汤浅蓄电池NP170-12

汤浅蓄电池NP170-12

蓄电池中的容量是什么意思？
　　蓄电池容量是指电池储存电量的数量，以符号C表示。　电池的容量可以分为额定容量（标称容量）、实际容量。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。　　　　　
　　（1）实际容量
　　实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为Ah。
　　（2）额定容量　　
　　额定容量是电池规定在在25℃环境温度下，以10小时率电流放电，应该放出较低限度的电量(Ah)。　　
　　a、额定容量。固定铅酸蓄电池规定在25℃环境下，以10小时率电流放电至终了电压所能达到的额定容量。10小时率额定容量用C10表示。10小时率的电流值为　　
　　其它小时率下容量表示方法为：
　　3小时率容量(Ah)用C3表示，在25℃环境温度下实测容量(Ah)是放电电流与放电时间(h)的乘积，阀控铅酸固定型电池C3和I3值应该为　
　　C3=0.75C10(Ah)
　　I3=2.5I10(h)
　　1小时定容量(Ah)用C1表示，实测C1和I1值应为
　　C1=0.55C10(Ah)
　　I1=5.5I10(h)　　
　　b、放电率。依据IEC标准，放电时间率有20，10，5，3，1，0.5小时率及分钟率，分别表示为：20Hr，10Hr，5Hr，3Hr，2Hr，1Hr，0.5Hr等。放电率是针对蓄电池放电电流大小，分为时间率和电流率。
　　放电时间率指在一定放电条件下，放电至放电终了电压的时间长短。
　　c、通常，为使电池安全运行，小于10Hr的小电流放电，终止电压取值稍高，大于10Hr的大电流放电，终止电压取值稍低。在通信电源系统中，蓄电池放电的终止电压，由通信设备对基础电压要求而定。放电终止电压。铅蓄电池以一定的放电率在25℃环境温度下放电至能再反复充电使用的较低电压称为放电终了电压。大多数固定型电池规定以10Hr放电时（25℃）终止电压为1.8V/只。终止电压值视放电速率和需要而夫定。
　　放电电流率是为了比较标称容量不同的蓄电池放电电流大小而设立的，通常以10小时率电流为标准，用I10表示，3小时率及1小时率放电电流则分别以I3、I1表示。
汤浅蓄电池常用的十个常识
对容量检测时发现的容量不足的汤浅蓄电池组应作如何处理？
       1) 应对整组电池做均充处理，即均充13-15小时。
       2) 或用单充机对该电池进行单独补充电。 
电池的充放电特性
       不同类别的电池，各有自己充电和放电特性曲线，但不管什么电池，都应符合下面规律：
       1. 充电——充电时电压是随时间的增长而增长。当达到一定值后，就不再增长，而电流随时间延长而降低；当达到较低**，也不再降低，电池得到的电量是增加的。
       2. 放电——放电时，至某时记得以后，随着时间的延长，电压逐渐下降，剩余容量也逐渐减少。
       3. 其他共性  那就是在放电电流大、速率高的情况下，相对来讲比放电电流小、速率低条件下的同种电池获得的容量要小。
汤浅蓄电池的储存有何要求？ 
       要求通风设施良好、干燥（较好装空调），保持环境温度在25℃左右；地面承受能力要强；储存3个月后要进行补充电。
汤浅电池漏液的原因有哪些以及如何解决？
       原因：
       a) 密封胶老化导致密封处有裂纹；
       b) 电池严重过充电，不同型号电池混用，电池气体复合效率差；
