影响蓄电池性能的技术因素

2011-05-01 15:55:29来源: 互联网
1.影响蓄电池质量的技术问题

  1)电池构成

  VRLA电池由正极板、负极板、AGM隔膜、正负汇流条、电解液、安全阀、盖和壳组成。其中正极板厚度、合金成份、AGM隔膜厚度均匀性、汇流条合金、电解液量、安全阀开闭压力、壳盖材料、电池生产工艺等对电池寿命和容量均匀性具有重要影响。

  2)板栅合金

  VRLA电池负板栅合金一般为Pb-Ca系列合金,正板栅合金有Pb-Ca系列、Pb-Sb(低)系列和纯Pb等,其中Pb-Ca、Pb-Sb(低)合金正板栅电池浮充寿命相近,但循环寿命相差较大,对于经常停电地区选用低锑合金电池可靠性好。

  3)板栅厚度

  极板的正板栅厚度决定电池的设计寿命。

  4)安全阀

  安全阀是电池的一个关键部件,具有滤酸、防爆和单向开放功能, YD/T7991 996规定安全开闭压力范围为1-49kPa,但是,对于长寿命电池,必须考虑单向密封,防止空气进人电池内部,同时防止内部水蒸气在较高温度下跑掉。

  5)AGM隔膜

  隔膜孔隙率和厚度均匀性,直接影响隔膜吸酸饱和度和装配压缩比,从而影响电池寿命和容量均匀性。

  6)壳盖材料

  VRLA电池壳盖材料有PP、ABS和PVC,PP材料相对较好。

  7)酸量和化成工艺

  分为电池化成和槽化成两种,电池化成可以定量注酸并记录每个电池单体化成全过程数据,能准确判断每个出厂电池综合生产质量状况,但化成时间较长。槽化成是对极板化成,化成时间短,极板化成较充分,但对电池组装质量不能通过化成过程数据记录判断。

  8)涂板工艺

  涂板工艺要保证极板厚度和每片极板活性物质的均匀性。

  9)密封技术

  VRLA电池密封技术包括极柱密封、壳盖材料透水性、壳盖密封和安全阀密封。

  10)氧复合效率

  AGM电池具有良好的氧复合效率,贫液状态下按有关标准测试氧复合效率一般大于98%,因此具有良好的免维护性能

  2.影响蓄电池寿命的环境因素

  1)环境温度

  蓄电池正常运行的温度是20~40℃,最佳运行温度是25℃。当温度每升高5℃,蓄电池的使用寿命降低10%,且容易发生热失控。

  2)环境湿度

  蓄电池的运行湿度应该在5~95%(不结露)之间,环境湿度过高,会在蓄电池表面结露,容易出现短路;环境湿度过低,容易产生静电。

  3)灰尘

  灰尘过多,容易使蓄电池短路,安全阀堵塞失效。

  3.蓄电池失效模式

  1)电池失水

  阀控式铅酸蓄电池不逸出气体是有条件的,即:电池在存放期间内应无气体逸出;充电电压在2.35V/单体(25℃)以下应无气体逸出;放电期间内应无气体逸出。但当充电电压超过2.35V/单体时就有可能使气体逸出,此时电池体内短时间产生了大量气体来不及被负极吸收,压力超过某个值时,便开始通过单向排气阀排气,排出的气体虽然经过滤酸垫滤掉了酸雾,但毕竟使电池损失了气体(也就是失水),所以阀控式密封铅酸蓄电池充电不能过充电。

  2)负极板硫酸化

  当阀控式密封铅酸蓄电池的荷电不足时,在电池的正负极栅板上就有PbSO4这一现象称为活性物质的硫酸化,硫酸化使电池的活性物质减少,降低电池的有效容量,也影响电池的气体吸收能力,久之就会使电池失效。

  3)正极板腐蚀

  由于电池失水,造成电解液比重增高,过强的电解液酸性加剧正极板腐蚀。

  4)热失控

  热失控是指蓄电池在恒压充电时,充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用,并逐步损坏蓄电池。从目前蓄电池使用的状况调查来看,热失控是蓄电池失效的主要原因之一。热失控的直接后果是蓄电池的外壳鼓包、漏气,电池容量下降,严重的还会引起极板形变,最后失效。浮充电压是蓄电池长期使用的充电电压,是影响电池寿命至关重要的因素。一般情况下,浮充电压定为2.23 ~ 2.25V/单体(25℃)比较合适。

  4. 蓄电池在后备电源运行中存在问题

  1)蓄电池寿命无法达到设计要求

  在实际中,蓄电池在三年时就会出现严重劣化,使用超过5年的蓄电池很少。原因是在使用中对蓄电池没有有效、合理地进行管理以及维护,造成蓄电池在早期出现劣化,并且没有及时发现落后电池,致使劣化积累、加剧,导致蓄电池过早报废。

  2)对蓄电池的运行情况、性能状况不明

  蓄电池组中如果有落后的蓄电池,可以通过一定深度的放电、充电循环,在一定程度上减少落后的差别。但由于没有良好的管理手段,对于蓄电池内部性能参数,如蓄电池的内阻、当前的剩余容量,无法十分清楚地了解,所以相应的措施就无法实施。

  3)对于单体电池而言,充电机制可靠性需要完善

  由于目前国内直流系统的充电机制不是非常的完善,在实际中存在电压漂移的情况,蓄电池长期处于浮冲状态,如果浮冲电压偏离正常的范围,就会造成蓄电池的过充或欠充,长期的过充或欠充对于蓄电池的性能影响非常大。

  4)单体电池之间不均衡

  目前蓄电池组由数量很多的单体电池组成,实际运行中存在单体电池之间充电电压、内阻等差异较大的情况,特别是在浮充下,这种不均衡现象显得非常严重。个别落后电池充电不完全,如果没有及时发现并处理,这种落后就会加剧。如此反复,这种不均衡就加重,致使落后电池失效,从而引起整组蓄电池的容量过早丧失。

  5)无人值守站点的维护工作缺乏良好的管理监测手段

  对于许多无人值守的站点,由于没有网络管理监测的手段,对于蓄电池的维护更加薄弱,特别是对于蓄电池的运行情况以及性能状况,不能清楚的了解。大量的维护与管理工作由人工进行,同时数据的整理与分析需要维护人员有较强的专业知识。

  6)蓄电池终止寿命无法提前判断以及蓄电池的更换缺乏科学的依据

  我们对于蓄电池的寿命终止,希望能够提前作出判断,为蓄电池的更换赢得时间。但目前对于蓄电池寿命的终止,没有一个可靠的手段,仅仅根据多年的经验来进行。所以在实际中,往往是蓄电池放电的容量低于最低要求后,才在放电中发现蓄电池的寿命终止。

关键字:影响  性能

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0501/article_7968.html
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