蓄电池维护保养课件

1、 阀控试铅酸蓄电池相关知识 及维护保养 国瀚文2015年1月主要内容o 供电车间蓄电池概况o 阀控式铅酸蓄电池的定义、原理、结构o 阀控式铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o 阀控式铅酸蓄电池常见问题o 阀控式铅酸蓄电池的巡检内容o 阀控式铅酸蓄电池的日常维护保养o 蓄电池放电注意事项供电车间蓄电池概况o 供电车间现共有蓄电池74组，共1822节。全部为密封式免维护阀控铅酸蓄电池。目前有单节2V、12V两个电压等级。电池品牌有：美国海志、美国EXIDE、德国松树、哈尔滨光宇。o 电池容量有18Ah、33Ah、44Ah、55Ah、65Ah、70Ah、100Ah、110Ah、160Ah、200Ah、

2、230Ah、300Ah。阀控式铅酸蓄电池的定义 阀控式铅酸蓄电池的英文名称为Valve Regulated Lead Battery(简称VRLA电池)，其基本特点是使用期间不用加酸加水维护，电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀(也叫安全阀)，该阀的作用是 当电池内部气体量超过一定值 (通常用气压值表示)，即当电 池内部气压升高到一定值时， 排气阀自动打开，排出气体， 然后自动关阀，防止空气进入 电池内部。阀控式铅酸蓄电池的基本原理o阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理。阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时将化学能转化为电

3、能供给外系统。o电化学反应式如下：免维护铅酸蓄电池为什么还需要每月进行维护保养？p免维护只是指使用期间不用加酸加水维护。仍需要其他项目的日常维护保养。p从上面反应式可看出，充电过程中存在水分解反应，当正极充电到70时，开始析出氧气，负极充电到90时开始析出氢气，由于氢氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合，电池就会失水干涸。p对于早期的传统式铅酸蓄电池，由于氢氧气的析出及从电池内部逸出，不能进行气体的再复合，是需经常加酸加水维护的重要原因。p阀控式铅酸蓄电池能在电池内部对氧气再复合利用，同时抑制氢气的析出，克服了传统式铅酸蓄电池的主要缺点。阀控式铅酸蓄电池的分类 阀控式铅酸蓄电池分为AGM

4、（贫液）和GEL（胶体）电池两种nAGM采用吸附式玻璃纤维棉(Absorbed Glass Mat)作隔板，电解液吸附在隔板中，贫电液设计，电池内无流动的电解液,电池可以立放工作，也可以卧放工作。n胶体（GEL）SiO2 作凝固剂，电解液吸附在极板和胶体内，一般立放工作。胶体电池胶体电池 AGM电池电池海志阀控式铅酸蓄电池的内部结构（AGM）海志阀控式铅酸蓄电池的内部结构（AGM）p正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2）p负极板上的活性物质是海绵状的纯铅（Pb）p隔板是由超细玻璃纤维制成，能充当海绵一样的吸酸能力，完全吸附电解液（H2SO4），使电解液在电池内不具有流动性海志阀控式铅酸蓄电池

5、的内部结构（AGM）p自动开关的安全阀： 安全阀一般由阀体、橡胶阀和防爆滤酸片组成，防爆滤酸片的作用有两个：一是当电源外部有明火或火星时，不会引爆蓄电池内部;二是橡胶阀开启，气体排出时，酸雾水雾在防爆滤酸片上会凝结为液滴，不会排到电池外部。蓄电池在内部压力下工作，以促进氧气的再化合；蓄电池内部压力增加到一定程度时，安全阀自动打开排气；而当气压将低到规定限度以下时，安全阀自动关闭。 海志阀控式铅酸蓄电池的内部结构（AGM）p 较坚硬的外壳：由于阀控蓄电池的外壳要承受一定的内部压力，故外壳采用高强度耐压防爆的材料制成，使得外壳更加坚固耐用。各电压等级的铅酸蓄电池都是由各电压等级的铅酸蓄电池都是由2

