鎘鎳蓄電池與閥控式密封鉛酸蓄電池介紹

1、1 1、就目前市場上主流產(chǎn)品而言，有、就目前市場上主流產(chǎn)品而言，有4 4大類：大類：此外，還有燃料電池如鋅空氣蓄電池等。此外，還有燃料電池如鋅空氣蓄電池等。鉛酸、鎘鎳兩類蓄電池比較常見。其分鉛酸、鎘鎳兩類蓄電池比較常見。其分類如下：類如下：2 2、鎘鎳蓄電池、鎘鎳蓄電池電力工程中常用的為電力工程中常用的為:GNG:GNG系列高倍率燒結(jié)式隔系列高倍率燒結(jié)式隔鎳蓄電池鎳蓄電池 2 2、鉛酸蓄電池、鉛酸蓄電池1)1)防酸隔爆式鉛酸蓄電池蓋上裝有防酸隔爆冒防酸隔爆式鉛酸蓄電池蓋上裝有防酸隔爆冒. .“防酸防酸”是指酸霧不易析出蓄電池外部是指酸霧不易析出蓄電池外部,“,“隔爆隔爆”是指蓄電池內(nèi)部不致引起

2、爆炸是指蓄電池內(nèi)部不致引起爆炸2)2)消氫式鉛酸蓄電池在蓋上裝有消氫式鉛酸蓄電池在蓋上裝有“催化拴催化拴”,”,能夠能夠促使氫和氧合成水返回蓄電池內(nèi)部促使氫和氧合成水返回蓄電池內(nèi)部. .3)3)閥控密封鉛酸蓄電池在后面重點介紹閥控密封鉛酸蓄電池在后面重點介紹. .1、鎘鎳蓄電池的工作原理 其電極有吸收和釋放水的特性，充電時釋放水，電解液液面升高；放電時吸收水，電解液液面下降。2、高倍率鎘鎳蓄電池的基本性能 1)額定容量:充足電的蓄電池,在規(guī)定溫度和一定負(fù)荷下,連續(xù)放電到規(guī)定終止電壓時,放電電流和放電時間的乘積。單位：安時 Ah。GNG系列高倍率鎘鎳電池一般4h制規(guī)定蓄電池容量。有5Ah、 10

3、Ah、20Ah、 40Ah等。 2）國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鎘鎳蓄電池的額定電壓為1.2V。 3）蓄電池放電允許的最低電壓。采用小電流放電時終止電壓一般為：1V。采用大電流放電時終止電壓一般為：0.9V。 電力標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：最低放電電壓為1.1V。 4）充、放點特性（4h率）： a、在0-4h內(nèi)電壓處于穩(wěn)定1.4V，當(dāng)電壓到1.65V時已充足，當(dāng)充電到1.75V時處于過充狀態(tài)。 b、放電電壓在1.21V- 1.28V之間較穩(wěn)定，當(dāng)?shù)陀?.2V時，電壓迅速下降。5）蓄電池的內(nèi)阻 在額定容量的50%以內(nèi)，蓄電池的內(nèi)阻較小且變化不大。當(dāng)放電容量超過其額定容量的60%時，內(nèi)阻將急劇增大。GNG系列燒結(jié)式鎘鎳蓄電池內(nèi)阻

4、估算：3、鎘鎳蓄電池的運行與維護(hù)1）正常充電方法：通常采用恒流充電法，正常充電電流： 0.25C4(4h率容量)。采用電壓觀察法，若電壓升至1.75V經(jīng)1h后電壓無顯著變化，即可認(rèn)為充電結(jié)束。2）正常放電：一般是以8h放電率電流進(jìn)行放電,放電電流 0.125C4。也有用5h放電率電流放電的。根據(jù)各種放電率放電時的終止電壓確定放電終止時間。3）中倍率鎘鎳蓄電池浮充電壓為：1.42-1.45V/單體 高倍率鎘鎳蓄電池浮充電壓為：1.36-1.39V/單體 浮充電流一般為： 2-5mA/Ah4)電解液的更換： a、經(jīng)過100次充、放電循環(huán)后，應(yīng)更換電解液。 b、不經(jīng)常使用的蓄電池，每年更換一次。 c

