冠军蓄电池特性论述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,冠军蓄电池特性,背景资料,自三十年前，西德阳光公司首批胶体阀控式铅酸蓄电池推向市场以来，因为该种电池具有：无须加酸、加水维护；无酸雾逸出；对环境无腐蚀，可任意方向安装等特点。深受广大用户欢迎。尤其是上世纪八十年代，美日等发达国家竟相开发出吸附式密封电池，该电池采用新型材料超细玻璃纤维隔板，使得电池成本低且大电流放电性能和低温性得到显著提高，进而满足IT业不断发展的要求。,冠军蓄电池特性,背景资料,上世纪九十年代初，正值中国大陆计算机、通讯等行业迅速发展，国内对阀控式密封电池需求量呈直线上升，在这种背景下，广东志成冠军公司与美国领先公司合作，于1994年投资该项目，并于1995年4月试生产。经过近八年的不断努力，先后推出NP系列、GM系列和机车用三大系列近八十个品种，电池的各项技术指标现已达到日本JISC8702-1996、JISC8707-1992标准，居国内先进水平。公司现具有生产能力60万KVAH/年。,冠军蓄电池特性,1、蓄电池名词解释：能将化学能与电能相互转换的装置称为蓄电池。,蓄电池分类：一次性电池 二次电池,酸性电池（铅酸蓄电池） 碱性电池（镉镍 镍氢 锂电池等）,铅酸蓄电池的特点：高倍率放电和低温性能好、开路电压高和价格低廉等。,2、铅酸蓄电池的分类：按用途分类；汽车型 固定型 内燃机 牵引型 铁路客车 坦克车 矿灯用 舰船用 太阳能 电动车用等。,冠军蓄电池特性,按充电荷电状态分类：干荷电式 干放电式 带液荷电式 湿荷电式少维护式免维护式等。,按极板类型分：涂膏式极板电池 管式极板电池 形成式极板电池等,按电池排气阀分类：开口式 排气式 防酸隔爆式 防酸削氢式 阀控式密封蓄电池 （VRLA） 胶体阀控式密封蓄电池（GEL）。,3、蓄电池的基本结构：主要由电池槽体、电池盖、极群、正、负极板，电池极柱、电池端子及含有硫酸电解液的玻纤隔板组成。,冠军蓄电池特性,冠军蓄电池特性,工作原理,1、双硫酸盐化理论：主要论述电池内的硫酸电解液不但起导电作用，而且还在电池的正、负极参加反应均有硫酸铅生成。,正极： PbO,2,+ 4H,+,+ SO,4,2-,+ 2e PbSO,4,+2H,2,O,负极： Pb + SO,4,2-,-2e PbSO,4,电池反应：Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,2 PbSO,4,+2H,2,O,2、电池的副反应：,正极：2H,2,O-4e4H,+,+O,2,负极：4H,+,+4eH,2,电池反应：2H,2,O2H,2,+O,2,冠军蓄电池特性,工作原理,3、电池自放电反应：,正极：Pb+H,2,SO,4,PbSO,4,+ H,2,负极：PbO,2,+H,2,SO,4, PbSO,4,+H,2,O+1/2O,2,冠军蓄电池特性,工作原理,4、阀控式密封铅酸蓄电池（AGM）机理：,阀控式密封铅酸蓄电池工作原理：,铅酸蓄电池在充放电过程中产生如下反应：,Pb + PbO,2,+2H,2,SO,4,2PbS0,4,+2H,2,O充电后期或过充电时，正极析出氧气，负极析出氢气。,正极：2H,2,O4e4H,+,+O,2,负极：4H,+,+4e2H,2,冠军蓄电池特性,工作原理,阀控式密封铅酸蓄电池采用高纯度铅钙锡铝合金制造板栅，提高了负极析氢过电位，从而抑制了氢气的析出，采用特制安全阀使电池保持一定的内压，采用AGM超细玻璃纤维隔板，利用阴极（负极）吸收技术，即贫液式设计，使电解液固定吸咐在隔板中，同时要在隔板之中留有10%左右的孔率，做为氧气到达负极的通道，充电时正极产生的氧气顺着气体通道传递至负极，在负极析氢前与海绵状铅发生如下反应：,O,2,+2H,2,SO,4,+2Pb2PbS0,4,+2H,2,O,硫酸铅经过继续充电，又回复到充电物质状态：,2H,+,+PbS0,4,+2ePb+H,2,SO,4,冠军蓄电池特性,工作原理,氧气复合为水又重新回到系统中，实现电池内部的循环复合，又由于负极因生成硫酸铅而使极化电位降低，从而达到负极不析出氢，因此阀控式密封铅酸蓄电池可以实现密封，电池内部几乎没有水的损失，无需补水维护。