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1、山东鲁能智能技术有限公司蓄电池维护技术山东鲁能智能技术有限公司二OO五年八月目 录1 阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)两种主要类型1.1 AGM（玻璃纤维隔板吸附）技术1.2 GEL（胶体）技术1.3多种技术比较2 VRLA电池的容量检测方法2.1 VRLA电池容量及其影响因素2.2 不同倍率容量2.3 VRLA电池容量检测方法3 VRLA电池的运行环境、安装、维护与管理3.1 VRLA电池的使用3.2 VRLA电池的储存3.3 VRLA电池的维护4 常见质量问题解答1阀控式密封铅酸蓄电池两种主要类型目前在国内外所生产的铅酸阀控蓄电池（VRLA）有两类技术：AGM（超细玻璃棉隔板）技术和Gel
2、技术（胶体技术）。1.1 AGM技术图11 AGM电池氧气的复合 它是采用超细玻璃棉隔板，这种隔板具有93%以上的孔隙率，可以吸收电池反应所需要的足够的电解液，因此可使电池内部没有流动的电解液，玻璃棉隔板在吸收了足够的电解液后，仍保持在10%左右的孔隙作为O2的复合通道正极析出的O2到负极复合，以实现氧的循环，即H2O1/2O2H2O，电池才可以达到密封效果（如图11所示）。AGM电池属于贫液设计，与富液式电池相比，电解液的密度较高。早期VRLA电池所出现的问题，主要是由于没有重视贫液设计所产生。目前国内外的VRLA电池以采用AGM技术为主，因为AGM电池有以下优点： 1).采用无锑Pb-Ca
3、合金板栅和高纯度原材料，电池的自放电少，25下储存三个月，自放电率98%，因此无酸雾透出。5).初期容量较高，第三个循环周期即可达到100%以上的额定容量。6).有较好的低溢放电性能。图12 胶体电池氧气的复合 正由于以上优点，使得采用AGM技术的VRLA电池发展很快，国内外多数VRLA电池的制造厂家都采用AGM技术。1.2 Gel技术（胶体技术） 胶体电池的密封原理与AGM技术相似，也是氧的循环过程，但正极的氧气不是通过隔板的孔隙传输到负极的，而是通过胶体的裂纹来实现的，胶体的裂纹是氧的复合通道，胶体的裂纹是胶体形成时收缩产生的。胶体电池使用初期，由于胶体的裂纹较少，氧的复合效率较低，因此安
4、全阀易开阀而有较多酸雾析出，随着电池的使用，裂纹增加，氧的复合效率提高。 胶体电池的主要生产厂商：德国Sonnenschein（德国阳光）公司，美国Gromptor Parkinson公司，意大利的FIAMM公司。胶体电解质电池的氧复合原理如图12所示（2）。胶体电解质的制备方法有三种：中和法、硅溶胶法、气相二氧化硅法，其中，气相二氧化硅在国外较多采用，其胶体电解质的稳定性较好。胶体技术的优点：1).胶体电池采用富液设计，因此，深放电的恢复特性较好，较好地防止电解液干涸。2).由于胶体的固定作用，胶体电池几乎不存在电解液的分层现象。3).在较高的环境温度下，胶体电池有比AGM电池更长的使用寿命
5、，Gel技术比AGM技术发展慢的原因，是由于胶体电池有以下缺点：采用胶体和PVC隔板，且胶体易堵塞隔板及活性物质中的孔，使电池内阻较大，因此与AGM电池相比，在常温下20小时率容量低15%左右，-18启动放电，负荷电压约低20%。a) 使用初期，氧的复合效率较低，酸雾排出较多。b) 胶体电池对过充电较为敏感，如果电池倾斜或卧放，则电池内胶体可能会流出来。c) 不适合快充，高倍率放电，特别是在低温环境下。d) 不适合于薄型极板设计。图13 AGM和胶体电池在循环寿命中失水和气体复合的比较图 总的来说：AGM电池的气体复合效率高于Gel电池，而Gel电池的失水率要低于AGM电池。如图13所示。近年
6、来，在铅酸电池的国际会议讨论中，对Gel技术有逐渐重视的趋势，但对AGM技术和Gel技术在应用中的优缺点还有不同的看法。有的认为动力型电池如电动车电池、牵引电池采用AGM技术好，因为其大电流放电性能好，而备用电池、UPS电池采用Gel技术好。但是，我们访问Trojan Battery公司时，John Wertz认为胶体电池的深循环性能优于AGM电池，因此他们设计VRLA电池动力牵引电池采用Gel技术，而UPS、备用电池则采用AGM技术。1.3 多种技术电池比较 从上图14可以看出：2.3.1铅酸蓄电池的体积比能量和重量比能量最小。2.3.2锂聚合物电池的体积比能量和重量比能量最大。2.3.3但
7、是阀控铅酸蓄电池由于价格的优势仍然得到大面积的使用。2 VRLA电池的容量及检测方法2.1 VRLA电池的容量及影响因素 额定容量：在规定的工作条件下，蓄电池能放出的最低电量称为额定容量。VRLA电池规定的工作条件为：10小时率电流放电，电池温度为25，放电终了电压为1.8V。 实际容量：在特定的放电电流，电解液温度和放电终了电压等条件下，蓄电池实际放出的电量称为实际容量。 影响容量的主要因素有：放电电流、放电温度和电解液浓度。 2.2 不同倍率容量蓄电池容量是指电池在规定的时间内，以10小时率放电电流为一的倍数计算，放电到规定的终止电压为止所能放出的安时数。其放电率、放电电流、终止电压及应达
