煤矿用特殊型铅酸蓄电池使用维护指导手册

1、煤矿用特殊型铅酸蓄电池使用维护手册1 概述1.1应用范围煤矿用特殊型铅酸蓄电池（以下简称电池）根据中华人民共和国煤炭行业标准MT658-2011煤矿用特殊型铅酸蓄电池研制生产，是供作煤矿电力牵引车辆和与煤矿同级别条件下的其它场所物料搬运设备用防爆电源装置中的直流电源。电池组、电源箱、连接导线（或连接条）及矿用隔爆型连接装置组成煤矿铅酸蓄电池防爆特殊型电源装置，防爆型式为“ ExiS大于：。海拔高度不超过1200m。环境温度不超过（-20 +40 ）C。周围介质中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃。相对于车辆的垂向、横向和纵向具有频率f为（150） Hz的正弦振动，其振幅 A不2a）当f为

2、（110）Hz时，A=25/f单位为毫米（mm）;2b）当 f 为（1050）Hz 时，A=250/f 单位为毫米（mm）。21.1.6 相对于车辆的纵向，具有加速度不大于30m/s的冲击。1.1.7 执行标准：MT658-2011煤矿用特殊型铅酸蓄电池。1.2 型号及含义矿用特殊型（特殊使用环境代号）额定容量（5小时率）蓄电池车用（蓄电池类型代号）2 电池的结构及特点2.1电池主要由正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、特殊排气栓等 组成。电池槽与电池盖之间热熔密封。2.2电池的正极板设有耐酸绝缘护套，以提高电池的安全性和可靠性。2.3 电池为双极柱（即两个正极柱与两个负极柱）

3、结构，每个极柱都具有单独承受回路电 流的导电性能。2.4 单体电池组合成电池组时，采用焊接连接，以防止产生火花并减小接触电阻，保证其 安全使用及线路畅通。2.5为避免电池组短路，凡导电的裸露部位全部用绝缘护套盖严，以保证安全使用。2.6电池采用了特殊排气栓，从而大大提高了安全性改善了工作环境，降低了水的消耗。3 电池的主要性能3.1 电池在放电过程中的析氢量不大于0.5ml/Ah h。3.2电池槽具有足够的机械强度，能承受冲击能量不低于7.5J的冲击试验。3.3 电池的基本参数见表1。型号额定电压V额定容量Ah最大外形尺寸mm最大质量kg长宽高无液带液D330KT233013718145517

4、.724.8D385KT38513718145518.225.3D440KT44017518145521.430.7D560KT56014516058026.435.4D700KT70017515953632.142.7D850KT85020416058544.558D1210KT12102211607906085注：电池的高度不包括减震垫。3.4 电池放电开始的电解液初始温度为30 C时，其各小时率的容量见表2。表2型号5小时率3小时率1小时率0.5小时率完全充电时电解液密度3g/cm3（30 C）终止电压1.70V终止电压1.50V电流A容量Ah电流A容量Ah电流A容量Ah电流A容量AhD

5、330KT66330912731981983301651.290 .005D385KT773851073212312313851931.290 .005D440KT884401223662642644402201.290 .005D560KT1125601554653363365602801.290 .005D700KT1407001945824204207003501.290 .005D850KT1708502336995075078504251.290 .005D1210KT2421210339101772672612106051.290 .005注：1小时率、3小时率不作考核。若放电开始

6、的电解液初始温度不在30 C时，则其实际容量应按下式换算:= GC30 = 1+0.006（t-30）式中：C30-实际容量，单位为安时（Ah ）;Ct -初始温度为t C时的容量，单位为安时（Ah ）;t -初始温度，单位为摄氏度（C）；0.006-温度换算系数。上式仅适用于电解液的初始温度为（1540）C的范围。3.5 循环耐久能力：按GB/T 7403.1-2008牵引用铅酸蓄电池国家标准进行试验时，其循环耐久能力不低于 800次。3.6干态电池应贮存在干燥、清洁及通风良好的室内，环境温度为（540）C，自出厂之日起最长贮存时间为 2年。若超过2年，则其性能有相应降低。3.7 各小时率（

7、0.5小时率除外）放电电压特性曲线见图1。3.8 5小时率放电内电阻曲线见图2。电压Cv） II1JoIIIIII a-.|时间|图图1电阻(10 -6 I时间（h）图 2图24 电池的使用4.1使用前的准备电池在使用前应清除外表面灰尘及脏物，并逐只检查有无损坏，如有损坏者可视损坏情况进行修复或更换。经检查无误后，根据需要或充电电源的情况将单体电池组合成电池组。警告装卸电池或电池组用的升降设备，必须能够承受相应的重量。当电池或电池组升降时，确保所有人员不在电池下方。4.2 配制电解液根据表2中电池完全充电时的电解液密度，按表3规定配制电解液。电解液的技术要求应符合JB/T 10052-2010

