1、閥控式密封鉛酸蓄電池維護規(guī)程研討技術(shù)交流閥控式密封鉛酸蓄電池維護規(guī)程研討技術(shù)交流閥控密封電池的設(shè)計思想和基本原理閥控密封電池的設(shè)計思想和基本原理 如果讓負極活性物質(zhì)過量，同時能很好吸收正極放出的O2，就實現(xiàn)了陰極吸收的設(shè)計。陰極吸收原理的反應(yīng)過程示意圖 如果讓負極活性物質(zhì)過量，同時能很好吸收正極放出的O組成閥控密封電池的必要條件（1)專門的正極板板柵鉛合金； Pb-Sb和Pb-Ca雙合金技術(shù)優(yōu)勢及其應(yīng)用（2)負極活性物質(zhì)過量設(shè)計原則； 浮充狀態(tài)下蓄電池使用壽命的保證（3)專門設(shè)計功能型單向安全排氣閥； 單向安全排氣閥 的必備功能（4)專門設(shè)計功能的超細玻璃纖維； 保證蓄電池內(nèi)部氧氣復(fù)合的基本條

2、件（5)專門設(shè)計的充電方式； 兩階段恒壓安全連續(xù)充電組成閥控密封電池的必要條件（1)專門的正極板板柵鉛合金；閥控鉛酸蓄電池基本性能（1）標(biāo)稱電壓：2伏；實際電壓：2.15伏左右。 新電池的荷電狀態(tài)可根據(jù)電池的開路電壓測量來判斷，新電池的開路電壓應(yīng)在充電后20下靜置24小時測量。（此法不適用于舊電池）荷電狀態(tài)（State of Charge）開路電壓/單體（V/cell）100%2.1580%2.1060%2.0740%2.0420%2.00閥控鉛酸蓄電池基本性能荷電狀態(tài)開路電壓/單體100%2.15（2）V開2.15 V浮2.25 V均2.35 三者間0.1伏關(guān)系；說明充電電壓與電池電壓之間保

3、持特定壓差才能保證充電效果。（3）V開C新 新電池容量與開路電壓成正比。（4）V開d液 電解液比重與開路電壓成正比。（5）DOD（放電深度）循環(huán)次數(shù)成反比。 放出電量越大，充放次數(shù)越少；國內(nèi)較好指標(biāo)：80DOD，循環(huán)次數(shù)約1000次。 （6）充電量/放電量，應(yīng)大于1.2倍。（7）d 液 電解液比重配置與溫度成反比。閥控鉛酸蓄電池基本性能（2）V開2.15 V浮2.25 V均2.35 閥控蓄電池基本性能（8）雖無記憶效應(yīng)，但不能虧電。 Pb（負）PbO2（正）H2SO4 PbSO4H2O 以上反應(yīng)中關(guān)鍵是由右至左的充電反應(yīng)要得 到保證，且越完全越好。即：理論上充電越完全， 硫酸鉛反應(yīng)越徹底。可以

4、認為：閥控密封鉛酸蓄 電池 維護工作的重點，是如何保證蓄電池的充電 效果和建立并完善蓄電池行之有效的充電方法。 （9）單體電池充電電壓2.40伏。 2.40伏為閥控電池體系的水解電位。國產(chǎn)蓄電池單體充電電壓不要超過2.38伏（即48伏系統(tǒng)充電電壓不要超過57伏）。 閥控蓄電池基本性能（8）雖無記憶效應(yīng)，但不能虧電。閥控密封電池的失效模式（1）板柵的腐蝕與增長（2）電池內(nèi)部干涸失水（3）負極板硫酸鹽化（4）熱失控（5）早期容量損失閥控密封電池的失效模式（1）板柵的腐蝕與增長早期容量損失的三種模式（1）PCL-1快速容量損失（2）PCL-2較慢的容量損失（3）PCL-3負極影響的一般損失早期容量損

5、失的三種模式（1）PCL-1快速容量損失溫度對使用的影響 （1）溫度上升影響使用壽命。 （2）溫度下降影響放電容量。 （3）溫度補償必須刻守補償范圍： 15 +40, 3mv/cell; 0 +40, 5.5mv/cell; 溫補上限不能超過57伏高壓告警值， 即：單體電壓不能超過2.38伏； 溫補下限不能低于52伏系統(tǒng)開路電壓； 即：單體電壓不能低于2.16伏； 問題：無法預(yù)先設(shè)定溫補范圍。 溫度對使用的影響安全性的問題（1）大容量電池組推薦采用系統(tǒng)外并結(jié)構(gòu)。（2）退出均充的電流要盡可能的小。（3）容量放電后，需先充滿后再并入。（4）電池外殼材料的阻燃問題。（5）放電電流小于10小時率電流1