6、V单体电池组成的？单体电池组成的？蓄电池在放电过程中的化学反应PbO2 2H2SO4 Pb PbSO42H2OPbSO4（正极）（硫酸）（负极） （正极） （水） （负极）放电是氧化过程，充电是还原过程基于上述化学反应，可得到两个电极的电位之差，即正负极间电动势： E=+0-0+RT/F*In(H2SO4/H2O)。其中：E电动势+0正极标准电极电位，其值为1.690 -0负极标准电极电位，其值为-0.356R通用气体常数，其值为8.314T温度，与电池所处温度有关F法拉第常数，其值为96500H2SO4硫酸的活度，与硫酸浓度有关H2O水的活度，与硫酸浓度有关从上式中可看出，铅酸蓄电池的标准电

7、动势为1.690-（-0.0.356）=2.046V，因此蓄电池的标称电压为2V。放电充电o 结论：单节铅酸电池的电压是由于铅材料本身的化学性质所决定的。o 同样原理 单节镍镉充电池电压为1.2V单节镍氢充电池电压为1.2V单节聚合物锂电池电压为3.7V单节磷酸铁锂充电池3.2V 各种电压等级的铅酸蓄电池都是由各种电压等级的铅酸蓄电池都是由2V单体电池构成的单体电池构成的各种电压等级的铅酸蓄电池都是由各种电压等级的铅酸蓄电池都是由2V单体电池构成单体电池构成的的阀控式铅酸蓄电池的内部结构o 单节12V的阀控式铅酸蓄电池蓄电池的命名方法、型号组成及其代表意义蓄电池的命名方法、型号组成及其代表意义

8、代号代号汉字汉字全称全称G固固固定型固定型F阀阀阀控式阀控式M密密密封密封J胶胶胶体胶体D动动动力型动力型N内内内燃机车用内燃机车用T铁铁铁路客车用铁路客车用D电电电力机车用电力机车用6 G F M 65固固定定型型阀阀控控式式密密 封封65A.h六个六个单体单体12V6 G F M J 100固固定定型型阀阀控控式式密密 封封100A.h六个六个单体单体12V胶胶体体阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o 浮充电浮充电：正常运行时，充电装置承担经常负荷电流，同时向蓄电池组补充电，以补充蓄电池的自放电自放电，使蓄电池处于备用状态。单体阀控式密封铅酸蓄电池的浮充电压通常取2.25V（25）

9、。浮充电流一般为13mA/Ah。o 自放电自放电：蓄电池在无使用情况下，电量自动减少或消失现象称为自放电。自放电的主要原因是由于极板含有杂质，形成局部的小电池，而小电池的两极又形成短路回路，引起蓄电池自放电。另外，由于蓄电池电解液上下的密度不同，致使极板上下的电动势不均等，这也会引起蓄电池的自放电。 阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o 均衡充电：为补偿蓄电池在使用过程中产生的不均匀现象，使其恢复到规定的范围内而进行的充电，称为均衡充电。单体阀控式密封铅酸蓄电池的均衡充电电压通常取2.35V（25）。均衡充电电流不大于11.25I10 A。（2

10、.35*6=14.1V）o 恒流充电：蓄电池的充电电流在充电电压范围内，维持在恒定值的充电。o 恒流限压充电：先以恒流方式进行充电，当蓄电池组电压上升到限压值时，充电装置自动转换为恒压方式充电，直至充电完毕。20 蓄电池组浮充电压温度补偿 p 在浮充状态下，为了保证电池既不欠充，又不过充，除了正确设置浮充电压外，还必须根据蓄电池组工作的环境温度适当调整浮充电压。 以25 为基准温度，温度变化 1 ，单体浮充电压调整 3 3mVmV 。阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技

11、术指标24 蓄电池开路电压蓄电池开路电压：蓄电池外电路断开时，其正、负极：蓄电池外电路断开时，其正、负极间的电位差，称蓄电池的开路电压。间的电位差，称蓄电池的开路电压。 阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标p 蓄电池端电压蓄电池端电压：蓄电池外电路闭合时，其正、：蓄电池外电路闭合时，其正、负极间的电位差，称蓄电池的端电压。负极间的电位差，称蓄电池的端电压。p 均充后，在放电过程中每只电池端电压之间的最大差值应0.1V。 放出容量30后，端电压不低于1.92V； 放出容量40后，端电压不低于1.9V。阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o 蓄