8、铅酸蓄电池用电解液，硫酸的技术要求应符合HG/T 2692-2007蓄电池用硫酸，水的技术要求应符合 JB/T 10053-2010铅酸蓄电池用水。表3序号开始放电时电解液密度3g/cm3(30C)应配制的电解液密度3g/cm3(30 C)水与硫酸(密度为 1.835g/cm3)体积比质量比11.290 .0051.265 .0052.6:11.65:1警告请穿戴好护目镜，胶鞋、橡胶手套和橡胶工作裙，随时清洁和中和溢出的硫酸，以免因身体接触硫酸而造成烧伤。4.2.2 配制电解液时，应用清洁的耐酸及耐温的容器，先放入上述比例的水，再按比例将硫 酸徐徐加入水中，并用耐酸棒或净化的压缩空气随加随搅拌

9、，使其混合均匀。警告切勿将水倒入硫酸中，以免因液面温度突然升高沸腾导致硫酸飞溅伤人。4.2.3 配制好的电解液，经冷却到常温后，按表4对密度进行调整。表4温度C510152025303540密度g/cm31.2571.2541.2501.2461.2431.2391.2361.2321.2621.2591.2551.2511.2481.2441.2411.2371.2681.2641.2601.2571.2541.2491.2461.2431.2721.2691.2651.2611.2581.2541.2511.2471.2771.2741.2701.2671.2631.2591.2561.2

10、521.2831.2801.2761.2721.2691.2651.2621.258表4 （续）温度C510152025303540密度g/cm31.2871.2841.2801.2761.2731.2691.2661.2621.2881.2851.2811.2771.2741.2701.2671.2631.2931.2901.2861.2821.2791.2751.2711.2681.2991.2951.2911.2871.2841.2801.2761.2731.3041.3001.2961.2921.2891.2851.2811.2781.3091.3051.3011.2971.2941.

11、2901.2861.2831.3141.3101.3061.3021.2991.2951.2911.2884.3 电池的充电正常使用时，用户可根据情况采用恒流充电（推荐）及智能充电两种方式，但初充电应采用恒流充电。4.3.1 初充电4.3.1.1 取下特殊排气栓，将配制好且冷却到 30C以下的电解液注入电池内， 灌注后液面高 度距离注液口下沿（1015） mm。静置（34） h后，如电池温度低于 35C时即可对电池 进行初充电，若电池温度高于 35 C应设法降温，否则不能进行初充电。注意自电解液注入电池内至开始初充电，间隔时间不得超过12小时。4.3.1.2 用直流电压表逐只检查电池的极性，避

12、免造成反充电而损坏电池。4.3.1.3 必须用直流电源进行充电。其电源的正极与负极分别与电池组的正极与负极连接。充电时，所需电源的电压数值，应等于或大于被串联电池只数的3倍。警告要绝对保证电池极性连接正确，电池正极连接充电器正极，负极连接充电器负极。否则将损坏电池。4.3.1.4 经上述准备确认无误后，方可进行初充电。初充电电流参照表5规定。表5型号充电电流 A充电倍数初充电正常充电第一阶段第二阶段第一阶段第二阶段D330KT331743214.55D385KT392049244 4.5D440KT442256284 4.5D560KT562870354 4.5D700KT703588444

13、4.5D850KT8542108544 4.5D1210KT12060154774 4.5初充电分两个阶段进行：第一阶段：充电至电池的端电压普遍升到2.40V;第二阶段：充电至电解液剧烈冒升气泡，电压与电解液密度稳定（23） h不变，具体充电倍数参见表 5。注意在任何充电过程中，电解液的温度不得超过50C。若接近50C时，应设法降温或减小充电电流。若温度仍不下降，则应暂时停止充电，待温度下降后再继续充电。电解液密度与液面高度调整：若电池完全充电后电解液密度低于标准密度时，应取出一部分电解液， 注入预先配好的密度1.400g/cm3的硫酸溶液予以调整，并使液面高度符合规定；若电池完全充电后电解液

