电池:通过化学反应提供直流电能的电化学装置
什么是铅酸电池什么是铅酸电池
铅酸蓄电池的发展史
阀控式密封铅酸蓄电池介绍阀控式铅酸蓄电池广泛使用的一种铅酸蓄电池,主要特点是:
阀控式密封铅酸蓄电池的基本结构电池由外壳、正极、负极、端子、隔板等组成 正负极板
隔板
电解液
安全阀一种自动开启和关闭的排气阀,具有单向性,内有防酸雾垫。只允许电池内气压超过一定值时,释放出多余气体后自动关闭,保持电池内部压力在最佳范围内。 壳体
阀控式铅酸蓄电池的命名及术语和符号的介绍电池命名我国需电池产品型号,蓄电池行业命名原则由四部分组成:
通常代号字母的含义如下:
电池术语
电池不充放电时,电池两极之间的电位差被称为开路电压。电池的开路电压,会依电池正、负极与电解液的材料而异,如果电池正、负极的材料 完全一样,那么不管电池体积有多大,几何结构如何变化,其开路电压都一样的。
电池在连接用电器或带载时产生的电流叫放电电流。
电流流过电池内部所受到的阻力称之内阻,它包括欧姆内阻和极化内阻,电池的内阻很小,一般用微欧或者毫欧为单位。在一般的测量场合,要求电池的内阻测量精度误差必须控制在正负5%以内,所以必须用专用仪器来进行测量。不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池,由于内部化学特性的不一致,内阻也不一样。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下,内阻小的电池的大电流放电能力强,内阻大的电池放电能力弱。
指电池放电时,电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。根据不同的电池类型及不同的放电条件,对电池的容量和寿命的要求也不同,因此规定的电池放电的终止电压也不相同。
电池在放电期间释放出能量,放出能量的大小用容量来标示。 电池容量是电池性能的重要性能指标之一,它表示在一定条件下(放电率、温度、终止电压等)电池放出的电量,即电池的容量,通常以安培、小时为单位(简称AH)。
电流维持在恒定值的充电叫做恒流充电。这是广泛采用的一种充电方法。蓄电池的初充电,运行中的蓄电池的容量检查,运行中的牵引蓄电池的充电以及蓄电池极板的化成充电,多采用恒流或分阶段恒流充电。 此法的优点是可以根据蓄电池的容量确定充电电流值,直接计算充电量并确定充电完成的时间。
蓄电池两极间的电压维持在恒定值的充电方式。这也是广泛采用的一种充电方法。电信装置、不间断电源(UPS)等的蓄电池的浮充电和涓流充电都是恒压充电。起动用蓄电池在车辆运行时也处于近似的恒压充电的情况。 其优点是随着蓄电池的荷电状态的变化,自动调整充电电流,如果规定的电压恒定值适宜,就既能保证蓄电池的完全充电,又能尽量减少析气和失水。
将蓄电池和充电装置并联,负荷由充电装置供给,同时以较小的电流向蓄电池充电,使蓄电池经常处于满充电状态。一种连续、长时间的恒电压充电方法。补偿蓄电池自放电损失,并能够在电池放电后较快地使蓄电池恢复到接近完全充电状态,又称连续充电。这种充电方式主要用于电话交换站、不间断电源(UPS)及各种备用电源。浮充就是恒压小电流充电,目的是防止蓄电池自放电, 浮充电就是指将充足电的蓄电池组,与充电设备列运行,浮充电主要由充电设备供给恒定负荷,蓄电池平时不供电,充电设备以不大的电流来补充蓄电池的自放电。
为确保蓄电池组中所有单体电池的电压、电解液比重达到均匀一致,而采用恒压充电方式,进行的一种延续充电。所谓均衡充电,就是均衡电池特性的充电,是指在电池的使用过程中,因为电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡,为了避免这种不平衡趋势的恶化,需要提高电池组的充电电压,对电池进行活化充电。均充就是均衡充电,均充电压一般为2.35V(2V单体电池提高到2.35V左右)。一般是在下列情况下蓄电池需要均衡充电。
符号介绍C10—10h率额定容量(Ah),数值为1.00C10 C3—3h率额定容量(Ah),数值为0.75C10 C1—1h率额定容量(Ah),数值为0.55C10 Ca—10h率额定容量(Ah) I10—10h率额定容量(A),数值为0.1C10 I3—10h率额定容量(A),数值为0.25C10 I1—10h率额定容量(A),数值为0.55C10 六、阀控式铅酸蓄电池的特点、工作原理和技术指标阀控式铅酸蓄电池的特点:优点:
