正负极板
铅酸蓄电池的极板,依构造和活性物质化成方法,可分为四类:涂膏式极板,管式极板,化成式极板,半化成式极板。涂膏式极板由板栅和活性物质构成的。板栅的作用为支撑活性物质和传导电流、使电流均匀分布。板栅的材料一般铅锑合金,免维护电池采用铅钙合金。正极活性物质主要成分为二氧化铅,负极活性物质主要成份为绒状铅。
定义:电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。 英文称呼:Lead-acid battery 。放电状态下,正极首要成份为二氧化铅,负极首要成份为铅;充电形状下,正负极的主要成份均为硫酸铅。分为排气式蓄电池与免维护铅酸电池。
电池主要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成。排气式蓄电池的电极是由铅与铅的氧化物形成,电解液是硫酸的水溶液。主要好处是电压波动、价格重价;坏处是比能低(即每千克蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常护卫多次。老式平凡蓄电池通常寿命在2年摆布,并且需活期检查电解液的高度并增加蒸馏水。无非跟着科技的发展,铅酸蓄电池的寿命变得更长而且护卫也更容易了。
铅酸蓄电池最显著的特色是其顶部有可拧开的塑料密封盖,下面尚有通气孔。这些注液盖是用来加注纯水、查抄电解液和排放气体之用。按照现实上说,铅酸蓄电池需要在每次调养时检查电解液的密度与液面高度,假如有缺少需添加蒸馏水。但随着蓄电池出产技术的升级,铅酸蓄电池发展为铅酸免护卫蓄电池和胶体免维护电池,铅酸蓄电池使用中无需增加电解液或蒸馏水。主要是垄断正极发作氧气会在负极排汇到达氧循环,可防止水份减少。铅酸水电池大多运用在牵引车、三轮车、汽车起动等,而免维护铅酸蓄电池运用领域更广,蕴含不延续电源、电动车动力、电动自行车电池等。铅酸蓄电池根据应用需要分为恒流放电(如 不陆续电源)与瞬间放电(如 汽车动员电池)。
蓄电池是1859年由法国人普兰特(Plante)发白的,至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自缔造后,在化学电源中不绝占据相对优势。这是因为其价格尊贵、原资料易于获得,使用上有紧缺的牢靠性,适用于大电放逐电及遍及的环境温度局限等利益。
普兰特(G.Plante)于1859年创造铅酸蓄电池,已履历了近150年的发展历程,铅酸蓄电池在现实研究方面,在产种类类及品种、产品电气效率等方面都失去了长足的前进,不管是在交通、通讯、电力、军事仍是在航海、航空各个经济领域,铅酸蓄电池都起到了不行短少的紧要感导。
到20世纪初,铅酸蓄电池历经了不少弘远的改良,提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等听从。然则,闭口式铅酸蓄电池有两个主要缺欠:①充电末期水会分解为氢,氧气体析出,需时常加酸、加水,维护任务深重;②气体溢出时携带酸雾,侵蚀左近装备,并沾染情况,限度了电池的使用。近二十年来,为熟谙决以上的两个问题,天下各国竞相启示密封铅酸蓄电池,渴想完成电池的密封,获得腌臜的绿色动力。
1912年ThomasEdison揭橥专利,提出在单体电池的上部空间使用铂丝,在有电通顺逾期,铂被加热,成为氢、氧化合的催化剂,使析出的H2与O2从新化合,前去电解液中。但该专利未能付诸完成:①铂催化剂很快见效;②气体不是按氢2氧1的化学计量数析出,电池外部仍有气体发生;③存在爆炸的屠戮。
60年月,美国Gates公司缔造铅钙合金,引起了密封铅酸蓄电池开辟热,全国各大电池公司投入大批人力物力进行启迪。
1969年,美国登月计划施行,密封阀控铅酸蓄电池与镉镍电池被到场月球车用动力电源,结尾镉镍电池被采纳,但密封铅酸蓄电池技术手段接下来取得进行。
1969-1970年,美国EC公司出产了大概350,000只小型密封铅酸蓄电池,该电池接纳玻璃纤维棉隔板,贫液式琐细,这是最早的贸易用阀控式铅酸蓄电池,但当摩登未认识到其氧再化合情理。
1975年,GatesRutter公司在颠末良多年努力并支出昂扬价格的情况下,获得了一项D型密封铅酸干电池的缔造专利,成为即日VRLA的电池原型。
1979年,GNB公司在购置Gates公司的专利后,又发现了MFX正板栅专利合金,初阶大规模宣扬并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。
1984年,VRLA电池在美国和欧洲取得小局限运用。
1987年,随着电信业的飞速发展,VRLA电池在电信部门失掉急迅推行使用。
