密封閥控鉛酸電池以其密封、免維護、自放電小、性能穩定、經濟實用等優點而廣泛應用于電力工業和郵電通信。了解閥控鉛酸蓄電池失效機理,進行電池的定期檢測是相當重要的,電池在運行過程中,因為內阻是反映電池內部的參數,電池內阻變大,端電壓降低,加劇了
[摘要]:密封閥控鉛酸
電池以其密封、免維護、自放電小、性能穩定、經濟實用等優點而廣泛應用于電力工業和郵電通信。了解閥控鉛酸蓄電池失效機理,進行電池的定期檢測是相當重要的,電池在運行過程中,因為內阻是反映電池內部的參數,電池內阻變大,端電壓降低,加劇了電池的老化現象,對電池組存在極大的事故隱患,定時檢測,及時調整老化電池,延長電池壽命,提高系統的高效安全運行。
[關鍵詞]: 閥控鉛酸蓄電池 失效機理 定期檢測
閥控電池的失效機理
閥控式鉛蓄電池是一個復雜的電化學體系,電池的性能和壽命取決于制備電極的材料、工藝、活性物質的組成和結構、及電池運行狀態和條件等。它的失效因素也是非常多的,基本上可分為三類:
電池設計結構上的因素
1.1 極板的腐蝕
對浮充電使用的電池,板棚腐蝕是限定電池壽命的重要因素,在電池過充電狀態下,正負極板上反應如下:
正極:2H2O → O2+H++4e-
負極:Pb+1/2O2 +2H++SO42- →
PbSO4 + H2O
PbSO4 + 2e- → Pb+SO42-
可見,負極產生水,降低了酸度,而正極反應產生H+,加速了正極板柵的腐蝕。
1.2 水損失
由于再化合反應不完全及板柵腐蝕引起水的損失,當每次充電時,由于產生氣體的速率大于氣體再化合速率,導致一部分氣體逸出,造成水的損失。
1.3枝狀結晶生成
當電池處于放電狀態,或長期以放電狀態放置,這種情況下,負極PH值增加,極板上生成可溶性鉛顆粒,促進板狀結晶生成穿透隔膜造成極間短路,使電池失效 。
1.4負極板硫酸鹽化
負極在電池充放電中的反應
放電過程:Pb+H2SO4-2e- →
PbSO4+2H+
充電過程: Pb+1/2O2+H2SO4 →
PbSO4+H2O
由于自化合反應的發生,無論電池處于充電或放電狀態,負板總有硫酸鉛存在,使負極長期處于非完全充電狀態,形成不可逆硫酸鉛,使電池容量減少,導致電池失效 。
1.5熱失控
在充電過程中,電池內的再化合反應將產生大量的熱能,由于蓄電池的密封結構使熱量不易散出,導致電池溫升過高失效。
2、 生產電池工藝質量的因素
在實際情況中,由于電池生產工藝質量的問題,如原材料成份不穩定,極板涂膏量不一致,極耳腐蝕斷裂,殼體和殼蓋間滲透漏液,閥蓋開閉不靈等,都造成電池性能離散性大,也是電池早期失效的主要因素。
蓄電池的檢測方法
整組電池充電的特性是,如電池組內 有一個或幾個內阻變大的老化電池,其容量必然變小,充電器給電池組充電時,老化電池因容量小,將很快充滿,充電器會誤以為整組電池已充滿而轉為浮充狀態,以恒定電壓和小電流給電池組充電,其余狀態良好的電池不可能充滿。電池組將以老化電池的容量為標準進行充放電,經多次浮充-放電-均充-放電-浮充的惡性循環,容量不斷下降,電池后備時間縮短。結論:如不定時檢測,找出老化電池給與調整,電池組的容量將變小,電池壽命縮短,影響系統的高效安全運行。
由于蓄電池在實際應用中作為后備電源使用,是保證不間斷供電的關鍵設備,因而蓄電池性能的檢測也就顯得非常重要。然而蓄電池性能受諸多因素影響,其測量也較為困難。目前我國測定電池性能的標準是以10小時率恒定電流放電至規定的終止電壓來測量的,單位為安時(AH)
為了解蓄電池的性能狀況,目前有如下幾種檢測方法:
放電法
將電池組脫離供電系統,以十小時率電流對負荷放電,同時測量每一電池電壓,當降到規定值時(單體1.8V),停止放電,計算時間得出電池組容量。顯然該方法準確,但浪費能量,實施困難。
蓄電池電壓巡檢
U
ΔV
0
在線對電池電壓進行檢測,根據每節電池的電壓、判別電池性能,該方法只能判讀已嚴重失效的電池,對性能的差異不能作出反應,效果較差。
3、 測量電池內阻
閥控式密封蓄電池的故障如板柵腐蝕和增長、接觸不良、活性物質可用量減少等集中表現于電池內阻的增大、電導的減小,因此,電導或電阻的高低可提供反映電池故障和使用程度的有效信息。
四、結束語
本文通過對鉛酸密封電池失效機理的分析和對目前已采用的電池檢測手段的比較,分析了鉛酸電池充放電曲線特性,實現了電池在線檢測系統,通過對曲線特征值的比較,來反映電池的性能差異,電池性能判別
【參考文獻】[1]《蓄電池維護全面解決方案》
[2]《杭州高特電子設備有限公司說明書》