缺点:
工作原理
放电过程 负极:Pb - 2e- + = PbSO4 正极:PbO2 + 2e- + + 4H+ = PbSO4 + 2H2O 总反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 充电过程 阳极:PbSO4 - 2e- + 2H2O = PbO2 + 4H+ + 总反应:2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4 氧气循环原理充电时部分电量用于电解水;充电容量到80%后,该反应加剧氧的复合反应:正极生成的氧气通过AGM隔板的孔隙扩散到负极,与铅反应生成氧化铅,氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅和水,硫酸铅经充电变成负极活性物质铅,水则进入电解液。 蓄电池在放电过程的特点
蓄电池在充电过程的特点
电池的主要性能指标
电池的一致性是电池组的重要参数,如在浮充状态下,有电压偏高的电池,可以看出电池 处于过充电状态,过充电会造成电池内部压力增大,开启安全阀,造成电池失水,同时加速极板的腐蚀,或铅膏的脱落,是电池完全损坏。电压偏低的电池,会长期处于欠充状态,当电池处于欠充电池时,电池在一次放电时,会出现不可转换的PbSO4 ,时间长了在极板的表面形成阻挡层,影响电池的放电性能。主要表现电池组容量低下。电池在成组使用时,电池的一致性相当重要,特别是多组使用时。通讯行业电池标准
阀控式铅酸蓄电池寿命的影响因素放电深度影响放电深度:放电时,一定条件下电池放出容量的多少,电池放出的容量多,放电深度约大,电池放出的容量小放电深度就越小。放电深度对电池寿命影响主要表现在,放电深度越大相对使用寿命越短,放电深度过大充电后易造成正极板活性物质脱落。
充电电压影响充电电压:通常是设备的设定值,如浮充电压、均充电压。电池组在充电过程中,由于本身存在的差异性,也会出现偏高或偏低现象,当电池充电电压偏低时,电池在充电状态下,会处于欠充电,欠充电是导致负极板硫酸盐化失效的重要原因;当电池充电电压偏高时,电池充饱电后会处于过充电。 过充电电池内部电解液水解,造成电池内部失水,正极板栅腐蚀,缩短寿命,当长时间处于过充电,内部失水严重时,会出现热失控,造成电池鼓胀变形,损坏,铅酸电池在适当条件下,进行过充电有利于延长寿命,均充电是过充电一种方式,均充电必须有时间上的要求。 终止电压影响指电池放电时,电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值称为终止电压。终止电压的高低直接影响到,铅酸蓄电池的放电深度,在同等条件下电池终止电压越高,电池放深度越小,越低放电深度越深。 环境温度影响环境温度不仅影响阀控式铅酸蓄电池的容量,而且在浮充状态下影响电池的寿命和存放寿命。当电池在温度偏高时,电池放电容量会高于实际容量,同时放电的深度也会增加,反之,低温是时放电性能会变弱,容量会减少。在存放条件下,温度高自放电大,存储寿命短,温度低,自放电小,存储寿命长。在浮充电状态下环境温度尤其重要,浮充电流随温度的增高而增大,环境温度每增高10℃,浮充电流会增加一倍,寿命会降低一半。 充电电流电池充电电流大小,范围0.05C-0.3C,电池小电流充电时(小于0.05C)会导致电池充电时间过长或者充不饱和电,电池很容易造成负极板硫酸盐,电池放电后,在没有特殊充电方法的情况下,最好在15小时内完全补电,最适合0.1C充电。当电流用至0.2C-0.25C时,属于对电池快速充电,电池快速充电很容易造成正极板铅粉脱落,和板栅损坏,不建议经常性使用。 电池放电电流大小,直接影响电池的放电深度,电流小时间长电池放电深度就大,电流大放电深度小,电池放电电流超过3C,很容易造成电池损坏,如需大电流放电特殊电池,需在选型时考虑。 电池后备时间计算电池运输保持
蓄电池使用环境
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