蓄电池基础知识讲座2009.ppt

1、0,2009年4月,蓄电池基础知识讲座,1,提要,铅酸电池构件组成及功能 铅酸电池工作原理 电池基本概念 放电特性 充电特性 使用温度条件 VRLA电池的寿命 瑞达工厂介绍,2,结构图,GEL battery,AGM battery,3,结构组成,正极板和负极板正极板和负极板都是由铅钙合金格子体和活性物质组成。 隔板隔板由玻璃纤维組成，主要是吸附电解液，隔开正极板和负极板。 安全阀当电池由于过充电或者被滥用的情況下，电池內部的气压增加，当压力超过安全阀设定的压力的时候，安全阀会打开泄放压力。当內部压力恢复正常的时候，安全阀关闭，防止外面的气体进入电池內部。 电槽和中盖电槽和中盖一般由ABS 或

2、者PP 材料组成，具有很高的強度和耐酸性。电槽和中盖被密封起来，防止电解液和气体泄露。 电解液主要由稀硫酸組成，电池中电化学反应和离子的传导媒介。,4,电池是如何生产出来的,Pure lead ingot（纯铅）,Lead alloy ingot（合金）,Lead alloy ingot（合金）,5,电池是如何生产出来的,Lead block（铅块）,6,电池是如何生产出来的,Lead oxide equipment（铅粉机）,7,电池是如何生产出来的,Negative lead oxide（负极铅粉）,Positive lead oxide（正极铅粉）,8,电池是如何生产出来的,Carbon

3、 powder（炭黑）,Lignin（木素）,Barium sulphate（硫酸钡）,Cut fiber（短纤维）,Red lead（红丹）,Lead oxide powder（铅粉）,9,电池是如何生产出来的,Mixer equipment（合膏机）,10,电池是如何生产出来的,Negative paste（负极铅膏）,Positive paste（正极铅膏）,11,电池是如何生产出来的,Grid casting equipment（铸板机）,12,电池是如何生产出来的,Positive grid（正板栅）,Negative grid（负板栅）,13,电池是如何生产出来的,Paste eq

4、uipment（涂板机）,14,电池是如何生产出来的,Positive unformed plate正极板（生板）,Negative unformed plate负极板（生板）,15,电池是如何生产出来的,Positive formed plate正极板（熟板）,Negative formed plate负极板（熟板）,16,电池是如何生产出来的,17,电池是如何生产出来的,Positive plate正板板,Negative plate正板板,Absorb glass mat separator（AGM隔板）,18,电池是如何生产出来的,Lead alloy equipment（合金铸造设备

5、）,19,电池是如何生产出来的,Welding lead bar（铅条）,Lead components（铅零件）,20,电池是如何生产出来的,Plate group极群组,Plate group Welding极群组焊接,21,电池是如何生产出来的,Cell after assembling（极群组）,Container（电槽）,Inserting（插入）,22,电池是如何生产出来的,Soldering tin（焊锡丝）,Main resin（环氧主剂）,Hardener resin（固化剂）,Red and black resin （红黑环氧）,Silicon oil （硅油）,Sulfu

6、ric acid（硫酸）,Tab terminal（端子）,Middle cover（中盖）,O-ring（O形圈）,Safety Valve （安全阀）,23,电池是如何生产出来的,Cell installation（极组入槽）,Intercell welding（极组焊接）,Middle cover installation（封盖）,Terminal welding（焊端子）,Terminal sealing (端子密封）,Safe valve installation（盖安全阀）,24,VRLA电池的工作及密闭原理,Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 铅 二

7、氧化铅 硫酸 硫酸铅 水 （负极） （正极） （电解液）,discharge,charge,25,基本概念-额定电压、额定容量,3.1、额定电压： 指电池正负极材料因化学反应而造成的电位差，由此产生的电压值。 不同的电池由于正负极材料不同，产生的电压也不一样。,3.2、额定容量： 由厂家指明，即完全充电的电池单体或由电池单体组成的电池 组，根据某一电池标准在特定条件下可以释放的电量，一般用Ah或mAh符号来表示。 RT系列（0.8AH28AH)用20小时率来定义，定义的方法是用0.05CA定电流放电至电池的终止电压在1.75V/单格，电池的放电时间要大于20小时。如RT1270的额定容量：70

8、.05C.A 0.35A定电流放电到终止电压10.5V。,注：铅酸电池单格额定电压为 2V，即电池额定电压为 2n(n为单格数）。,26,基本概念-额定容量,3.2、额定容量： RA系列（33AH260AH）、RL系列（2V200AH2V3000AH）用10小时率来定义，定义的方法是用0.1CA定电流放电至电池的终止电压在1.8V/单格，电池的放电时间要大于10小时。例如：RA12-100的额定容量：1000.1CA 10A定电流放电到终止电压10.8V。 HR系列通常采用15分钟率做定义，定义的方法是 4 容量系数 单格数量电池的15分钟放电功率，电池用这个放电功率放电到终止止电压为1.67

