄電池的需要考慮幾個因素： 電池的類型：鉛酸電池鉛酸電池：AGM或膠體電池、鋰電池、鎳鎘電池。 電池容量：根據(jù)用戶實際的后備要求（負(fù)載功率和后備時間），主設(shè)備類型計算容量。 電池性能參數(shù)：評估VRLA電池的重量、體積、比能量、使用溫度范圍的因素，綜合考慮。 選定蓄電池之后的設(shè)計：選定蓄電池之后的設(shè)計： 在確定電池組總?cè)萘康那疤嵯?，結(jié)合用戶現(xiàn)場安裝條件、負(fù)載使用情況設(shè)計： 電池組的組數(shù)（并聯(lián)一般不超過3組）。 選擇使用電池箱或電池架承載電池。 電池列間、層間連接

14、電纜或銅排截面積計算，確保安全載流量和導(dǎo)線壓降。 1小時率大電流放電時，連接線壓降 896.1W ) 所以2組S12V285電池并聯(lián)可以滿足要求 UPS電池配置為采用S12V285電池，2組電池并聯(lián)，每組40節(jié)串聯(lián)。共使用80節(jié)電池。使用與維護(hù)使用與維護(hù) 蓄電池的安裝蓄電池的安裝 蓄電池的使用與注意事項蓄電池的使用與注意事項 蓄電池的維護(hù)蓄電池的維護(hù)21VRLA蓄電池的安裝：蓄電池的安裝： 蓄電池的安裝方式蓄電池的安裝方式 安裝方式分立式安裝或臥式安裝。 矮性設(shè)計的電池可以立式，也可以臥式安裝。 高形設(shè)計的電池建議臥式安裝。 蓄電池連接方式及導(dǎo)線蓄電池連接方式及導(dǎo)線 VRLA電池的應(yīng)用實踐告訴

15、我們，在大電流放電應(yīng)用中電池的連接方式和連接導(dǎo)線的壓降 至關(guān)重要。 電池連接貫徹原則：多串少并，先串后并。并聯(lián)電池組控制在3組以內(nèi)。 連接導(dǎo)線的壓降取決于：導(dǎo)線材質(zhì)（電阻率）、導(dǎo)線長度、截面積大小 連接導(dǎo)線壓價 10 mv（1Hr率放電電流） 蓄電池安裝常規(guī)注意事項蓄電池安裝常規(guī)注意事項 不能將容量不同、性能和新舊程度不同的電池混在一起使用。 連接螺栓、螺絲必須擰緊，以免引起電池打火爆炸。 連接總線和導(dǎo)通系統(tǒng)前，再次確認(rèn)電池極性、總電壓是否正確無誤。 電池組連接后電壓很高，注意使用絕緣工具并防止短路。 電池組不要安裝在密閉的空間，要遠(yuǎn)離熱源，避免陽光直射。22VRLA蓄電池的使用：蓄電池的使用

16、： 蓄電池的浮充蓄電池的浮充 VRLA電池主要的工作方式是浮充工作制。 VRLA電池浮充工作下，電池與整流器設(shè)備并聯(lián)，電池組一般不放電。實際工作中電池存 在局部放電或由于負(fù)載突然增加而放電。 VRLA電池浮充有兩個作用：市電中斷，電池立即無間斷向負(fù)載供電； 電池起到平滑濾波作用，濾除脈動成分，穩(wěn)定負(fù)載供電質(zhì)量 以EUROBAEUROBA電池的浮充為例，具體浮充的參數(shù)要求： 充電電壓：2.232.27V/單體(25) (建議設(shè)置為2.25V/單體) 最大充電電流：0.30C10 溫度補(bǔ)償系數(shù)：-3.3mV/.單體(以25為基點) 充電電壓變動范圍為0.02V/單體 注意注意事項事項： 同一電池組

17、各單體電池的電壓值在使用初期會出現(xiàn)一定偏差，半年之后將趨于一致。 浮充電壓過高或過低對電池的影響如下： 長時間過高（過充電）：縮短壽命。 長時間過低（充電不足）：滿足不了負(fù)載或使電池電壓不一致，從而使電池整組容量下 降，壽命縮短。23VRLA蓄電池的使用：蓄電池的使用： 蓄電池的均充蓄電池的均充 VRLA電池均充工作啟動的原因：電池浮充電壓偏低、放電后再充電、電池組容量不足。 VRLA電池平時不建議均充。均充可能造成電池失水而早期失效。均充電壓的選擇要考慮 溫度因素，溫度系數(shù)取 -5mv/C 。 VRLA電池均充頻率的設(shè)定：電池全浮充工作一年，均充一次。時間12-24小時。 以EUROBAEU

18、ROBA電池的均充為例，具體均充的參數(shù)要求參數(shù)要求： 充電電壓：2.302.35V/單體(25) (建議設(shè)置為2.35V/單體) 最大充電電流：0.30C10 溫度補(bǔ)償系數(shù)：-5mV/.單體(以25為基點) 充電電壓變動范圍為0.02V/單體 退出均充條件：退出均充的電流參考值一般設(shè)定為0.01C10，并聯(lián)時乘以蓄電池組數(shù)。 注意注意事項事項： 正常浮充運行可以不進(jìn)行此項操作。遇到下列情況之一可考慮采用均衡充電： 放電容量低于額定容量的20%以上。 擱置不用時間超過3個月 有單體電池浮充電壓低于2.18V/單體 連續(xù)浮充36個月或電池組內(nèi)出現(xiàn)電壓落后的電池 全浮充運行一年以上 蓄電池安裝調(diào)試結(jié)束后投入使用前需要進(jìn)行補(bǔ)充電。 蓄電池容量檢測后進(jìn)行均充電。24VRLA蓄電池的日常維護(hù)：蓄電池的日常維護(hù)： VRLA VRLA蓄電池并非不需要管理，電池的變化是漸進(jìn)和累積的過程。蓄電池并非不需要管理，電池的