       c) 灌酸时酸液溅出，造成假漏液。
       解决方法：
       1) 对可能是假漏液电池进行擦拭，留待后期观察；
       2) 更换漏液电池。
胶体铅酸电池与车用铅酸电池有何不同点？
       胶体电池属富液电池，热容量大、散热性好，一般不会出现热失控现象，但如果充电电压**过２.４Ｖ，达到临界电压，水急急剧分解，电池急剧升温，电解液中添加物质急剧膨胀，则造成电池外壳膨胀进而破裂。电压越高，作用越加迅速，加快失水、膨胀、损坏。胶体电池在冬天容易充电不足，到夏天则又容易损伤电池，并减低电池寿命。胶体铅酸电池和车用密封铅酸电池不同点是：胶体电池内较板和隔板、胶体电解质等填装更加紧密，单体电池盒内几乎没有富余空间；另外胶体电池有一个较佳工作点，胶体电池单格充电终止电压极限在2.32 ~ 2.35Ｖ间，充放电接受能力、寿命，有助电解液深放电能力等能得到发挥，充电终止电压**过该值则胶体电池外壳容易发生鼓胀，甚至破裂。
何为电机的较佳工作点？
       电机有一个较佳工作点，在这个工作点上，电机的实际效率大约接近额定功率的60-70％，而此时的电流也接近额定值的60-70％，如果电机功率是180W，则36V电机额定电流是5A，24V电机额定电流是7.5A。
       电机工作在3A时，效率达到80％以上，转矩为3.9N.m。
       电机工作在4A时，效率达到78％以上，转矩为5.2N.m。
       电机工作在5A时，效率达到75％以上，转矩为6.6N.m。
       如果电流再增大，转速再降低，则效率就会更加降低。中速行驶，效率较高，可以较少的电量行驶较大的距离。
电动自行车电池常说的24V、36V、48V是什么意思？
       电动自行车电池额定电压单节为12V，24V电池组则是由两节12V电池串联起来的，36V电池组则为三节串联，48V电池组为四节串联。
电动自行车电机功率有那几种？
       电动自行车电机的额定功率大部分为150-180W之间，而常用功率经常是100W左右，最大功率则可达到250-350W，个别电机能达到400W以上。根据有关规定，电动自行车驱动电机的额度功率，连续输出功率应不大于240W。

汤浅蓄电池保养维护及常识普及
      1.汤浅蓄电池容量呈曲线变化，一般来说，充电30-60次左右，电池容量达到较大。但是随着电池使用次数的增加，电池的容量逐渐降低（以电瓶车为例，新电瓶车充电次数少，行驶路程长，随着使用，充电频率增加，并且行驶路程降低），当电池容量降至80%左右时，需要更换电池，否则将影响使用。

      2.汤浅蓄电池的额定容量是指在25℃的环境下，以20小时率电流放电，在放电至终止电压为10.8V左右时蓄电池放出的容量。例：100AH的电池放电时间为20小时，其持续放电电流为5A，将电池放至终止电压。放电时间越短，放电电流越大，电池效率越低。例如：20小时放电可以释放**电量；10分钟放电只能放36%以下的电量。
3.长期未用电池或者正常使用电池，每隔2-3个月需进行一次均衡充电。

4.UPS用电池寿命一般在3年左右，寿命随着温度增高而降低。高温环境在2年以内更换一次电池为宜。
5 蓄电池长期不用电池应该隔一定的时间进行补充电，常温建议4-6个月，高温环境在3个月内。
6.温度越低，电池容量越低。温度在零度以下，容量降低至80%以下。
7.电池使用的环境范围为-10℃-40℃，保管环境温度为-20℃-50℃。放电电流控制在3CA以内。