5、、更換方法：5）鎘鎳蓄電池的正常運行維護(hù) a、蓄電池的外部和槽箱應(yīng)經(jīng)常保持清潔和干燥，金屬部分必須涂上凡士林油，以防生銹。 b、蓄電池外部生銹時，應(yīng)用汽油擦拭除銹，不可用金屬工具或砂紙打磨。 c、每月測量蓄電池單體電壓，GNG高倍率蓄電池浮充電在1.36-1.39V/單體，電解液密度1.20，電解液溫度不高于30度 d、電解液液面應(yīng)保持高出極板10-15mm，如因蒸發(fā)使液面降低時，可添加純水補充。 e、液面應(yīng)保持有足量的液體石蠟，以防空氣中的二氧化碳進(jìn)入電解液中，引起化學(xué)反應(yīng)而變質(zhì)。 f、在任何情況下，都不允許有明火靠近充電的蓄電池。一、概述1、簡述 1）自法國普蘭特1895年發(fā)明鉛酸蓄電池至

6、今146年。 2）1957年英國首先發(fā)明了再化合免維護(hù)汽車電池，德國陽光公司發(fā)明了凝膠工業(yè)用鉛酸蓄電池。 3）1983年美國GNB公司發(fā)明并生產(chǎn)了I型陰極吸收式密封鉛酸蓄電池。 4）1988年我國引進(jìn)美國GNB公司技術(shù)，開始生產(chǎn)閥控式密封鉛酸蓄電池。2、閥控密封鉛酸蓄電池的幾個基本概念 1）蓄電池容量: 在一定放電條件下，所能給出的電量，稱為蓄電池的容量。通常以放電時間的長短表示標(biāo)稱容量。如C10、C20等。恒流放電時： 為比較不同系列的閥控密封鉛酸蓄電池的容量。常用比容量的概念：比容量：即單位體積或單位質(zhì)量的蓄電池所能給出的電量。分別為體積比容量、質(zhì)量比容量。Ah/L(安時/升)、 Ah/K

7、g(安時/千克) 2）蓄電池電壓 3）放電時率、放電倍率放電時率：以放電時間長短來表示閥控密封鉛酸蓄電池放電的速率，即在規(guī)定的時間內(nèi)，以規(guī)定的電流放出的容量 放電倍率：額定容量C與放電制時間的比。4)壽命5)內(nèi)阻3、閥控密封鉛酸蓄電池的理論要點：1）陰極吸收式蓄電池：負(fù)極板比正極板多一塊，易于吸收氧氣2）閥控式蓄電池：內(nèi)部壓力特制的安全閥控制，易于氣體的復(fù)合3）密封式蓄電池：特殊材料外殼，特別密封，正常情況下，處于氣密和液密狀態(tài)。因而無水分溢出。4）H+抑制式蓄電池:特制負(fù)極板,使得H離子不會析出或少析出，不會變成氫氣逸出。、工作原理：正極活性物質(zhì)：二氧化鉛（正極活性物質(zhì)：二氧化鉛（PbO2P

8、bO2）電解液：稀硫酸（）電解液：稀硫酸（H2SO4H2SO4）負(fù)極活性物質(zhì)：海綿狀金屬鉛（負(fù)極活性物質(zhì)：海綿狀金屬鉛（PbPb）電化當(dāng)量電化當(dāng)量:PbO2:PbO2的電化當(dāng)量的電化當(dāng)量41.46g/Ah, Pb41.46g/Ah, Pb的電化當(dāng)量的電化當(dāng)量33.87/Ah33.87/Ah1)充電過程：蓄電池將外電路提供的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，負(fù)極得到電子還原為金屬鉛，正極失去電子被氧化為二氧化鉛。、幾個重要原理性概念）陰極吸收原理：充電末期，正極產(chǎn)生的氧氣，通過蓄電池內(nèi)部循環(huán)的方式被陰極吸收還原為水的過程，稱為“陰極吸收機(jī)理”。)放電過程：蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵?，?fù)極失去電子被氧化為硫酸鉛