12、电池容量符号: C=If *t (Ah) 式中 C蓄电池组容量，Ah； If恒定放电电流，A； t放电时间，h。 C55h率额定容量，Ah； C1010h率额定容量，Ah。o 放电电流符号 I55h率放电电流，数值C5/5，A； I1010h率放电电流，数值C10/10，A。阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o放电率：放电率是以规定的放电电流、时间放出规定的容量而又不低于所规定的电压。对于同一种蓄电池可以用不同的放电率表示其容量，例如10h率、 5h率、 1h率等。o放电率电流和容量 在25的环境下，蓄电池的容量为： 10h率放电容量为C10 3h放电容量为C3， C3=0.75C10

13、 1h放电容量为C1， C1=0.55C10 放电电流为： 10h放电电流为I10，数值0.1C10A 3h放电电流为I3，数值为2.5 I10 1h放电电流为I1，数值为5.5I10I10=16410=16.4AI3=1253=41.7AI3I10=41.716.4=2.54为什么大电流放电会导致放电容量变小？o 放电电流对铅酸蓄电池电力容量的影响o 放电电流小，可得到较大的容量；放电电流大，可得到较小的容量。原因是由于铅酸蓄电池放电电流大，极板表层与周围的硫酸迅速作用，生成颗粒较大的硫酸铅，而极板附近的硫酸浓度也变小，电解液的内阻增大，颗粒较大的硫酸铅又阻碍硫酸进入极板内层与活性物质起电化

14、作用，所以电压下降很快，放出的容量就小。反之放电电流小，可以获得较大的放出容量，其原因是电解液可以从容的渗透，电化学作用可以深入到极板内层。阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o 终止电压终止电压电池放电时电压下降到不宜再放电时电池放电时电压下降到不宜再放电时(至少能再反至少能再反复充电使用复充电使用)的最低工作电压。的最低工作电压。一般的终止电压为一般的终止电压为1.80V单体。单体。o 放电深度（放电深度（DOD）指蓄电池放出的容量占该电池额定容量的比值。指蓄电池放出的容量占该电池额定容量的比值。17%25%浅循环浅循环 30%50%中等循环中等循环 60%80%深循环深循环阀控式密

15、封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o 核对性放电：在正常运行中的蓄电池组，为了检验其实际容量，将蓄电池组脱离运行，以规定的放电电流进行恒流放电，只要其中一个单体蓄电池放到了规定的终止电压，应停止放电。 阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标I20=18.420=0.92A核对性放电核对性放电I10=15.910=1.59A以1.59A的电流放电10小时，实际放电容量为15.9Ah活化性放电活化性放电 I6=14.76=2.45A以2.45A的电流放电3小时，实际放电容量为7.35Ah南罐区南罐区UPS蓄电池蓄电池p循环寿命循环寿命蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环蓄电池经历一次充电和放

16、电，称为一次循环(一个周期一个周期)。在一定放电条件下，电池使用至某一容量规定值之前，电池所能承受在一定放电条件下，电池使用至某一容量规定值之前，电池所能承受的循环次数，称为循环寿命。的循环次数，称为循环寿命。 阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o 蓄电池的内阻 阀控式密封铅酸蓄电池的内阻由欧姆内阻欧姆内阻和极化内阻极化内阻组成。 欧姆内阻欧姆内阻:包括蓄电池的内部的电极、隔膜、电解液、连接条和极柱等全部零部件的电阻。 极化电阻极化电阻：由化学反应离子变化引起的，只要有电子化学反应在进行，反应离子的浓度就总是在变化着的，因而它的数值处于变化状态