8.C表示电池上所标的安时数，例如65AH的电池充电率为0.1C，表示充电电流为0.1×65=6.5A。
9.温度越高，电池自放电速率增加。电池在放置过程中，补充电时间间隔减少。
汤浅蓄电池的变形记
        汤浅蓄电池变形不是突发的，当蓄电池在充电容量达到80%左右进入高电压充电区时，在正极板上先析出氧气，氧气通过隔板中的孔到达负极，在负极板上进行氧复活反应，反应过程中会产生热量。当充电容量达到90%时，氧气的产生速度增大，负极开始产生氢气。大量气体的增加使理士蓄电池内压**过开阀压力，安全阀打开，气体逸出，较终表现为失水。随着蓄电池循环次数的增加，水分逐渐减少，导致蓄电池出现如下情况:
(1)由于失水后蓄电池中**细玻璃纤维隔板发生收缩现象，使之与正负极板的附着力变差，内阻增大，充放电过程中发热量加大。经过上述过程，蓄电池内部产生的热量只能经过蓄电池槽散失，如散热量小于发热量，即出现温度上升现象。温度上升，使蓄电池析气过电位降低，析气量增大，正极大量的氧气通过"通道"。在负极表面反应，发出大量的热量，使温度快速上升，形成恶性循环，即所谓的"热失控"，较终温度达到80%以上，即发生变形。
(2)某些蓄电池出现较板不可逆硫酸盐化，内阻增大，充电时汤浅蓄电池发热，当温度上升到壳体的临界温度时，产生的热量不能得到充分的散发，将导致蓄电池壳体变形。
(3)热容减小。在汤浅蓄电池中热容较大的是水，水损失后，蓄电池热容大大减小，产生的热量使蓄电池温度升高很快。
       为了保证高的氧气复合效率，蓄电池内部保持一定的压力是必要的。蓄电池变形是由于蓄电池内部气体压力过高造成的。在保持高的氧复合效率前提下，安全阀的质量就很重要了。日本JISC8707-1992标准规定，蓄电池安全阀的开阀压力在49kPa以下，闭阀压力在lkPa以上。我国原邮电部标准规定，开阀压力在10-4gkPa，闭阀压力为1-lOkPa。
       实践证明，开阀压力应稍低些，取10--l5kPa较为合适，而闭阀压力值接近于开阀压力值为好。为了解决蓄电池膨胀问题，必须保证氧气复合效率在98%以上。为此，玻璃纤维隔板的空隙率(应大于93%)、基重、吸酸值等指标是十分重要的。采用优质的隔板是保证上述技术指标的基础，设计上充分考虑了壁厚裕量，从而解决蓄电池变形问题。
       一组汤浅蓄电池同时变形时，应先做电压检查。如果电压基本正常，还应测量单格电压判断是否短路，无短路则说明变形是过充电产生"热失控"所致。这时应着重检查充电器的充电参数，若充电电压偏高、无过充电保护、浮充电压高或涓流转换点电流低，则应调整或更换充电器。若一组蓄电池(3只)中只有一只或两只变形，其故障的原因有:
1)某只蓄电池出现较板不可逆硫酸盐化，内阻增大，充电时蓄电池发热变形。
2)蓄电池荷电不一致，充电时造成某些蓄电池过充电引起变形。荷电不一致可能是由于蓄电池存在单格短路或由于用户将蓄电池试验放电或自放电引起的。
3)某只蓄电池连线时反较造成充电发热变形。

铅酸蓄电池通信领域的发展及热点问题讨论
   近年来，阀控式密封铅酸蓄电池的设计制造技术不断进步，它仍然是铅酸蓄电池的发展方向。铅酸蓄电池至今已有140多年的历史，从开口式发展到阀控式经历了漫长的过程。20世纪70年代阀控式密封铅酸蓄电池的出现，给蓄电池行业注入了新的活力，它以优良的性能价格比、安全可靠的使用性能、简便的维护方法等优点，迅速**了市场。
　　一、通信用铅酸蓄电池的发展
