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1、阀控式密封铅酸蓄电池维护规程研讨技术交流,维护也是经营 维护也是创收,阀控密封电池的设计思想和基本原理,组成阀控密封电池的必要条件,（1)专门的正极板板栅铅合金； Pb-Sb和Pb-Ca双合金技术优势及其应用 （2)负极活性物质过量设计原则； 浮充状态下蓄电池使用寿命的保证 （3)专门设计功能型单向安全排气阀； 单向安全排气阀 的必备功能 （4)专门设计功能的超细玻璃纤维； 保证蓄电池内部氧气复合的基本条件 （5)专门设计的充电方式； 两阶段恒压安全连续充电,阀控铅酸蓄电池基本性能,（1）标称电压：2伏；实际电压：2.15伏左右。 新电池的荷电状态可根据电池的开路电压测量来判断，新电池的开路电
2、压应在充电后20下静置24小时测量。（此法不适用于旧电池）,（2）V开2.15 V浮2.25 V均2.35 三者间0.1伏关系；说明充电电压与电池电压之间保持特定压差才能保证充电效果。 （3）V开C新 新电池容量与开路电压成正比。 （4）V开d液 电解液比重与开路电压成正比。 （5）DOD（放电深度）循环次数成反比。 放出电量越大，充放次数越少；国内较好指标：80DOD，循环次数约1000次。 （6）充电量/放电量，应大于1.2倍。 （7）d 液 电解液比重配置与温度成反比。,阀控铅酸蓄电池基本性能,阀控蓄电池基本性能,（8）虽无记忆效应，但不能亏电。 Pb（负）PbO2（正）H2SO4 Pb
3、SO4H2O 以上反应中关键是由右至左的充电反应要得 到保证，且越完全越好。即：理论上充电越完全， 硫酸铅反应越彻底。可以认为：阀控密封铅酸蓄 电池 维护工作的重点，是如何保证蓄电池的充电 效果和建立并完善蓄电池行之有效的充电方法。 （9）单体电池充电电压2.40伏。 2.40伏为阀控电池体系的水解电位。国产蓄电池单体充电电压不要超过2.38伏（即48伏系统充电电压不要超过57伏）。,阀控密封电池的失效模式,（1）板栅的腐蚀与增长 （2）电池内部干涸失水 （3）负极板硫酸盐化 （4）热失控 （5）早期容量损失,早期容量损失的三种模式,（1）PCL-1快速容量损失 （2）PCL-2较慢的容量损失
4、 （3）PCL-3负极影响的一般损失,温度对使用的影响,（1）温度上升影响使用寿命。 （2）温度下降影响放电容量。 （3）温度补偿必须刻守补偿范围： 15 +40, 3mv/cell; 0 +40, 5.5mv/cell; 温补上限不能超过57伏高压告警值， 即：单体电压不能超过2.38伏； 温补下限不能低于52伏系统开路电压； 即：单体电压不能低于2.16伏； 问题：无法预先设定温补范围。,安全性的问题,（1）大容量电池组推荐采用系统外并结构。 （2）退出均充的电流要尽可能的小。 （3）容量放电后，需先充满后再并入。 （4）电池外壳材料的阻燃问题。 （5）放电电流小于10小时率电流1/3以下
5、时必须控制放出容量或控制放电时间。 小电流：10/3;（小电流定义的依据） 电流小于10三分之一以下，电压与时间的关系与标准曲线不成比例关系。举例说明：,维护工作中易忽略的问题,维护工作除按规程操作外，需注意一些 易忽略的问题： （1）交流三项严重不平衡的影响； （2）使用后期浮充电压正常，无浮充电流的问题； （3）标称容量与实际容量严重不符的问题。 （4）长期在线备而不用的蓄电池组的维护； （5) 蓄电池组补水的注意事项和要求；,开关电源相关参数设置表,未完待续,开关电源相关参数设置表（续）,开关电源相关参数设置表（续）,不同放电时率的容量等效关系,以1000Ah蓄电池为例： C10 100
