判别阀控式密封铅酸蓄电池一致性性能的试验研究

1、摘 要：当前，电力系统直流电源蓄电池普遍采用了阀控式密封铅酸蓄电池。对大量新投产的阀控式密 封铅酸蓄电池的内阻、电导与电压等参数进行了测最，及对使用多年的电池的容最与内阻和电导等参数的 关系进行了试验研究，从中获得了儿点判别阀控式密封铅酸蓄电池性能的结论。关键词：阀控式密封铅酸蓄电池;性能;内阻;电导；0引言随廿电网设备的不断发展，h前，电力系统直流电源设备中的蓄电池普遍采用了阀控式密封铅酸蓄电 池。众所周知，其优点是维护工作量小、占地少、淸洁、环保;缺点是电池内部情况不可见、充电电压及环 境温度耍求高、无法测彊电解液比重等。如何冇效判别阀控式密封铅酸蒂电池的性能，使其更安全、可靠 地应用于日

2、常运行维护工作，是直流电源系统专业技术人员迫切需要了解和掌握的问题。针对阀控式密封铅酸蓄电池组在投产时与使用多年后两个重要环节，技术人员开展了相应的试验研究 工作，从中发现阀控式密封铅酸蓄电池一些性能参数的特点，对阀控式铅酸蓄电池实际生产应用具有一定 的指导意义。1新投产阀控式密封铅酸蓄电池电压与内阻或电导特性相关性试验对于新投产的阀控式密封铅酸蓄电池组，国家电网直流电源系统冇关规程规定，除了通过核对性容量 试验进行验收外，对电池组各单体电池的电圧一致性也提岀要求，即各电池z间的开路电圧差应不大于 20mvo但从阀控式密封铅酸蓄电池的构成原理分析，正确测量电池的内阻或电导等参数更能客观地反映电

3、 池的性能。因此，进行了新投产阀控式密封铅酸蓄电池电压与内阻或电导特性相关性试验。1.1试验内容：选取浙江屯网使用量较大的两家蒂屯池供应商的两种常见容彊(300ah及500ah)阀控式 密封铅酸蓄电池产品，通过采集各单位同型号同一批次的新单体电池各2000个，分别测试它们的开路电压 及电导和内阻，根据测试结果分析阀控式密封铅酸蓄电池的新电池电圧与其内阻和电导z间的关系。1.2试验方法和试验仪器：电池充满电下线后静置13天，用万用表测试电池开路电压，再用电导仪测量电池电导，用内阻仪测 吊:电池内阻。内阻值由美国阿尔伯科技冇限公司(albercorp)clc-200蓄电池智能内阻测试仪测得。电导值

4、分别由美国midtronics公司的cta-4000型电池分析仪或celltron型蓄电池性能综合测试仪测 得。1.3试验结果131浙江某电池公司产品所测电压与电导、内阻数据绘制的关系图如图仆图4：gfxi -300电导与幵路电压关茅480460§ 440420400gfxi-300内阻与幵路电压关呆2. 1002. 1052. 1102. 1152. 1202. 125幵路电巫图2： gfm-300电池开路电压与电导数据关系图290340335330325320315310305300295gfm500 k晅与？f足各电压系2. 1302. 1402. 1502. 1202. 1g

5、o图3： gfm-500电池开路电压与内阻数据关系图3300390038003700360035003400电导与开路电圧关奈2750270026502 600255025002 4502 400235023002. 1002. 1052. 1102. 1152. 1202. 125图仁gfm-300电池开路电压与内阻数据关系图2. 1202. 1302. 1402. 1502. 160幵路电压gfmd-500e 与 gfmd-sootfs e h 聘赶点匡2. 1&0gf md-500f » 宅三gfmd-300 3 与 gf1cd-300开產岂三 笑叢点更s30gfmd-

6、 300=量宅三图4： gfm-500电池开路电压与电导数据关系图1.3.1.1 小结1）所测gfm-300型电池的开路电压最大最小差值在0.017v之间，差值在平均值±5mv以内占电池总数 的94.55%o所测gfm-500型电池的开路电压最大最小差值在0.032v之间，差值在平均值±5mv以内占电 池总数的53.7%,在平均值±10mv以内占电池总数的93.1%。2）所测gfm-300型电池的内阻平均值为434.9口1,在平均值±5%以内的电池占总数的95.1 %;电导平均 值为2532s,在平均值±5%以内的电池占总数的95.3%。所测g