6、/3以下時必須控制放出容量或控制放電時間。 小電流：10/3;（小電流定義的依據(jù)） 電流小于10三分之一以下，電壓與時間的關(guān)系與標(biāo)準(zhǔn)曲線不成比例關(guān)系。舉例說明：安全性的問題（1）大容量電池組推薦采用系統(tǒng)外并結(jié)構(gòu)。維護工作中易忽略的問題 維護工作除按規(guī)程操作外，需注意一些 易忽略的問題：（1）交流三項嚴重不平衡的影響；（2）使用后期浮充電壓正常，無浮充電流的問題；（3）標(biāo)稱容量與實際容量嚴重不符的問題。（4）長期在線備而不用的蓄電池組的維護；（5) 蓄電池組補水的注意事項和要求；維護工作中易忽略的問題 維護工作除按規(guī)程操作外，需注意開關(guān)電源相關(guān)參數(shù)設(shè)置表參數(shù)規(guī)范值雙登電池 參數(shù)說明浮充電壓2.2

7、32.27V/cell2.23V/cell端子實際測量值均充電壓2.302.35V/cell2.30V/cell開關(guān)電源設(shè)定值充電限流值0.1C100.15C10縮短充電時間高壓警告值57/2.38/cell57V排氣、失水嚴重低壓警告值45，高于LVDS脫離電壓46V防止小電流過放電池溫度補償系數(shù)3mV/cell3mV/cell控制溫補范圍電池溫度過高值35 35 影響使用壽命未完待續(xù)開關(guān)電源相關(guān)參數(shù)設(shè)置表參數(shù)規(guī)范值雙登電池 參數(shù)說明浮充電壓2開關(guān)電源相關(guān)參數(shù)設(shè)置表（續(xù)）參數(shù)規(guī)范值雙登電池推薦 參數(shù)說明LVDS脫離電壓44V/22V綜合放電率44V1.83V/單體LVDS復(fù)位電壓47V/23

8、.8V考慮回路壓降47V1.958V/單體均充周期720H機房電池為6個月，基站電池為3個月，停電頻繁的地區(qū)2個月自動均充周期設(shè)定根據(jù)交流供電情況而定周期均充時間110H510H（最大值）該值并非實際充電時間復(fù)電均充起始條件市電一恢復(fù)即對電池進行均充該功能參數(shù)切勿附加啟動運行條件浮充轉(zhuǎn)均充條件 50mA/AH 50mA/AH停電均充時間110H510H（最大值）該值并非實際充電時間開關(guān)電源相關(guān)參數(shù)設(shè)置表（續(xù)）參數(shù)規(guī)范值雙登電池推薦 參數(shù)說明開關(guān)電源相關(guān)參數(shù)設(shè)置表（續(xù)）參數(shù)規(guī)范值雙登電池具體 參數(shù)說明退出均充條件 5mA/AH 5mA/AH（510A/48系統(tǒng)）退出均充電流盡可能小確保充滿的必要

9、條件繼續(xù)均充時間3H3H充電容量倍數(shù)不小于1.2倍不小于1.2倍電流大確保1.2倍電量電流小確保1.3倍電量電池分流器容量設(shè)定根據(jù)電池容量根據(jù)實際電池容量按實際電池容量設(shè)定電池連接先串后并先串后并電池報廢指標(biāo)不小于額定容量的80不小于額定容量的80小于80后，容量下降速度加快。電池端電壓90mV/20mV 回路/開路90mV/20mV 回路/開路按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行開關(guān)電源相關(guān)參數(shù)設(shè)置表（續(xù)）參數(shù)規(guī)范值雙登電池具體 參數(shù)說明不同放電時率的容量等效關(guān)系以1000Ah蓄電池為例：C10 100A(0.1C) 10h V終1.80伏C8 120A(0.12C) 8h V終1.80伏C5 160A(0.16C)

10、 5h V終1.80伏C3 250A(0.25C) 3h V終1.80伏C1 550A(0.55C) 1h V終1.75伏不同放電時率的容量等效關(guān)系以1000Ah蓄電池為例：國產(chǎn)閥控式密封鉛酸蓄電池維護工作的重點安裝使用初期的維護工作重點使用一段時間后（約一個月至三個月之間）的維護工作重點使用過程中及使用后期的維護工作重點國產(chǎn)閥控式密封鉛酸蓄電池維護工作的重點安裝使用初期的維護安裝使用初期的維護工作重點1、及時安裝投入使用，避免長期貯存和人為故障； 2、連接可靠，不得出現(xiàn)虛接，壓降過大等問題，記錄開路電壓 ；3、開通需均充補充電，以彌補運輸和貯存周期帶來的容量損失 ；4、首次容量檢查應(yīng)認真做好

