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1、蓄电池维护,郑波,目录,1、铅酸电池原理 2、蓄电池使用维护 3、铅酸电池试验规程 4、蓄电池活化仪使用 5、试验报告及电池好坏判断,1、工作原理,一般铅酸蓄电池，它的正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状金属铅（Pb），电解液是稀硫酸（H2SO4），其电极反应方程式在正极上： PbO2+4H+SO42-+2e PbSO4+2H2O . 在负极上： Pb+ SO42- PbSO4 +2e . 从整体上看，蓄电池放电反应方程式为： PbO2+ Pb + 2H2SO4 2 PbSO4 + 2H2O 此反应为放出能量的过程，只要条件具备，可快速自发地进行。二氧化铅和铅作为活性物质分
2、别存在于正负极上，其放电反应后分别在正负极上生成了硫酸铅，所以称此为双极硫酸盐化理论。反应过程中释放出能量(电能和热能)。蓄电池充电反应方程式即的逆反应。 上世纪70年代，创制出了第1个贫液式结构的密封阀控式铅酸蓄电池。密封阀控式铅酸蓄电池以其少维护、安全、清洁等特点迅速在各个领域被使用。在我国从上世纪90年代初开始，密封阀控式铅酸蓄电池迅速代替开口式蓄电池占领绝大部分市场。 密封阀控式铅酸蓄电池实现其密封的原理是，当电池充电开始产生气体后，从正极析出的氧气到达负极，在负极上发生化合反应，方程式如下： 在正极上： H2O 1/2O2 +2H+ + 2e . 在负极上： PbSO4 +2e Pb
3、+SO42- . 在负极上同时： Pb+ 1/2O2 +2H+ SO42- PbSO4+H2O . 从以上反应原理可以看出，蓄电池在正常充放电时，内部电解液会发生分解化合循环反应，这样可以保证电解液不会损失。但要想实现这个原理，还要注意一点，电池在充入电解液时内部隔板要保持有约10%的孔隙不被电解液所占，正极生成的氧气才能通过这部分孔隙到达负极而被吸收。 实现电池的密封的同时还要考虑到电池出现过充电时如何保护电池。因而密封电池使用了安全阀。蓄电池正常充放电时内部气体被吸收，安全阀处于密封状态，避免外部大气中氧气进入与负极铅反应。如电池出现过充电时，如因内部气体产生速度过快来不及被吸收，气压上升
4、到开阀压时安全阀打开排出气体，避免电池遭受破坏。,1.1阀控式铅酸密封电池原理图,1.2基本概念,电池容量：电池储存电量的数量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。 a、放电率。放电率是针对蓄电池放电电流大小，分为时间率和电流率。 放电时间率指在一定放电条件下，放电至放电终了电压的时间长短。依据IEC标准，放电时间率有20，10，5，3，1，0.5小时率及分钟率，分别表示为：20Hr，10Hr，5Hr，3Hr，2Hr，1Hr，0.5Hr 等。 b、放电终止电压。铅蓄电池以一定的放电率在25环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压称为放电终了电压。大多数固定
5、型电池规定以10Hr放电时（25）终止电压为1.8V/只。终止电压值视放电速率和需要而定。通常，为使电池安全运行，小于10Hr的小电流放电，终止电压取值稍高，大于10Hr的大电流放电，终止电压取值稍低。 c、放电电流率是为了比较标称容量不同的蓄电池放电电流大小而设的，通常以10小时率电流为标准，用I10表示，3小时率及1小时率放电电流则分别以I3、I1表示。 d、额定容量。固定铅酸蓄电池规定在25环境下，以10小时率电流放电至终了电压所能达到的额定容量。10小时率额定容量用C10表示。10小时率的电流值为C10/10 其它小时率下容量表示方法为：3小时率容量(Ah)用C3表示， 在25环境温度