8、到额定容量的百分数的百分数见下表：表 4 电池放出容量、放电电流、终止电压放电率（h）电池额定容量百分数（%）放电电流倍数（A）终止电压（V）0.5357I101.701505 I101.753752.5 I101.808941.18 I101.80(1.84)101001.0 I101.80(1.85)201100.55 I101.80(1.86) 注：括号中的终止电压值为第六次循环之后至电池保证寿命中期测量电池容量时，应达到的终止电压值。表5 南都GFM-系列电池型号及外形尺寸电池型号额 定电压（V）额定容量(Ah)外形尺寸（mm）重量（Kg）C10C3C1长宽槽高总高GFM-200220
9、015011012020036638516GFM-300230022516516120036638523GFM-400240030022020120036638530GFM-500250037527524220036638538GFM-600260045033028320036638545GFM-800280060044018324460962962GFM-10002100075055021824460962976GFM-15002150011258253052446096291112.3 VRLA电池容量检测方法2.3.1离线式测量法（1） 将脱离供电系统的蓄电池组充满电后静置124小时，在
10、环境温度为255的条件下开始放电：（2） 放电开始前应测蓄电池的端电压，放电期间应记录放电电流、时间及环境温度，放电电流波动不得超过规定值的1%。（3） 放电期间应测量蓄电池的端电压及室温，测量时间间隔为：10h率放电1h，3h率放电0.5h，1h率放电10min。在放电末期要随时测量，以便准确地确定达到放电终止电压的时间。（4） 放电电流乘以放电时间即为蓄电池组的容量。蓄电池按10小时率放电时，如果温度不是25，则应按照实际测量的容量按下式换算成25的容量：CeCT1K（T25）式中T放电时的环境温度 K温度系数，10小时率容量实验时K0.006/ 5小时率容量实验时K0.008/ 1小时率
11、容量实验时K0.01/ 如0条件下，五小时率放出的实际容量仅为额定容量的90。因此，一般情况下，建议在阀控电池的机房要求能配备空调。2.3.2在线式测量法（1） 在供电系统中，关掉整流器由蓄电池组放电供给实际负载，在蓄电池组放电中找出蓄电池组中电压最低，容量最差的一只作为容量测试的对象。（2） 打开整流器对蓄电池组进行充电，等待蓄电池组充足电后稳定1小时以上。（3） 对（1）中放电时找出最差的那只电池进行10h率放电实验。放电前后要侧记该只电池的端电压、温度、放电时间、和室温。以后每隔1小时记录一次，放电快到终止电压时，应随时侧记，以便准确记录放电时间。（4） 放电电流乘以放电时间即为蓄电池组
12、的容量。蓄电池按10小时率放电时，如果温度不是25，则应按照实际测量的容量按上式换算成25的容量。（5） 放电结束后用充电机对该只电池进行充电，恢复其容量。（6） 根据侧记的数据绘制放电曲线。2.3.3核对性容量试验法（1） 在直流供电系统中，关掉整流器，让蓄电池对实际负载供电，蓄电池组放电前后要记录每只电池的端电压、温度、室温、放电时间。放出额定容量的30%40%为止。（2） 放电结束后要对蓄电池进行充电，充入电量应是放出电量的1.2倍。（3） 根据记录的数据作出放电曲线，留作以后再次测试时作比较。2.3.4 随机性容量测试法（1） 采用蓄电池自动监控系统，监控每一只电池的状况，并按蓄电池维
13、护要求设定告警值。（2） 蓄电池在日常工作，自动监控系统将记录蓄电池端电压变化情况。（3） 自动监控软件将实际数据与厂家提供曲线比较，可判断出蓄电池容量状况。 以上几种容量测试方法，是当前日常维护中常用的方法，但无论哪中方法，在容量测试期间，设备安全都会受到一定的威胁。因此在做容量测试时要防止市电停电，备用发电机组应处于良好状态。2.4浮充电寿命与环境温度之间的关系t25tT2（T25）10其中：T为电池在实际运行时的环境温度；tT为在环境温度为T时，电池的设计寿命；t25为在环境温度为25时，电池的设计寿命；例如：35环境温度下，设计寿命为5年的12V电池，实际寿命为：t35t252（T25）10=5/2（3525）102.5年即：实际寿命为2.5年3.VRLA电池的运行环境、安装、维护与管理3.1电池的使用3.1.1使用条件 GFM-系列电池可在-1545的环境中使用，最佳使用温度为25。 开关电源参数设置参考如下：表6 开关电源参数设置表参数项目220V/104只电池110V/52只电池*浮充电压(V)（25）230234115117均充电压(V)244.4249.6122.2124.8均充周期3个月;电池组中有两只以上电池电压低于2.18V均浮充转换电流（A）0.005C10*限流值（A）0.1C10(若有特殊情况,限流值可提高0.15C10)* 上表