,5、胶体阀控式密封铅酸蓄电池机理：胶体阀控式密封铅酸蓄电池在抑制氢气析出方面所采取的措施与AGM阀控式密封蓄电池氧循环机理完全相同,不同是胶体电池氧气到达负极的通道方式不同,胶体电池内凝胶电解质是三维多孔网状结构,溶胶在凝胶后会形成微小裂缝,正是这些微小的裂纹为氧的循环建立了通道。,冠军蓄电池特性,工作原理,6、阀控式密封蓄电池常易现的问题,（1）电解液的干涸,（2）电池的热失控,（3）早期容量损失,（4）负极板的硫酸盐化,（5）电池极柱端子的爬酸漏液,（6）正极板的腐蚀,冠军蓄电池特性,工作原理,（7）电池的短路、断路等,（8）蓄电池的运行、维护,（9）UPS简单选型计算,（10）电池检测标准,（11）蓄电池生产工艺过程简要介绍,冠军蓄电池特性,电池分类 NP系列电池,1、电池结构,电池端子：为高硬度铅基合金或铜镀银端子，耐腐蚀性能好、导电性能优良、强度高。,外壳：采用ABS外壳，分粘接和热封两种，后者尤其适合于振动大，环境温度变化大。要求电池使用寿命特别长的场合。,密封胶：采用三次密封技术，第一层为铅套焊接密封，试压后用堵微孔密封胶密封，最后采用红黑胶密封，确保电池使用期间不会出现渗酸缺陷。,冠军蓄电池特性,电池分类 NP系列电池,安全阀：采用耐酸耐热性能优异的三元乙丙橡胶制成，确保电池使用期间的安全性、可靠性。,极板：其板栅采用耐腐性优良的铅钙锡基多元合金。,隔板：采用耐酸耐热性能良好的超细玻璃纤维制成，防止正负极短路，保持电解液，紧压迫极板表面，防止活性物质脱落。,冠军蓄电池特性,电池分类 NP系列电池,2、电池性能,大电流放电性能：NP系列电池采用薄型极板，正极板厚度在2.4-2.9mm之间，同时采用高孔率活性物质配方，极板比表面积大，其适合于大电流放电。,寿命：因NP系列电池采用薄型极板，正极栅耐腐蚀性能相对较差，电池使用寿命相对较短，在环境温度为255时，为3-5年。,密封反应效率：NP系列电池极板薄、片数多，比表面积大，便于密封反应。同时该类电池气室较小，一般密封反应效率98%。,冠军蓄电池特性,NP 系列电池,型 号,额定电压,额定容量 25（AH）,尺寸（mm）,重 量,端 子,(V),20 Hour1.75V/cell,10 Hour1.75V/cell,长1,宽1,高1,总高1,(KG),Ah,Ah,mm,mm,mm,mm,NP1.2-6,6,1.2,1.1,97,25,52,58,0.30,E,NP4.5-6,6,4.5,4,70,47,102,105,0.95,E,NP8-6,6,8,7.4,151,50,94,98,1.60,E,NP10-6,6,10,9.3,151,50,94,98,2.00,E,NP1.2-12,12,1.2,1.1,97,48,52,58,0.60,E,NP2.0-12,12,2.0,1.9,178,34,60,64,0.83,E,NP4.5-12,12,4.5,4.1,90,70,102,105,1.80,E,NP-5-12,12,5,4.6,90,70,102,105,1.83,E,NP7.5-12,12,7.5,7.0,151,65,94,98,2.65,E,技术参数表,型 号,额定电压,额定容量 25（AH）,尺寸（mm）,重 量,端 