17、，测量方法不同或测量持续时间不同，其测得的结果也会不同。18Ah阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o落后电池的危害： o 蓄电池组供电能力不足时，一般都是蓄电池组中的落后单节造成的，如果不能查找失效单节，就会整组报废电池。落后电池的电压和电解液比重在放电时降低很快，而充电时则上开很慢。往往因有一、二个落后电池而影响全组电池放电。 o造成落后电池的原因不外以下几种: A.充电不足或长期以小电流放电而尚未发现； B.蓄电池内部有短路现象而未及时发现和处理； C. 极板硫酸化。阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o 蓄电池室的技术要求蓄电池室的技术要求 阀控式密封蓄电池宜放置在有空调的

18、机房（房间有定期通风装置），机房温度不宜超过30，可不专设电池室。以下关于电池室的要求针对防酸隔爆铅酸蓄电池室而提出的。1）室内通风良好，具有通风换气通风换气装置。2） 室内应有足够的照明。照明应采用密封防爆灯具应采用密封防爆灯具，开关设在室外。室内地面、墙壁、天花板、门窗、通风设备等均应做防酸处理。 3）临街窗户应有安全保护设施。4）室内应有上、下水设施和贮酸间。5）电池的室内温度保持在535。6）电池应避免受到阳光直射。阀控式密封铅酸蓄电池主要名词术语和技术指标o 关于 通风换气通风换气 。对于 VRLA电池，IEEE 484标准“VRLA电池用于固定用途时的设计及安装”中这样表述：“电池

19、区域应该通风换气，防止氢气聚集以及维持设计的操作温度。换气条件必须使得氢气含量小于2%（体积百分比）”。虽然VRLA电池有95%以上的气体复合效率，但在设计蓄电池室时，还是应该考虑通风换气要求。阀控式铅酸蓄电池常见问题o 1.环境温度过高 环境温度过高时，蓄电池由于增加了内部的水分损耗，使极板的腐蚀加剧，缩短了蓄电池寿命。 若蓄电池长期运行在超过标准温度下，则温度升高10蓄电池的寿命约降低一半。 最佳的环境温度是控制到25 ，在25 时，蓄电池的放电容量和使用寿命能达到最佳。阀控式铅酸蓄电池常见问题o 2 、过量放电 当蓄电池过量放电时，由于内部产生过量的硫酸铅，使极板物质体积增大，引起极板弯

20、曲、膨胀，严重时还将导致蓄电池槽胀裂。阀控式铅酸蓄电池常见问题o 3 、浮充电压设置过低o 当浮充电压设置过低时，蓄 电池由于长期处于欠充电状态，使极板深处的活性物质无法参与化学反应，继而在活性物质与隔板膜之间形成高电阻层，加大了蓄电池内阻，造成蓄电池的容量下降。阀控式铅酸蓄电池常见问题o 4 、浮充电压设置过高o 当浮充电压设置过高时，蓄电池由于长期处于过充电状态，使内部产生的气体量增加，同时因为安全阀经常处于开阀状态，从而引发蓄电池严重失水，电解液浓度增大，蓄电池内部腐蚀加快、容量失效等一系列后果。 单体2.25V 单节12V的蓄电池浮充电压是2.25*6=13.5V 13.5*18=24

21、3V46 p 5、电池壳体、极柱上爬酸、漏液。 原因：密封不良、温度过高、充电电压电流过大，过充，质量问题等。 阀控式铅酸蓄电池常见问题47 p 6、部分单体电池在充电、放电过程中温度过高。 原因：环境温度过高，负极板氧化，极板硫酸化，充电电流过大，过充，电池内部局部短路，电池入柜摆放通风不良。 阀控式铅酸蓄电池常见问题48 p 7、安全阀经常开启。 安全阀通常在1049Kpa才开启，在110Kpa时关闭，安全阀在浮充、放电过程中经常开启，表明内部释气严重。 原因：浮充电压过高，环境温度过高，电池内部局部短路，充电电流过大，过充，安全阀故障等原因都会引起安全阀经常开启。 阀控式铅酸蓄电池常见问题49 p 8、电池壳鼓胀。 电池壳鼓胀会引起极板变形，正、