11、，測出實際容量值，放電參數(shù)盡可能靠近10小時率，并保證結(jié)束后完全充滿 ；5、容量檢查時，同時檢查端子壓降、單體溫度、排氣閥是否可靠；6、設(shè)定好和蓄電池相關(guān)的開關(guān)電源參數(shù)，做好詳細維護記錄 。安裝使用初期的維護工作重點1、及時安裝投入使用，避免長期貯存使用一段時間后（約一個月至三個月之間）的維護工作重點1、檢查連接是否可靠 ；2、檢查浮充電壓的一致性，檢查落后電池；3、檢查設(shè)定參數(shù)有無變化，是否穩(wěn)定，特別 是充電電壓值和充電電流值必須穩(wěn)定可靠 ；4、檢查單體電池有無泄漏，反極 ；5、檢查排氣閥工作是否正常（常閉或常開）。使用一段時間后（約一個月至三個月之間）的維護工作重點1、檢查使用過程中及使用

12、后期的維護工作重點1、系統(tǒng)連接檢查 ；2、做好安全隱患的排除； 3、可能造成泄漏的部位，如端子、排氣閥、殼蓋間的密封檢查；4、設(shè)置參數(shù)和實際參數(shù)的校對 ；5、浮充電壓與浮充電流的檢查及調(diào)整 ；6、定時換氣、通風(fēng)，將酸霧 排出；7、做好定期容量檢查，使用前三年，容量檢查放出50即可。三年后每年做全容量檢查 。使用過程中及使用后期的維護工作重點1、系統(tǒng)連接檢查 ；VRLA電池使用過程中常見故障的現(xiàn)象、原因和解決方法的探討 1、負極板表面硫酸化的問題；2、反極、實際容量不足的問題；3、壓降、壓差太大的問題；4、泄漏的問題；5、標(biāo)稱容量與實際容量相差較大的問題；6、小電流長時間放電后難以恢復(fù)的問題；V

13、RLA電池使用過程中常見故障的現(xiàn)象、原因和解決方法的探討 VRLA電池使用過程中常見故障的現(xiàn)象、原因和解決方法的探討7、大容量電池組結(jié)構(gòu)上的設(shè)計安全性問題；8、容量檢查的可操作性問題；9、確保電池充滿的必要條件退出均充電流要盡可能?。唬ù_保退出均充保護功能）VRLA電池使用過程中常見故障的現(xiàn)象、原因和解決方法的探討7 膠體電池閥控式電池進入工業(yè)電池領(lǐng)域，至少有20年以上的經(jīng)驗。約40多年前由德國陽光公司開發(fā)成功的膠體電池技術(shù)起初只用于小型電池，并以“Dryfit”命名。陽光公司將膠體技術(shù)用于工業(yè)電池領(lǐng)域始于上個世紀(jì)70年代末和80年代初。80年代中期之后，德國的幾大蓄電池公司，以至于英國、意大

14、利等國的大的蓄電池公司紛紛繞開陽光公司尚未到期的專利開發(fā)個各自的膠體電池技術(shù)。目前，在歐洲，用于備用電源的膠體電池技術(shù)幾近普及。 膠體電池閥控式電池進入工業(yè)電池領(lǐng)域，至少有20年以 前一種閥控電池技術(shù)稱為AGM（超細玻璃纖維），在這種電池內(nèi)，電解液不是通過膠體化，而是將電解液吸附到玻璃纖維隔膜及極板內(nèi)實現(xiàn)形式上的固定。 這就是現(xiàn)在工業(yè)電池領(lǐng)域在通信及其他行業(yè)廣泛使用的閥控密封鉛酸蓄電池。 閥控密封電池與普通鉛酸電池的區(qū)別是：板柵中一般采用鉛鈣或鉛銻的耐蝕鉛合金；電解液是相對固定的，實現(xiàn)氧的再化合；用單向排氣閥取代普通排氣閥等等；專門的恒壓充電方式（電壓、電流要求）。 前一種閥控電池技術(shù)稱為AG

15、M（超細玻璃纖維），在這技術(shù)來源 雙登電源集團與英國Chloride Technical and Trade Ltd.合作聯(lián)合制造，使用了該公司多項專有技術(shù)。閥控電池的特點 閥控電池整個壽命期間無需補水。理由是無銻極板有高的氫過電位和氧再化合機理（氧復(fù)合原理）所決定。 充電過程中，水再正極上析出氧，氧再負極板的三相交界處被還原。但在此之前，氧必須要從正極板穿透到負極板。氧的在化合速度受穿透速度的限制。如果氧達到負極表面的數(shù)量少于生成的量，則再化合效率就是低于100。技術(shù)來源膠體式閥控電池的工作原理正極氧化 PbSO4+2H2OPbO2+HSO4+3H+ 2H2OO2+4H+4e 負極還原 Pb