6、A(0.1C) 10h V终1.80伏 C8 120A(0.12C) 8h V终1.80伏 C5 160A(0.16C) 5h V终1.80伏 C3 250A(0.25C) 3h V终1.80伏 C1 550A(0.55C) 1h V终1.75伏,国产阀控式密封铅酸蓄电池 维护工作的重点,安装使用初期的维护工作重点 使用一段时间后（约一个月至三个月之间）的维护工作重点 使用过程中及使用后期的维护工作重点,安装使用初期的维护工作重点,1、及时安装投入使用，避免长期贮存和人为故障； 2、连接可靠，不得出现虚接，压降过大等问题，记录开路电压 ； 3、开通需均充补充电，以弥补运输和贮存周期带来的容量损
7、失 ； 4、首次容量检查应认真做好，测出实际容量值，放电参数尽可能靠近10小时率，并保证结束后完全充满 ； 5、容量检查时，同时检查端子压降、单体温度、排气阀是否可靠； 6、设定好和蓄电池相关的开关电源参数，做好详细维护记录 。,使用一段时间后（约一个月至三个月之间）的维护工作重点,1、检查连接是否可靠 ； 2、检查浮充电压的一致性，检查落后电池； 3、检查设定参数有无变化，是否稳定，特别 是充电电压值和充电电流值必须稳定可靠 ； 4、检查单体电池有无泄漏，反极 ； 5、检查排气阀工作是否正常（常闭或常开）。,使用过程中及使用后期的 维护工作重点,1、系统连接检查 ； 2、做好安全隐患的排除；
8、 3、可能造成泄漏的部位，如端子、排气阀、壳盖间的密封检查； 4、设置参数和实际参数的校对 ； 5、浮充电压与浮充电流的检查及调整 ； 6、定时换气、通风，将酸雾 排出； 7、做好定期容量检查，使用前三年，容量检查放出50即可。三年后每年做全容量检查 。,VRLA电池使用过程中常见故障的现象、原因和解决方法的探讨,1、负极板表面硫酸化的问题； 2、反极、实际容量不足的问题； 3、压降、压差太大的问题； 4、泄漏的问题； 5、标称容量与实际容量相差较大的问题； 6、小电流长时间放电后难以恢复的问题；,VRLA电池使用过程中常见故障的现象、原因和解决方法的探讨,7、大容量电池组结构上的设计安全性问
9、题； 8、容量检查的可操作性问题； 9、确保电池充满的必要条件退出均充电流要尽可能小；（确保退出均充保护功能）,胶体电池阀控式电池进入工业电池领域，至少有20年以上的经验。约40多年前由德国阳光公司开发成功的胶体电池技术起初只用于小型电池，并以“Dryfit”命名。阳光公司将胶体技术用于工业电池领域始于上个世纪70年代末和80年代初。80年代中期之后，德国的几大蓄电池公司，以至于英国、意大利等国的大的蓄电池公司纷纷绕开阳光公司尚未到期的专利开发个各自的胶体电池技术。目前，在欧洲，用于备用电源的胶体电池技术几近普及。,前一种阀控电池技术称为AGM（超细玻璃纤维），在这种电池内，电解液不是通过胶体
10、化，而是将电解液吸附到玻璃纤维隔膜及极板内实现形式上的固定。 这就是现在工业电池领域在通信及其他行业广泛使用的阀控密封铅酸蓄电池。 阀控密封电池与普通铅酸电池的区别是： 板栅中一般采用铅钙或铅锑的耐蚀铅合金； 电解液是相对固定的，实现氧的再化合； 用单向排气阀取代普通排气阀等等； 专门的恒压充电方式（电压、电流要求）。,技术来源 双登电源集团与英国Chloride Technical and Trade Ltd.合作联合制造，使用了该公司多项专有技术。 阀控电池的特点 阀控电池整个寿命期间无需补水。理由是无锑极板有高的氢过电位和氧再化合机理（氧复合原理）所决定。 充电过程中，水再正极上析出氧，
11、氧再负极板的三相交界处被还原。但在此之前，氧必须要从正极板穿透到负极板。氧的在化合速度受穿透速度的限制。如果氧达到负极表面的数量少于生成的量，则再化合效率就是低于100。,胶体式阀控电池的工作原理,正极氧化 PbSO4+2H2OPbO2+HSO4+3H+ 2H2OO2+4H+4e 负极还原 PbSO4+H+2ePb+HSO4 2H2eH2,如图1所示 在充电期间，氧首先从正极析出。并 通过固态胶体的无数裂隙直接到达负极。同负极析出的氢离子和电子还原成水。在此过程中，由于负极的去极化几乎没有氢从电池中逸出。因此，在这种电池中，水的分解和再循环是闭合回路。理论上，电池不失水。,两种阀控电池的主要区