子,(V),20 Hour1.75V/cell,10 Hour1.75V/cell,长1,宽1,高1,总高1,(KG),Ah,Ah,mm,mm,mm,mm,NP8-12,12,8,7.5,151,65,94,98,2.70,E,NP12-12,12,12,11.1,151,98,98,101,4.10,E,NP14-12,12,14,13,151,98,98,101,4.30,E,NP17-12,12,17,15.8,181,76,167,167,6.00,G,NP24-12,12,26,24,166,175,125,125,8.50,G,NP24B-12,12,24,22,166,125,175,175,8.50,G,NP30-12,12,30,28,166,125,175,175,9.60,G,NP38-12,12,41,38,197,165,170,170,13.30,G,NP55-12,12,55,51,236,132,205,239,18.00,G,NP65-12,12,70,65,350,166,174,174,22.70,G,NP100-12,12,100,93,330,170,215,243,31.50,G,NP120-12,12,120,110,405,175,210,240,37.00,G,NP150-12,12,160,150,480,170,240,240,48.00,G,NP180-12,12,200,186,524,240,216,244,60.50,G,NP200-12,12,218,200,524,240,216,244,65.00,G,冠军蓄电池特性,电池分类 GM系列电池,GM系列电池有2V、6V和12V三类电池，由于结构不同，气室大小各异，其技术参数也不尽相同。,1、电池结构,6V、12V电池结构与NP系列电池结构相似，仅仅是极板和隔板厚度较厚（正极厚3.4-4.0mm），活性物质孔率较低，电解液密度也较低（1.285g/cm,3,）。而2V系列电池结构如下：,冠军蓄电池特性,电池分类 GM系列电池,电池端子，为铜镀银材料，耐腐蚀性能好，导电性能优良，强度高，熔点高，内螺纹结构更易连接安装。,外壳 采用ABS外壳。,密封胶 采用独特的三层密封结构，确保正常使用20年不会出现渗酸现象。,极板 其板栅采用高锡低钙铅基多元合金。,隔板 采用较厚（100KPa压力下，厚度1.0-1.1双层）耐酸耐热性能较好的超细玻璃纤维制作。, 防爆栓，具有安全阀、滤酸、防爆三重功能。,冠军蓄电池特性,电池分类 GM系列电池,2、电池性能,（1）大电流性能，因该类电池采用厚型极板和隔板，活性物质孔率相对较低，比表面积小，电解液浓度也较低，因此，不适合大电流（3C,10,A以上）放电。,冠军蓄电池特性,电池分类 GM系列电池,（2）寿命,6V、12V电池在255正常浮充使用时，其使用寿命在5-8年；2V电池因其极板厚（4.4-5.0），隔板厚（1.1-1.2双层），电解液密度低（1.28），板栅更耐腐蚀，安全阀开启压力高（22-28Kpa），在255正常浮充使用时，其使用寿命在10-15年。,（3）一致性,a、电压一致性好，因其工艺参数控制合理，开路电压差10mV，正常浮充压差30mV；,b、容量的一致性好，因严格控制隔板厚度、极板厚度及重量，其容量差1%，最大限度防止落后电池，提升了电池组的可靠性。