9、，正極得到電子還原為硫酸鉛。由于兩極活性物質(zhì)均轉(zhuǎn)化為PbSO4，所以常稱為“雙極硫酸鹽化”理論。陰極吸收原理得以維持的條件：a、蓄電池必須密封，使內(nèi)部保持一定的壓力。b、蓄電池必須是貧液，使蓄電池內(nèi)部有足夠的氧氣流通通道到陰極去，如超細(xì)玻璃纖維隔板有足夠大的毛細(xì)孔率。）H+抑制原理：在充電末期，負(fù)極產(chǎn)生的氫氣通過改變負(fù)極合金配方，采用新的合金材料（如鉛鈣合金），使氫在這種材料上放電（得電子）的電位提高了。這樣氫離子在陰極放電得到抑制，不易產(chǎn)生氫氣了。這種陰極合金工藝稱為H+抑制原理。、閥控密封鉛酸蓄電池的特性 1)初始充電:初始充電的時間與充電速率有關(guān)。 2)浮充電 浮充電壓值的選取原則通常2

10、V蓄電池的浮充電壓: (1.30+0.85)+(0.10-0.18 )= 2.25-2.33V 浮充電流的作用浮充電壓不能過高，否則將嚴(yán)重過充電，縮短蓄電池的壽命。實踐證明，實際的浮充電壓與規(guī)定的浮充電壓相差5%時，閥控密封蓄電池的使用壽命將縮短一半。3）端電壓偏差：電力部DL/T637-1997閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨技術(shù)條件規(guī)定：2V蓄電池靜態(tài)時，允許電壓偏差30mV；動態(tài)時，允許電壓偏差50mV。 2V蓄電池正常開路電壓一般為： 2.18V4）溫度的影響 閥控密封鉛酸蓄電池由于結(jié)構(gòu)原因 散熱不利，其充電電壓與溫度關(guān)系密切閥控密封鉛酸蓄電池的充電電壓具有負(fù)溫度系數(shù)：-3mV/。即溫度每升高

11、1 ，單格蓄電池充電電壓將下降3mV。否則，易造成熱失控。熱失控：充電時，蓄電池內(nèi)部氣體復(fù)合本身就是放熱反應(yīng)，使蓄電池內(nèi)部溫度升高，如浮充電壓不變，充電電流將增大，析氣量增大，促使溫度升的更高，而由于結(jié)構(gòu)原因不易散熱，將造成熱失控。關(guān)于溫度補償采樣點的選?。盒碌拈y控密封鉛酸蓄電池的開路電壓為：2.18V。1、影響使用壽命的因素2、早期容量損失的三種現(xiàn)象3、兩類閥控密封鉛酸蓄電池的比較 AGM超細(xì)玻璃纖超細(xì)玻璃纖維隔板維隔板GFL膠體電膠體電池池結(jié) 構(gòu) 、 工藝超細(xì)玻璃纖維隔板、貧液設(shè)計、硫酸水溶液、密度1.29-1.31g/cm硅溶膠和硫酸、富液設(shè)計密度1.26-1.28g/cm放電容量比普通

12、鉛酸蓄電池要低10%左右接近普通鉛酸蓄內(nèi) 阻 及 放電能力低內(nèi)阻特性、大電流放電能力強(qiáng)內(nèi)阻比AGM大、電流放電能力很好熱失控導(dǎo)熱性差、熱容量小、易發(fā)生熱失控現(xiàn)象有較大的熱容量和散熱性、不易發(fā)生熱失控現(xiàn)象使用壽命 一般較AGM壽命長 一、閥控鉛酸蓄電池檢測的基本判據(jù)1、電壓偏差值：浮充狀態(tài)下：單體電壓50mV 開路狀態(tài)下：單體電壓30mV2、新（良好）蓄電池內(nèi)阻：20-30m。當(dāng)內(nèi)阻大于80m時，需對蓄電池進(jìn)行活化。3、a、蓄電池內(nèi)阻與測試接觸電阻在一個數(shù)量級（m）。測試內(nèi)阻不可用萬用表的電阻擋。 b 、用浮充狀態(tài)下的內(nèi)阻，判斷蓄電池的容量不是很想。 c 、蓄電池內(nèi)阻跟容量之間沒有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系