12、别,两种阀控电池的主要区别,胶体电池的富液设计,见图2 图2是典型富液电池完全充电后的电解液密度1.265g/cm3 ，硫酸铅的溶解度为2mg/L。 我们设计的胶体电池完全充电后的电解液密度是1.24g/cm3 ，硫酸铅的溶解度为2.45mg/L；AGM阀控电池是贫液设计，完全充电后的电解液密度是1.30g/cm3，硫酸铅溶解度为1.52mg/L。在2535酸浓度范围内会随酸浓度的增加使硫酸铅溶解度降低。容易导致负极钝化。,胶体电池的时效和气体反应效率,见图3 随着时效过程在胶体中形成裂隙，气体释出量以指数函数方式降低。反之气体反应效率以指数函数方式提高，如图3。未经时效的新的荷电态胶体电池直
13、接进入浮充。用4天收集的气体量计算再化合效率为53，浮充约2个月再收集气体已经极少，再化合效率达95.5，在65天几乎收集不到气体，再化合效率已 99。,胶体电池的浮充寿命和循环寿命 2V系列胶体电池用于浮充的预期寿命是1214年和良好的循环寿命是基于下述理由： 管式极板的总厚度是9.6mm 高压压铸成型的正板栅及管式正极板，其设计寿命为20年 足够的酸量和较少的失水,图4是500Ah同容量胶体电池和AGM电池在常温下分别以2.23V和2.25V浮充60周的累计失水量。胶体电池累计60克，AGM累计126克。图中陡峭的斜线是德国阳光胶体电池61高温加速失水试验，浮充态的第9周末已失水近600克
14、。胶体电池在常温下浮充的失水规律是在第2个60周比第1个60周减少了10，即54克，呈递减。但不一定每年减10，正在试验中。,胶体电池的制造工艺是首先使正负极板和隔板通过深放电吸附足够的酸量，即使不计算这部分的含水量，仅计算胶体中的含水量来看能否满足要求。500Ah胶体电池需灌注5.5Kg胶体，其中含水79.2，即含水4356克。一般认为，失水15，电池容量将降到额定容量的80。4356克的15是653克，以每年失水55克，约12年后电池容量降到80。如加上极板和隔板已吸附的电解液，电池寿命就会更长，远不止12年。 这就需要特定的浮充电压，恒定的运行温度和规定的放电深度。,胶体电池由浮充状态转
15、放电状态的电压曲线,见图5 图5的实际情况是，正常浮充的电池由于电网事故立即脱离充电机进行5h率的放电的实测电压变化曲线。 美国电信对该放电曲线中的拐点e的5h率放电时的标准电压是 1.86V。,胶体电池在不同放电率及终止电压下放电结果 表1是2V3000Ah胶体电池试验室测试数据（按YD/T7992002标准）,胶体电池在不同放电率放电后再充电的时间 表2是3000Ah电池不同放电率放电后再充电的时间。 充电方法是以1I10A充至2.4V，再以恒压2.4V限流0.5I10A充至放电量的100。从中可以看出，胶体电池的充电接受能力是很优秀的。,胶体电池过度放电后，再充电接受能力试验。按DIN43534，DIN43539的要求，达到额定容量的电池要求外接一固定电阻并用1I10A连续放电30天（22 ）,30天的过度放电结束后，立即以（2.300.03 ）V恒压充电48h。充电结束进行10h率放电，放出的容量 75额定容量。 充电结束做10h率放电，实际放10h44min（30 ） ，合107.4Ah；换算成25 为104.27Ah。,胶体电池的长时间放电能力 见表3 从C100的测试数据看，双登GFMJ比德国阳光A600系列要高处4.210，平均高出7。,胶体电池的恒功率放电 见表4,长时间恒功率放电比较 （终止电压1.75V）,充电制度 无论是AGM还是胶体电池都