6、下实测容量(Ah)是放电电流与放电时间(h)的乘积，阀控铅酸固定型电池C3和I3值应该为 C3=0.75 C10(Ah) I3=2.5 I10(h) 1小时定容量(Ah)用C1表示，实测C1和I1值应为C1=0.55 C10(Ah) I1=5.5 I10(h) e、实际容量指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为Ah f、型号GFM中G-固定式,F-阀控式，M-密封。,2 蓄电池使用维护,通过以上原理简介可以了解到，密封阀控式铅酸蓄电池内部的活性物质和电解液是按一定比例组装好的，并且为了保证气体密封反应的需要，电解液处于相对“贫乏”的状态。所以要保证密封阀控式蓄
7、电池的寿命和性能，就要保证极板上活性物质的充分利用，避免电池因过充电、高温等造成电解液的损失。从以下几方面着手加强维护可以从一定程度上保证蓄电池的性能和寿命。,2.1工作温度,电池在25环境下可获得较长的寿命和较好的放电性能。电池的环境温度每增加10，电池的寿命会缩短一倍，即设计寿命为10年的电池，在35环境下使用，寿命只能达到5年。寿命加速损耗推断的原理如下：作为备用电池使用的密封阀控式蓄电池其寿命主要由正极板受腐蚀的程度决定。由于正极板腐蚀也是电化学反应，其反应速度与温度的关系一般可描述为温度每升高10，腐蚀速度提高1倍。因此可用高温条件下相对缩短的寿命时间试验来推算常温时电池寿命。据此原
8、理，蓄电池使用温度在一定范围内越低越好。 但是使用环境温度低于25的时候，对电池寿命没有影响，电池容量却会受到影响。电池以0.1CA放电时，25能放出100%容量，但在0时只能放出80%容量。蓄电池放电容量受温度影响，主要是由于温度越低蓄电池放电时离子移动慢、内阻增加、电化学反应速度慢，蓄电池放电到规定电压时，温度低时放电时间短，表现为容量偏低。据此原理，蓄电池使用温度在一定范围内越高越好。,2.2浮充电压,阀控式铅酸蓄电池的浮充电压设定很重要，应根据厂家提供的参数设定，如某一厂家规定单体电池浮充电压为2.23V，则48V组电池浮充电压应设定为2.23 V/单体24单体=53.5V。在实际设定
9、时要注意一个问题，53.5V应该是从电池组正负极输出端子上测定的电压，而不是电源柜上的设定电压，其中的差别有电源柜到电池组输出端子的电压降和电源柜本身的输出误差，所以在电池开通或电池组调整电压时，一定要用电压表测量电池组正负极输出端子上的电压，避免因电压设定不准确造成电池的过充或充电不足。 浮充电压设定时，还要考虑到的一个因素是温度补偿系数，一般厂家规定是-3mV/ /单体（以25为基准），48V组电池温度补偿系数为-324=-72mV/组，即温度每升高1，电池组的浮充电压降低72mV。这样温度采样点的选取至关重要，它直接关系到补偿效果。温度采样点有3处，室温、电槽表面温度、电池内部温度。室温
10、最容易采集，但若蓄电池因某种原因温度迅速升高，很难引起附近空气温度也迅速变化，所以此种采样基本无效；电池内部温度虽然最真实，但一般无法实现；所以最宜采用监测电槽表面温度。,2.3均衡充电,近几年来，随着国内经济的快速发展，很多地区供电形势的日趋紧张，市电停电或用电限制的现象越来越多，所以作为备用的蓄电池放电次数越来越多，为使电池及时快速地充满电，保证电池性能和寿命，应该对蓄电池提高充电电压进行均衡充电，方法如下： 均衡充电电压一般设定为2.302.35V/只，即55.256.4 V/48V组。 停电3次/月的，若开关电源只能设定定时均浮充转换，则设定每次停电电池放电后均衡充电1624小时；若开
11、关电源只能设定定电流均浮充转换，则设定均衡充电电流降至0.003C10A后转浮充，例如：48V500AH双配/基站均衡充电电流降至3A时，转为浮充；48V500AH单配/基站，均充电流降至1.5A时，转为浮充。停电3次/月的，可以不设定每次停电后的均衡充电，可以只设定每30天均衡充电10小时。 以上均衡充电数据仅是以某型号蓄电池为例，具体使用时的均衡充电参数可由蓄电池厂家提供。 。,3 蓄电池充放电试验规范,1 检查电池表面是否完好无鼓胀变形、漏液，电池连接的接触良好,极柱的连接表面无腐蚀。 2 准备好充放电工器具。 3 确定电池充放电时间和要求放出容量预测值。放电10小时单体终止电压10.8