7、fm-500型电池的内阻平均值为310旧，在 平均值±5%以内的屯池占总数的98.25%;电导平均值为3676s,在平均值±5%以内的电池占总数的84.8%。1.3.2山东某电池公司产品所测电压与电导、内阻数据绘制关系图如图5图8：3400 3300 3： 00 3000 -2?00 2300 -2*00 图5： gfmd-300电池开路电压与屯导关系图图6： gfmd-300电池开路电压为内阻关系图gfmd-500 与 "ifd-500汗至岂三 兰罢左蔓s-图7： gfmd-500电池开路电压耳电导关系图gfmd-500内現 与gfkd-500开奋宜昼 討赶点墓

8、gfmd- £=量宅三图& gfmd-500电池开路电压与内阻关系图1.321小结1）所测gfmd-300型电池的开路电压故大故小差值在0.019vz间，差值在平均值±5mv以内的占电池 总数的83.6%。所测gfmd-500型电池的开路电压最大最小差值在0.021 v之间，差值在平均值±5mv以内 占电池总数的88.75%o2）所测gfmd-300型电池的内阻平均值为479旧，在平均值±5%以内的电池占总数的96.75%;电导平 均值为3079s,在平均值±5%以内的电池占总数的67.9%o所测gfmd-500型电池的内阻平均值为31

9、8旧, 在平均值±5%以内的电池占总数的98.35%;电导平均值为3704s,在平均值±5%以内的电池占总数的99%。2新与旧阀控式铅酸电池的内阻或电导值的变化特性阀控式铅酸电池内部存在金属和电化学路径，电化学路径屮存在问题（涂膏、电解质或隔膜冇问题）会影 响电池的容最，但电池内部涂背和电解质等的电阻只占全部内阻值的很小部分，电池容最与电池内阻或电 导是否存在密切关系，对于运行人员及时有效地判别电池的性能具有重要意义。21试验方案选取新安装的阀控式铅酸电池及使用多年容最不足的两组阀控式铅酸电池，分别测最电池的浮充电压 及电导值、内阻值，分析新1口电池电导或内阻值波动性。选取

10、山东某电源公司03年7月份生产的gfmd-300 型已经运行但容量不足的电池共60只，与08年3月份生产的新电池进行比对试验;选取浙江某电源冇限公司 02年6月和9月份生产的3-gfm-100型已经运行但容量不足的电池70只，与07年2月份生产的电池进行比对 试验。22试验结果1）新电池的屯导、内阻值均衡性比较好，维持在平均值的±10%范围之内;而旧屯池的电导、内阻值波 动范围比较大，电导波动范围在平均值±40%左右，内阻波动范围在平均值±25%左右。可参见图9。gfmd-300;?充汝态下电导及内沮的关系30002500 备 2000 1500 5 1000 _

11、 5001400120010008006004002001 4 7 1013161922252831343740434649525558-9rgbd300 浮充电导iegbd300 浮充电导rgbd300浮 充内阻旧 gfmdbocm 充内阻图9：新、旧电池的电导与内阻值波动图3阀控式铅酸电池放电时剩余容量与电导、内阻关系选取新ii两组阀控式铅酸电池，分别测量两组电池的电导和内阻值，并进行十小吋率容量试验，分析 电导或内阻与电池剩余容量的对应关系。3.1试验结果gfmd-300内阻与剩余容量关系图10：电池的内阻与放电容量关系图从试验结果看，阀控式铅酸电池电导及内阻与电池剩余容最间不存在明确的线性关系。电池剩余容最 与内阻、电导关系可参见图12图13。gfmd-3 00电导与剩余容亘关系图11:电池的电导与放电容量关系图4结论1）为保证新电池投产后的工作性能具有更好的一致性，整组电池中任意单体电池的开路电圧应在平均 ffi±10mv以内;同吋建议测量整组电池的内阻（或电导）值，单体电池