9、V/单格时，放电时间大于15 分钟。例如：RT1270H的15分钟率容量： 476168W定功率放电到终止电压10.02V。 EV系列通常采用2小时率做定义，定义的方法是 0.5CA定电流放电至电池的终止电压在1.75V/单格，电池的放电时间要大于2小时。例如：RT12120EV的额定容量： 120.5CA 6A定电流放电到终止电压10.5V。 、,27,基本概念-开路电压,3.3、开路电压（open circuit voltage）： 指电池在无负载的情况下，电池正负极之间的电压。 （ 经验公式：单格开路电压=电解液密度+0.85） Open circuit voltage (OCV) vs

10、. residual capacity,28,放电特性（一）,不同放电率下的放电特性： 电池容量随放电电流而变。放电电流越大则放电时间越短路，放电容量也越少。,29,放电特性（二）,放电的终止电压 放电的终止电压决定于电池的放电电流，放电的电流越大，放电的终止电压可以规定越低，相反，放电的电流越小，规定的终止电压越高。这是因为在高率放电的情況下，內阻迅速增大，同時电压迅速降低。在低率的放电条件下，內阻迅速增大，但是电压下降的幅度較小。 电池在放电的時候，电池的终止电压最好不要低于规定的终止电压，否则会引起电池过放电。电池如果被过放电，会导致电池的部分容量损失，即使用正确的方法給电池充电。 电池

11、在不同放电率下的终止电压规定如下表,30,放电特性（三）,温度跟放电容量的关系温度对电池的放电容量有很大的影响，电池的放电容量跟环境温度成正比，温度越高，电池的放电容量越大，相反，温度越低电池的放电容量越少。下面的图表是电池在不同环境温度下，不同放电功率下的放电容量比率。电池尽量避免在环境温度低于-20和环境温度高于60的条件下使用。环境温度低于-20，会导致电池的放出的容量大大減少，温度高于60会导致电池变形。,31,放电特性（三）,32,放电特性（四）,电池的自放电 电池在存放当中会产生內部自放电，导致电池的容量损失。电池在环境温度是20-25的条件下，每个月的自放电量大約是3。自放电量跟

12、环境温度成正比关系，环境温度越高，电池的自放电率就越大，反之也然。下面的图表显示电池的自放电率跟环境温度的关系。,33,放电特性（四）,电池的自放电寿命,电池在放置很长时间后，电池的负极板会由于自放电产生硫酸铅，这种現象被称为硫酸盐化。电池中的硫酸铅是一种绝缘体，它会影响池的充电接受性。如果电池进行长时间放电而沒有补充电，电池会生成大颗粒的致密硫酸铅，這些硫酸铅很难被转化变成活性物质，导致电池的容量会低下，严重地影响电池的寿命。 表格显示电池的自放电寿命跟环境温度关系,34,充电特性（一）,定电压限流充电特性曲线（下图）,35,充电特性（一）,2.定电流充电 定电流充电方法不经常用在VRLA电

13、池的充电，这种充电方法一般用于串联电池组的均衡充电使用。如果采用定电流的充电，需要掌握好充电的时间（充电量），如果充电時間沒有掌握好，会导致电池充电不足或者过充电。电池的充电量一般是前一次放电量的110-120之间。下面曲线是典型的定电流充电曲线。,36,充电特性（二）,温度补偿 当电池周围的环境温度升高的時候，充电的电池电压必须降低，以防止电池过充电。当电池周围的环境温度降低的时候，充电的电池电压要升高，以防止电池充电不足。对于温度的补偿系数，如果是备用/浮充使用，温度补偿系数是 -3mv/C/cell (for standby use)如果是循环使用，温度补偿系数是 -4mv/C/cell

14、 (for cycle use).温度补偿的基准点是 20C/68F. 下图是温度与充电电压的关系,37,VRLA电池的使用温度条件,VRLA电池的温度使用范围如下表： 在充电条件下，适合的温度条件是0 - 50，太低会导致电池充电时间过长或充电不足，太高会导致电池过充电，变形，漏酸，影响电池的寿命。 在放电条件下，适合的温度范围是: -20 - 60 ,温度太低，由于电解液扩散缓慢，会导致电池的容量減少，太高会导致电池自放电加快，影响电池容量，同時也会导致电池外壳变形，活性物质退化等。,38,VRLA电池的寿命,电池的寿命可以分为浮充寿命和循环寿命 循环使用 放电深度跟电池寿命的关系 电池的放电深度跟寿命有很大的关系，放电深度越深电池的寿命越短，放电深度越浅，电