,冠军蓄电池特性,GM 系列电池,型 号,额定电压,额定容量 25（AH）,尺寸（mm）,重 量,端 子,(V),10 Hour1.8V/cell,1 Hour1.6V/cell,长1,宽1,高1,总高1,(KG),Ah,Ah,mm,mm,mm,mm,GM100,2,100,6.5,171,71,205,233,9,G,GM150,2,150,98,171,102,205,233,11,G,GM200,2,200,130,172,110,330,365,15,G,GM300,2,300,195,172,150,330,365,21,F,GM400,2,400,260,211,175,330,365,30.5,F,GM500,2,500,325,240,172,330,365,34,F,GM600,2,600,390,330,175,330,365,45,F,GM800,2,800,520,410,175,330,365,60,F,GM1000,2,1000,650,475,175,328,365,73,F,GM1500,2,1500,975,400,350,343,378,115,G,GM2000,2,2000,1300,490,350,343,383,138,G,GM3000,2,3000,1900,712,353,340,383,215,G,技术参数表,冠军蓄电池特性,电池分类 机车用电池,该类电池除具备普通GM型电池性能外，还具备大电流放电（I4C,10,A）性能好，低温（-35）大电流（I3C,10,A）性能优良。,型 号,额定,电压,额定容量 25（AH）,尺寸（mm）,重 量,端 子,(V),20 Hour1.75V/cell,10 Hour1.75V/cell,长1,宽1,高1,总高1,(KG),Ah,Ah,mm,mm,mm,mm,DM200,2,200,130,172,110,330,365,13,G,KM500,2,500,325,242,172,330,365,34,G,NM500,2,500,360,223,187,350,370,36.5,F,NM500A,2,500,350,242,172,330,365,35.8,F,技术参数表,冠军蓄电池特性,电池分类 深循环使用电池,该类电池的使用工况是小电流长时间放电，其领域有太阳能电池系统、风能电池系统、小灵通后备电源等。这种工况对电池有四大影响。,（1）深度放电在板栅与活性物质间容易产生高阻抗物质，使得电池内阻增高，容量快速衰减。,（2）深度放电，容易破坏正极活性物电子导电网络结构，使得电池内阻增高，容量快速衰减，缩短电池寿命。,冠军蓄电池特性,电池分类 深循环使用电池,（3）阀控式铅酸电池的容量由酸量控制，活性物质富余，深度放电后，电解液中的导电质过少，电池内阻过大，普通充电方式难以恢复电池容量。,（4）部分电池容易过放电,小电流深度放电，电化学极化和浓差极化较小，电池端电压下降慢，放电后电池恢复电压低 ，通常情况放电终止电压1.75V/cell就会使部分容量落后的电池产生过放电。过放电对电池的损伤极大，这种现象是不允许发生的。,冠军蓄电池特性,电池分类,为了防止上述危害，我们采取如下应对措施,1、提高电池放电的终止电压，为1.85-1.90V/cell，防止电池过深度放电。选配电池建议容量富余20%，以保证延时时间。,2、采用高锡低钙合金，该种合金制成的板栅，在活性物质与板栅间生成的阻抗层电阻小。,3、采用加强正极活性物质电子导电网络结构强度的配方和工艺参数，防止正极活性物质电子导电网络早期损坏。,4、电解液中增加隋性离子导电质，即使H,2,SO4完全消耗，电池仍可恢复充电。,5、严格控制关键工序，确保电池容量的一致性，防止落后电池产生，达到防止部分电池过放电的目的。,冠军蓄电池特性,电池贮存,电池在贮存过程中，因内部自放电致使容量逐渐下降，环境温度越高，自放电速度越快，贮存时间越长，容量损失越多。虽然冠军电池自放电相对较小，但也不能完全克服这一现象，所以要求电池贮存条件如下：,1、环境温度30；,2、避光、防晒；,3、远离热源和易产生火花的地方，安全距离1M；,4、电池贮存期不应超过六个月；若超过六个月应补充电。