13、。但蓄電池內(nèi)阻的變化在一定程度上可以反映蓄電池的好壞。蓄電池在荷點狀態(tài)高于50%時，其內(nèi)阻基本不變，但當(dāng)蓄電池容量低于50%時，其內(nèi)阻迅速升高。二、蓄電池檢測的基本方法1、蓄電池電壓巡檢法：在放電狀態(tài)下，巡檢蓄電池的單體電壓，找出端電壓下降最快的蓄電池。2、蓄電池溫度檢測：在充電狀態(tài)下，巡檢蓄電池的單體溫度，找出溫升最快的蓄電池。3、電導(dǎo)測試法：蓄電池的容量越小，電導(dǎo)越小。通過記錄放電電導(dǎo)隨容量變化的曲線，根據(jù)蓄電池廠家提供的數(shù)據(jù)，查找出蓄電池的實際熔量。三、落后蓄電池容量的恢復(fù) 在浮充運行下的閥控鉛酸蓄電池組中，當(dāng)有蓄電池端電壓偏低時，可采取充-放-充的方式均衡充電，2-3次。如仍不能恢復(fù)，

14、則可以單獨對落后的蓄電池進(jìn)行均衡充電2-3次，使其恢復(fù)標(biāo)稱容量。否則，該蓄電池已損壞，需進(jìn)行更換。蓄電池的運行質(zhì)量由三方面決定一、蓄電池的安裝1、蓄電池安裝前必須徹底地檢查蓄電池的外殼。對于有潤狀的可疑點，可用萬用表一端連接蓄電池的端柱，另一端接濕潤處，如果電壓為零說明無破裂。如大于零說明該處存在酸液，要進(jìn)一步檢查。2、蓄電池應(yīng)盡可能安裝在清潔、陰涼、通風(fēng)、干燥的地方。避免陽光直射。蓄電池之間距離一般大于50mm，以便散熱良好。3、安裝前，應(yīng)驗證蓄電池生產(chǎn)與安裝使用之間的時間間隔。逐個檢測蓄電池的開路電壓。一般要在3個月以內(nèi)投入使用。否則，應(yīng)先均衡充電。5、安裝前，需要用銅絲刷清刷端柱連接面，

15、以降低接觸電阻。6、新安裝的蓄電池組，應(yīng)進(jìn)行核對性放電試驗，以后每隔2-3年進(jìn)行一次核對性放電試驗；運行6年后的蓄電池應(yīng)每一年作一次核對性放電試驗。4、絕對禁止采用新、老組合方式的蓄電池組。不同容量的蓄電池絕對不可在同一組中串聯(lián)使用。二、閥控密封鉛酸蓄電池的技術(shù)維護(hù)1、日常維護(hù)1）要做到日常管理工作的周到、細(xì)致和規(guī)范性，保證蓄電池及充電裝置處于良好的運行狀態(tài)，盡可能使蓄電池運行在最佳溫度范圍內(nèi)。2）保持蓄電池室和蓄電池本身的清潔。日常檢查的項目有：a、檢測蓄電池兩端電壓b、檢測蓄電池的工作溫度c、檢測蓄電池連接處有無松動、腐蝕現(xiàn)象、連接條的壓降d、檢測蓄電池外觀是否完好，有無外觀變形和漏液。e、極柱、安全閥周圍是否有酸霧析出。f、安裝完好的蓄電池極柱應(yīng)涂上中性凡士林，防止腐蝕極柱，定期清潔，以防蓄電池絕緣降低。3）對蓄電池做好標(biāo)示，定期測量并做好記錄4）發(fā)現(xiàn)異常蓄電池時，應(yīng)及時采取相應(yīng)的方法恢復(fù)或修復(fù)，不能修復(fù)的要更換2、定期檢查1）月度檢查和維護(hù)a、測量和記錄蓄電池室內(nèi)環(huán)境溫度b、檢查蓄電池的清潔度、端子的損傷痕跡，外殼及殼蓋的損壞或過熱痕跡。c、檢查殼蓋、極柱、安全閥周圍是否有滲液和酸霧析出。d、蓄電池外殼和極柱的溫度。e、蓄電池組的浮充電壓、浮充電流。2）每半年檢查 檢測單體蓄電池的端電壓和內(nèi)阻，若內(nèi)阻大于80m時，應(yīng)及時更換。3）每年以實際負(fù)荷做一次核對性放電（春