14、密度高于标准密度时，应取出一部分电解液，注入水（符合JB/T 10053-2010铅酸蓄电池用水）予以调整，并使液面高度符合规定。4.3.1.5 电解液的密度及液面调整后，应继续充电约1h,使电解液的密度均匀，初充电即告完成。擦净电池表面酸液，电池即可投入使用。警告电池必须在装入电源箱并按要求组装好电源装置后才能在井下使用。4.3.1.6 电池在任何充电中，都应戴好特殊排气栓以免酸雾逸出，腐蚀人与物；若因充电时 电解液温度过高，采取降温措施无效时，也可取下特殊排气栓进行充电。但电池在使用（放 电）时，必须戴好特殊排气栓，以保证其安全使用。警告凡是经初充电出厂的电池，用户在收到后务必检查并记录电

15、池电解液的密度及液面高 度。若有异常，及时反馈，请勿擅自使用，以免影响电池性能甚至损坏电池。4.3.2 正常充电正常充电”。5规定，充电量为上次放电量的1.2倍左1.5倍左右。经初充电正常使用的电池，再进行充电称为正常充电采用恒流充电，其充电电流参照表右。但新电池前5次的充电量，应为上次放电量的采用智能充电机进行正常充电时，新电池的前5次充电必须根据智能充电机使用说明启动均衡充电功能。4.3.3 补充充电4.3.3.1 下列情况下都应进行补充充电离电池出厂前的最后一次充电间隔时间超过25天（预计装车后时间超过要求时，补充充电需在贮存过程中进行）；充电后贮存中的电池每隔30天。4.3.3.2 补

16、充充电方法是用正常充电的第二阶段充电电流对电池进行充电，至电压及电解液密度稳定（23） h不变。4.3.4 均衡充电4.3.4.1 均衡充电的目的电池在使用中，由于充电不足、放电后未及时充电等原因，使活性物质得不到及时恢复，发生钝化现象，影响了电池的容量和寿命；对成组使用的电池，还存在电池间状况的差别， 长期使用会出现电池间的参数愈来愈不均衡的现象，降低了整组电池的性能。均衡充电可预防电池的硫酸盐化故障，减少电池组的不均衡性。针对以上情况，应视情况对电池进行均衡充电。若不及时进行均衡充电，将影响电池使用寿命等性能。如有下列情况之一，都应进行均衡充电。a）放电电压经常降至终止电压以下；b）放电电

17、流值经常过大；c）放电后未及时进行充电；d）电解液混入危害不大的杂质；e）连续三次充电不足或较长时间未使用；f）将极群组取出检查或清除沉淀物后；g）采用恒流充电正常使用的电池每隔两个月、采用智能充电正常使用的电池每隔一个月。4.343 均衡充电的方法恒流充电：先将电池进行正常充电，待充电完毕，静置1h,再用正常充电第二阶段的电流继续充电，直至产生剧烈气泡时，停充1h。如此反复数次，直至电压、电解液密度稳定，于间歇后再进行充电便立即产生剧烈气泡为止。智能充电：根据智能充电机使用说明启动均衡充电。4.3.5 充电测量记录要求充电前测量记录检查所有电池的电压、 电解液密度和温度；充电开始后测量记录检

18、查电 池的电压；充电过程中测量记录检查电池的电压间隔时间为4h；在均衡充电中，每只电池的电压、电解液密度及温度，都进行测量并记录，间隔时间为2h；充电结束时测量记录检查电池的电压、电解液密度和温度，并将电解液的密度及液面高度调整到符合规定。5 电池维护和保养5.1电池使用过程中，应避免以下情况的发生：a）充电不足：长期充电不足，将严重影响电池容量、使用寿命；b）过充电：过充电会造成电解液中水的大量电解，温度较高，从正极、负极加剧析出的 气体使电池正极、负极活性物质结构疏松，降低电池使用寿命；c）过放电：过放电后在正极、负极生成的硫酸铅层结构较致密，充电时活性物质难以恢 复；过放电严重时还可造成

19、个别电池的转极。5.2电池使用过程中，会有氢气析出，尤其在充电过程中和充电结束后的一段时间内析出 较多，因此，应及时对电池充电室通风，严格控制氢气含量，以保证安全。充电场所严禁烟 火。警告严禁在井下充电，必须在通风良好的充电室内才能对电池进行充电。5.3电池使用过程中，如果电解液温度过高，会加剧氢气的析出、降低活性物质与板栅的 结合强度、加大电解液对极板的腐蚀，严重影响电池使用寿命。警告使用过程中，电解液温度不得超过50C。否则将严重缩短电池使用寿命。8tH25.4 电池表面应保持清洁、干燥，应及时清理落在电池外表面、连接导线（或连接条）上 的灰尘及测量过程中滴在电池盖上的电解液，以确保电池绝