,冠军蓄电池特性,电池安装,1、电池较重，安装时应考虑地面承重，决定平面安装或架式安装。,2、选型电池时，应尽量避免多路电池并联使用，在特殊的情况下允许最多并联两路。,3、因该电池系湿荷电出厂，故在运输、安装过程中，必须小心搬运、防止短路。,冠军蓄电池特性,电池安装,4、由于电池组件电压较高，存在电击危险，因此在装卸导电联接片时应使用绝缘工具，安装或搬运电池时要戴绝缘手套，围裙和防护眼睛，电池在搬运安装过程，只能使用柔软的吊带，不能使用钢丝绳等，搬运时，不得触动极柱和安全排气阀。,5、脏污的连接条或连接不牢均可能引起电池打火，所以要保持连接条在连接处的清洁，并拧紧连接螺丝，使扭矩达到规定值11.3N.M。单体电池采用不锈钢或镀铅的螺栓、镀铅铜连接条和平垫圈串联连接。,冠军蓄电池特性,电池安装,6、电池之间、电池组件之间以及电池组与直流屏之间的连接应合理方便，电压降尽量小，不同容量、不同性能的蓄电池不能混合使用。安装末端连接件和导通电池系统前，应认真检查电池系统的总电压和正、负极，以保证安装正确。,7、蓄电池与充电器或负载连接时，电池开关应位于“断开”位置，并保证连接正确：蓄电池的正极与充电器的正极连接；负极与充电器负极连接。,8、电池外壳，不能使用有机溶剂清洗，不能使用二氧化碳灭火器扑灭电池火灾，可用四氯化碳之类的灭火器具。,冠军蓄电池特性,电池使用,1、电池浮充使时，其设计使用寿命是在25环境中使用值当环境温度每上升10，其寿命缩短约30%，建议电池环境温度控制在255。,2、浮充使用时的充电方式,浮充使用的充电方式一般采用恒压限流方式。可选用的恒压值，一方面须满足在该电压下充入的电量足以补偿自放电造成的容量损失；另一方面使电池过充而造成的损伤降低至最小。,在常温（25）时，NP型电池的浮充电压为2.3V/单体，GM型电池的浮充电压为2.23/单体。,冠军蓄电池特性,电池使用,在放电浓度为50%C,20,和100%C,20,时，蓄电池先以0.1C,20,恒流充电至2.3V后转恒压的充电特性。,在放电深度为50%C,10,和100%C,10,时，蓄电池先以0.1C,10,恒流充电至2.23V后转恒压的充电特性。,冠军蓄电池特性,电池使用,3。 浮充使用时的充电电压,在25时，NP型电池浮充电压为2.3V/单体，GM型电池浮充电压为2.23V/单体。,当温度高于或低于25时，浮充电压应校正，校正系数-3mv/单体。,电池浮充电压与温度的关系,冠军蓄电池特性,电池使用,4、循环使用的充电电压,循环使用的蓄电池，采用恒压限流充电法进行充电，充电电流限在0.1-0.2CA(C:NP型为C,20,，GM型为C,10,)，25时的充电电压NP型为2.4V/单体，GM型为2.35V/单体，当温度不在25时，充电电压应校正，校正系数为-4mv/单体。为防止过充电应使用定时或自动限流充电设备。,冠军蓄电池特性,电池使用,5、均衡充电均衡充电采用先恒流，后按NP型2.40/单体，GM2.35V/单体恒压充电，充电时间取决于放电深度。,放电深度（%）,恒流充电电流（A）,恒流转恒压时间（h）,恒压充电电压（V）,充足时间,20,0.1C,10,1.5,2.35,12,0.125C,10,1.0,2.35,10,50,0.1C,10,3.8,2.35,18,0.125C,10,2.8,2.35,16,80,0.1C,10,6.3,2.35,22,0.125C,10,4.5,2.35,20,100,0.1C,10,8,2.35,26,0.125C,10,6,2.35,24,不同放电深度后均充所需时间表,注：在浮充运行中，当一组电池中出现了个别电池的浮充电压低于2.2V/CELL方需均衡充电。,