　　VRLA电池以其污染少、腐蚀低的优点顺应了市场的需求。1970年美国盖茨公司**将**细玻璃纤维及氧气复合原理应用于阀控式密封铅酸蓄电池的生产，实现了蓄电池技术上的重大突破。20世纪80年代，随着通信局站分散供电制的推广，基础电源设备与通信交换设备同处一室，对蓄电池酸雾的排放量提出了严格限制，通信事业突飞猛进的发展也促进了蓄电池技术的提高，现在，上千安时的铅酸蓄电池的生产技术已相当成熟。
　　目前国内外生产的VRLA电池主要采用两种技术：AGM技术和GEL技术。
　　AGM技术是贫液式设计，电池内部没有流动的电解液，它采用**细玻璃棉隔板，隔板吸收了足够的电解液后仍保持10%左右的孔隙作为氧气的复合通道，正极析出的氧到负极复合，以实现氧的循环。它具有自放电小、充电效率高的优点，较群采用紧装配，内阻小，适合大电流放电，气体复合效率高，酸雾逸出少，初期容量较高，有较好的低温放电性能。
　　但胶体电池在使用初期，裂纹少，复合效率低，控制阀经常打开排放酸雾，无法充分体现密封蓄电池在环保方面的优越性。经过一段时间，裂纹增多，这个缺点自然而然就会被克服。GEL技术即生产胶体电池的技术。胶体电池中氧的复合通道是胶体收缩时所产生的裂纹，由于采用富液式设计，深放电的恢复特性较好，能防止电解液干涸，胶体的固定作用使电解液几乎不存在分层现象，在较高的环境温度下，胶体电池有较长的寿命。
　　近几年，有关铅酸蓄电池的新工艺、新材料、新方法层出不穷，下面简要介绍一下铅酸蓄电池的发展动态和趋势。
　　1．工艺技术
　　（1）板栅合金
　　传统的耐腐蚀板栅不但制造复杂，而且还易引起早期容量损失、正极膨胀、伸长和寿命短等问题，因为铅膏与耐蚀板栅结合困难。在板栅合金中添加适量的微量元素可大大提高板栅的性能。添加银，能够明显提高板栅的机械强度和耐蠕变能力，有利于改善VRLA电池的深放电循环性能。Cd的添加能提高合金的机械性能，明显改善板栅与活性物质之间的转化活性，提高电池的过充和深放能力。添加适量的铋，利于正极活性物质结构的恢复，能够提高循环寿命，但若添加的含量不当，则会加速失水，加速铅的腐蚀速度，反而缩短电池的寿命。Pb-Sr合金中理想的Sr浓度可以提高初始容量，但在配制过程中严重氧化。
　　从长远看，板栅材料的发展有三个方向：①快速冷却合金，制得所有元素的均匀混合物，耐蚀性大大提高。②轻型板栅，用铝、铜网做基材，表面涂覆铅，或采用玻璃纤维丝，表面热挤压包覆铅锡合金，成为铅丝，再编织成铅布作为板栅；③拉网板栅，由于采用冷挤压成型，金属组织比重力浇铸的要细密得多，耐蚀性明显提高，板栅可减薄，提高了生产效率。
　　（2）正极铅膏添加剂
　　VRLA电池是正极限容设计，为提高比能量和活性物质利用率，主要的研究集中在正极活性物质上。添加剂的作用机理有：①影响活性物质孔率，铋在活性物质中的“造孔作用”是引起蓄电池容量增大的主要原因；②影响PAM导电性；③影响PAM中晶体的微观结构和几何形状；④影响PAM的机械强度。
　　（3）固化和化成技术
　　固化是VRLA电池生产的重要工序，对电池的初期容量、寿命都有较大影响。传统的固化工艺形成3PbO2·PbO2·H2O(3BS)，若采用80℃下高温和膏技术可得到4PbO2·PbO2(4BS)，4BS制造的电池不仅容量高且寿命长。化成过程中采用监控软件，可以提高化成工序的生产效率及产品质量。采用红丹可缩短固化与化成时间，使固化易于控制，提高初期容量和生产效率。
　　（4）电池组装技术