20、缘性能良好。5.5电池使用过程中，为保证特殊排气栓的透气性能，应保持其清洁。如有沾污，可将其 取下用清水进行浸泡，清洗干净，晾干后再投入使用。如特殊排气栓损坏，应及时更换。建 议定期对特殊排气栓进行清洗，以防止排气栓堵塞。5.6电池使用过程中，使用恒流充电的用户每隔两个月应对电池进行一次均衡充电，使用 智能充电机的用户每隔一个月应对电池进行一次均衡充电。5.7每周不得少于一次测量检查电池的电压、电解液密度及温度，为了全面了解电池组状 态，每月进行一次总检查、总测量。总检查的内容为：连接是否紧固、电解液液面、密度是 否正常、电压是否均衡等。特别是采用智能充电的电池，往往忽视了对电池的检查，造成个

21、 别存在问题的电池没有被及时发现，从而影响整组电池的性能。警告正常使用过程中，若电解液液面降低，只允许向电池内补加蒸馏水，禁止向电池内加任何其他物质，且补加蒸馏水只能在电池充电末期进行。5.8在检查及测量电池过程中，严禁踩压、碰撞电池盖、特殊排气栓等电池零部件，以防 受损。6 常见故障检修电池产生故障的原因很多，除制造质量和运输保管影响以外， 使用和维护不当也是主要 原因之一。发现故障应及时分析原因，并尽快采取有效措施进行排除。电池常见故障的特征、 发生的原因和检修的方法如下：6.1 电池内部短路6.1.1 主要特征内部短路的电池，充电时电压低，放电时容量低，电压下降很快。充电时，电压、电解液

22、密度上升缓慢，充电末期气泡微弱，甚至没有气泡发生；充放电过程中电解液温度高，上升快；自放电严重。6.1.2 故障原因造成电池短路的原因主要有：导电物体落入电池内，使正、负极间搭接形成短路；隔板破损，引起正、负极板间接触；极板产生铅绒，堆积在极群两侧或上部板耳处，使正、负极 板间搭桥形成短路；极板活性物质脱落过多、沉淀物触及到极板底部，使正、负极板间形成 短路等。6.1.3 处理方法对于短路的电池， 应首先检验有无导电物体落入电池内， 如果有， 则去除引起短路的导 电物。吊出极群，观察是否是铅绒或脱落物质过多形成的短路，如果是，应加以清除并更换 新的电解液。如隔板破损，应将极群分离开，仔细找出破

23、损的隔板，抽出换上新的隔板。6.2 极板不可逆硫酸盐化6.2.1 主要特征电池放电容量降低， 电解液密度低于规定的正常值； 在充电过程中， 其初期和终期的电 压较正常电池偏高；充电时过早地发生气泡，电解液温度上升的快，易超过50C ;放电时电压下降快，过早地降到终止电压。6.2.2 故障原因电池由于经常充电不足、 未能及时均衡充电， 经常过放电或小电流深放电， 长期处于半放电或放电状态中，电解液液面过低、极板上部露出液面等原因，使正、负极板上的部分硫 酸铅充电过程中难以转化为活性物质。6.2.3 处理方法对已产生极板硫酸盐化的电池， 程度轻微者可通过适当的过充电还原， 较重者可用小电 流充电法

24、，严重者用水疗法进行处理。为防止硫酸盐化的形成， 应按使用维护手册的要求操作， 并按时均衡充电， 可消除硫酸 盐化。7 电池维修7.1 更换电解液a）用钢锯将电池槽热熔处以下 20毫米处锯开，取出极群组；b）测量电解液密度，然后将其倒掉，用自来水将电池槽的沉淀物冲洗干净并擦干；c）将极群组装入电池槽，锯口处用电池槽同材料的塑料条材做焊条进行焊接；d）从注液口加入同密度的电解液至高出防护片；e）进行充电，调整电解液密度及液面。7.2 更换电池槽将原电池槽的电解液倒入新电池槽内，其它参照上述更换电解液的a）、c）、d）、e）。将极群组取出检修时， 极群组在空气中暴露的时间不宜过长， 以减轻负极板的氧化， 或者将其 放入水（水的技术要求应符合 JB/T 10053-2010 铅酸蓄电池用水 ）中存放。在电解液取样化验、更换电解液、更换电池槽、取出极群组检修及清除沉淀物时，都应在 5 小时率放电后进行。8 运输