16、SO4+H+2ePb+HSO4 2H2eH2 膠體式閥控電池的工作原理正極氧化 PbSO4+2H2O如圖1所示 在充電期間，氧首先從正極析出。并 通過固態(tài)膠體的無數(shù)裂隙直接到達負極。同負極析出的氫離子和電子還原成水。在此過程中，由于負極的去極化幾乎沒有氫從電池中逸出。因此，在這種電池中，水的分解和再循環(huán)是閉合回路。理論上，電池不失水。如圖1所示兩種閥控電池的主要區(qū)別兩種閥控電池的主要區(qū)別兩種閥控電池的主要區(qū)別兩種閥控電池的主要區(qū)別膠體電池的富液設(shè)計膠體電池的富液設(shè)計 見圖2 圖2是典型富液電池完全充電后的電解液密度1.265g/cm3 ，硫酸鉛的溶解度為2mg/L。 我們設(shè)計的膠體電池完全充電

17、后的電解液密度是1.24g/cm3 ，硫酸鉛的溶解度為2.45mg/L；AGM閥控電池是貧液設(shè)計，完全充電后的電解液密度是1.30g/cm3，硫酸鉛溶解度為1.52mg/L。在2535酸濃度范圍內(nèi)會隨酸濃度的增加使硫酸鉛溶解度降低。容易導(dǎo)致負極鈍化。 見圖2 圖2是典型富液電池完全充電后的電解液密膠體電池的時效和氣體反應(yīng)效率膠體電池的時效和氣體反應(yīng)效率 見圖3 隨著時效過程在膠體中形成裂隙，氣體釋出量以指數(shù)函數(shù)方式降低。反之氣體反應(yīng)效率以指數(shù)函數(shù)方式提高，如圖3。未經(jīng)時效的新的荷電態(tài)膠體電池直接進入浮充。用4天收集的氣體量計算再化合效率為53，浮充約2個月再收集氣體已經(jīng)極少，再化合效率達95.

18、5，在65天幾乎收集不到氣體，再化合效率已 99。 見圖3膠體電池的浮充壽命和循環(huán)壽命 2V系列膠體電池用于浮充的預(yù)期壽命是1214年和良好的循環(huán)壽命是基于下述理由：管式極板的總厚度是9.6mm高壓壓鑄成型的正板柵及管式正極板，其設(shè)計壽命為20年足夠的酸量和較少的失水膠體電池的浮充壽命和循環(huán)壽命閥控式密封鉛酸蓄電池維護規(guī)程研討技術(shù)交流 圖4是500Ah同容量膠體電池和AGM電池在常溫下分別以2.23V和2.25V浮充60周的累計失水量。膠體電池累計60克，AGM累計126克。圖中陡峭的斜線是德國陽光膠體電池61高溫加速失水試驗，浮充態(tài)的第9周末已失水近600克。膠體電池在常溫下浮充的失水規(guī)律是

19、在第2個60周比第1個60周減少了10，即54克，呈遞減。但不一定每年減10，正在試驗中。 圖4是500Ah同容量膠體電池和AGM電池在常溫下 膠體電池的制造工藝是首先使正負極板和隔板通過深放電吸附足夠的酸量，即使不計算這部分的含水量，僅計算膠體中的含水量來看能否滿足要求。500Ah膠體電池需灌注5.5Kg膠體，其中含水79.2，即含水4356克。一般認為，失水15，電池容量將降到額定容量的80。4356克的15是653克，以每年失水55克，約12年后電池容量降到80。如加上極板和隔板已吸附的電解液，電池壽命就會更長，遠不止12年。 這就需要特定的浮充電壓，恒定的運行溫度和規(guī)定的放電深度。 膠

20、體電池的制造工藝是首先使正負極板和隔板通過深放電膠體電池由浮充狀態(tài)轉(zhuǎn)放電狀態(tài)的電壓曲線膠體電池由浮充狀態(tài)轉(zhuǎn)放電狀態(tài)的電壓曲線見圖5 圖5的實際情況是，正常浮充的電池由于電網(wǎng)事故立即脫離充電機進行5h率的放電的實測電壓變化曲線。 美國電信對該放電曲線中的拐點e的5h率放電時的標(biāo)準(zhǔn)電壓是 1.86V。見圖5 膠體電池在不同放電率及終止電壓下放電結(jié)果表1是2V3000Ah膠體電池試驗室測試數(shù)據(jù)（按YD/T7992002標(biāo)準(zhǔn)）膠體電池在不同放電率及終止電壓下放電結(jié)果閥控式密封鉛酸蓄電池維護規(guī)程研討技術(shù)交流 膠體電池在不同放電率放電后再充電的時間表2是3000Ah電池不同放電率放電后再充電的時間。 充電方法是以1I10A充至2.4V，再以恒壓2.4V限流0.5I10A充至放電量的100。從中可以看出，膠體電池的充電接受能力是很優(yōu)秀的。 膠體電池在不同放電率放電后再充電的時間