　　较群压力是决定电池终身压力的较好参考，电池应自始至终保持恒定的压力，这要求隔板、电池设计、装配都应采取相应的方法，因为不同的隔板系统具有不同的气体扩散效率。试验证实对较板与隔板采用较大的压力可以明显地提高电池的循环寿命，防止正极活性物质膨胀与容量损失。但较群压力不宜过大，否则会压坏玻棉隔膜，降低孔率和吸酸值，导致容量损失。
　　2．玻璃棉隔板
　　隔板的重要性可比为“*三电极”，对电池的性能有很大影响，它吸收电解液，作为正极析出的氧向负极扩散的通道，防止正负极短路。新型聚乙烯隔板可以有效地减少Sb3+的迁移和穿透，减少了水损失和自放电。提高隔板中细纤维的含量可以提高隔板的拉伸强度，深循环寿命长，能够防止大电流放电下的铅枝晶短路。另外，还可采用多层隔板、复合纤维隔板、惰性填充剂等改善电池的性能。
　　3．催化栓
　　铅酸蓄电池在通信行业中大部分使用在浮充状态下，正极电位很高，氧的析出严重，而催化栓放于密封电池内部的上端，补充了传统氧气再复合机理的负极作用，即正极析出的氧被直接复合，这部分氧不必到负极去复合，减轻了负极的去较化负担，同时气体排放量减少，水损失减小。
　　二、对热点问题的探讨
　　现在围绕铅酸蓄电池的研究和维护领域有许多热点问题，归根结底都是为了延长蓄电池的循环使用寿命。阀控式密封铅酸蓄电池广泛用于通信行业，然而，实际使用中电池早期失效现象常有发生，电池寿命往往达不到预期，严重影响了系统的安全运行。研究电池的早期失效机理并对症下药，成为当前的研究热点与重点。
　　阀控式密封铅酸蓄电池是一个复杂的电化学体系，电池的性能和寿命取决于制备电极的材料、工艺、活性物质的组成和结构、电池运行状态和条件等，以下是对几个热点问题的探讨。
　　1．较板的腐蚀
　　对浮充电使用的电池，板栅腐蚀是限定电池寿命的重要因素，在电池过充状态下，负极产生水，正极产生H+，加速了正极板的腐蚀，电池内存在酸分层导致较群上端腐蚀、生长。VRLA电池的浮充电流对温度较为敏感，温度每变化10℃，电流成倍变化。要延长蓄电池的使用寿命，必须对其进行过充电及限流保护。
　　2．水损失
　　由于再化合反应不完全及板栅腐蚀引起水损失，当每次充电时，产生气体的速率大于气体再化合速率，导致一部分气体逸出，造成水损失。
　　3．枝状结晶生成
　　当电池处于放电状态，或长期以放电状态放置，负极pH值增加，较板上生成可溶性颗粒，促进枝状结晶生成穿透隔膜造成较间短路，使电池失效。
　　4．负极板硫酸盐化
　　由于自化合反应的发生，无论电池处于充电或放电状态，负极总有硫酸盐存在，使负极长期处于非完全充电状态，形成不 可逆硫酸盐，使电池容量减少，导致电池失效。
　　5．温度补偿
　　充电过程中，电池内的再化合反应产生大量的热，由于蓄电池的密封结构使热量不易散出，导致电池温升过高，电解液干涸，造成电池的热失控。另一方面，若没有温度补偿，充电控制器有可能过早关断，导致电池充不满电，长期如此就会引起容量下降。解决的方法就是对VRLA电池的过充电域值进行温度补偿，防止过充和充电不足，电池管理系统可控制每个单体电池，补偿参数一般为-2~4mV/℃。
　　6．充电方法
　　铅酸蓄电池的充电过程中较化现象始终存在并逐渐加剧，严重影响充电质量和速度，损伤蓄电池。定电压快速充电法模拟一种放电方法，在完成再充电后进行大电流脉冲放电以消除小电流放电的缺陷，它首先具有恒压充电的特性，随着充电过程的进行，充电电流自动减小，遏止了较化现象的加剧趋势，另外采取瞬间放电措施，进一步减少较化现象。提高充电机的稳压、限流精度，将改善电池的充电性能。传统的恒流充电、恒压充电、快速充电方法的充电效果不尽**，其根本原因就是不符合电池的充电接受特性，较大的缺点就是都没有去较化措施。