1991年,英国电信部分对正在使用的VRLA电池进行了搜查和测试,发现VRLA电池其实不象厂商张扬的那样,电池泛起了热失控、点火与晚期容量起效等气象,这惹起了电池财产界的广泛根究,并对VRLA电池的进行上进、容量监测武艺、热失控和牢靠性表示了疑难,此时,VRLA电池市场并吞率还不到富液式电池的50%,原本提到的"密封免护卫铅酸电池"俗称正式被"VRLA电池"包办,缘故原由是VRLA电池是一种还需要图谋的电池,采纳"免维护"容易惹起误会。
1992年,针对1991年提出的标题,电池专家与生产厂家的技艺员纷纷发布文章提出对策和见地,个中DrDaridFeder提出操纵测电导的方法对VRLA电池进行监测。I.c.Bearinger从技艺方面批评VRLA电池的儿女性。这些文章对VRLA电池的发展与推广应用起了很大的推动感召。
2蓄电池在线阻抗测试技术的价值
电池单体阻抗/电压在线测试系统的经济性,是除安全性之外运维工作的第二项主要要求。通过有效的蓄电池阻抗监测的引入,能够大大降低蓄电池维护的工作量与成本,也是提高供电系统可用性的有效手段之一。
(1)电池单体内阻监测对运维成本的节省在部分基站的测试中,初步测算,对蓄电池组采用在线内阻/电压检测系统后,可减少维护人工、物料成本60%[4]。
浙江移动的研究[3]表明,电池电导在线监测系统,能够帮助维护人员快速发现故障电池,全面、及时掌控电池组的实际运行状况,从而彻底改变传统的电池维护测试模式,有效提高维护管理效率60%以上。
(2)电池单体内阻监测对电池更换的成本节省在传统的电池运维方法中,定期按规范对电池组进行放电以核对容量。当放电容量小于设计容量的80%时候,通常采取电池组整组更换的方法。而电池组放电容量下降主要的罪魁祸首是少数的弱化、落后电池,而整组电池的报废与更换,无疑浪费了“好”电池,增加了用户的成本投入,导致全社会的浪费,也与当前节能减排工作背道而驰。有运营商对电池电导检测[3],可实现相对准确地掌控电池组中每个单体的容量范围,避免电池的盲目报废,预计可使电池报废数量降低30%以上,节能减排效益明显。
(3)电池单体内阻监测系统的**ROI
管理者通常关注的是资本回报或**ROI(Returnofinvest)。
早期的电池单体内阻监测系统昂贵,今天仍有不少国外品牌价格高昂,他们通常一套电池单体内阻监控系统,其价格远比被监测的电池组贵,所以**ROI通常为5~8年(按简单回本期计算)[4],其经济性是比较差的。
最新的电池单体内阻监测系统成本大幅下降,当然不同厂家的不同系统的**有一定差异,但是不少性能优异的厂家,其ROI已经降到1.5~3年(按简单回本期计算),部分系统已经降低到1.5~2年回报,已完全具备大规模应用的条件。
3结束语
在运行的通讯基站和数据中心等重要场所,电池单体内阻监测已经成为供电系统安全**的一部分,在时刻**供电系统的稳定运行。随着新型锂电池、燃料电池的逐步发展与应用,电池单体内阻监测将应用到更加广泛的空间。作为UPS系统中的一个重要组成部分,蓄电池质量的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度。再先进的UPS,如果蓄电池失效,也无法满足不间断供电的要求。所以蓄电池的维护保养在UPS系统维护中尤为重要
影响电池寿命的因素
1、温度
温度对电池的影响较大,太高或太低都会导致电池使用寿命下降(高温导致过充电,低温导致充电不足),尤其是高温,对电池寿命的影响尤为明显。一般来讲,环境温度应该控制在25℃左右。
2、放电深度
放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越大,循环使用次数就越少,因此在使用时应尽量避免深度放电。小电流放电容易造成深度放电。
3、浮充电压
由于UPS电池属于备用工作方式,市电正常情况下处于充电状态,只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命,需合理设置浮充电压。浮充电压过低,会导致充电不足,电池负极不可逆转的硫酸盐化;浮充电压过高,会加速水的损失和正极板的腐蚀。另外,不同型号、规格、批次的电池不能混用,混用会导致各单节电池浮充电压不一致。
4、充电电流
电池充放电电流一般以C来表示,C的实际值与电池容量相关。例如,100AH的电池,C=100A。一般来说,铅酸免维护电池的最佳充电电流为0.1C左右,充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。
5、定期保养
电池在使用一段时间后要进行定期检查,根据市电供电质量做好相应的保养。市电质量较好,长期不停电的地方,应该每隔一段时间对电池进行活化放电,以防电池长期处于浮充状态,活性变差。时间间隔可以为半年一次,放电深度约电池容量的30%。