12、V。 4 在放电过程中前半小时每隔10分钟记录一次数据，后面每隔1小时记录一次。 5 试验完成后恢复现场，检查交直流系统是否工作正常。 6 充放电工作结束后应进行数据分析，对电池的电压有不正常下降，容量不足的电池应单独进行充电或更换处理。,3.1充放电技术要求,1 蓄电池应处在清洁、阴凉及干燥的远离热源和可能产生火花的地方，室温应保持在1632的范围内。 2 蓄电池室内应通风良好，同时排出的气流不得立即回到电池室内，以防室内的氢气含量超过4%而有爆炸的危险。 3 蓄电池不能过电流或过电压充电，亦不能过放电，每次放电完后，应及时充电，需充电的时间在10小时以上。 4 阀控式铅酸蓄电池对充电设备及
13、温度等外部环境因素较为敏感。要求充电机要有较小的纹波系数，并对电池有温度补偿功能。电池的充电电压应随着温度的上升而下降，一般每升高一度，充电电压下降24mV。 5 新装电池系统初始容量达到额定值的95%容量时即为合格。,1 戴好绝缘手套，准备好有绝缘防护的工具，防止工作中遭受电击。 2 放电采用恒流法。 3 放电电流不超过10小时率的电流。一般取0.1C。放电量应为额定容量的80%以上。 4 放电时，单个电池电压不得低于1.80伏。对电压下降较快的电池要专项记录。 5 放电时如发现电池的电压有不正常下降，应查明情况，进行处理，容量很低的要进行更换。 6 放电结束后即进行充电，不能搁置，充电方法
14、按上述充电方式进行，直至充足电后结束，蓄电池组可转入正常运行。,3.2放电要求,3.3充电要求,1 戴好绝缘手套，准备好有绝缘防护的工具，防止工作中遭受电击。 2 充电时宜采用恒压限流的充电方法进行充电。 3 在环境温度为25的条件下，2V电池最佳充电为2.27V/只。充电开始时电流应限制在0.25C10(A)的范围内。 4 充电前对蓄电池电压实际记录一次，测量出实际与监测电压差值，以后每隔12小时应测量和记录。 5 电池在充电过程中，如发现个别电池，端电压差大于+0.10伏，应进行充电使全组电池均衡一致的均衡充电。 6 均衡充电采取低压恒压法，充电电压为2.352.40V/只，要求每只电池充
15、足电且均衡一致。如果均衡充电后，还有个别电池不能达到正常时，则应单独充电使之正常后，方可入组与电池组一同使用。 7 当整组电池充电结束后，充电装置可转入正常运行。,4 DCLT-2203蓄电池活化仪使用注意事项,1、拆接线时带上线手套，使用的工具缠上绝缘胶带防止触电和短路。 2、仪器运输时尽量防震。 3、工作电源AC 220V。电源接线应可靠接地。 4、充电电压DC 100310V，放电DC 96310V。充电电流330A。放电电流150A。 5、电缆线连接到电池组上时先接负极，后接正极。正负极不要接反，接线要牢固。 6、放电停止后等活化仪风扇停机后再关机。 6、放电停止，电池组静置10分钟后
16、方可接入系统。,4.1蓄电池活化仪接线,4.2主界面,4.3系统参数设置,4.4活化仪放电参数设置,4.5数据查看、导出,5 试验报告,5.1分析及处理,一般性故障处理 1 电压均衡性偏离正常范围强制均充后观察 2浮充电流异常检查电池单体电压是否异常、电池 是否发热 3核对性放电判断容量不足均充后再做10小时率或 3小时率容量 4安全阀有少量液体渗出（非电池内部往外漏液） 擦拭后再观察，排除残余电解液吸水可能,严重故障更换电池 1电池鼓胀； 2 电池漏液； 3 电池内部短路或开路； 4 电池容量小于额定容量的80%； 5 壳体材料老化、端子腐蚀穿透,5.2电池好坏判断,5.3新旧电池搭配问题,新旧电池搭配使用时，由于新旧电池内阻不一样大，新电池内阻较小导致浮充充电时新电池充电电压较低，一直处于欠压充电状态而损坏较早，而旧电池可能过压充电而损坏。,
