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蓄电池介绍


蓄电池介绍
电池的构成与工作原理 蓄电池是将电能转换为化学能储存起来,用电时再将化学能转变为电能的一种直流电 源体。它是电池中一种(电池按其使用特点分为原电池、蓄电池、储备电池和燃料电池) , 是可以再充电和反复使用的电池,故称蓄电池或二次电池。 所有电池均由正极、负极、电解质、隔膜和容器 5 个主要部分组成。都是通过氧化还 原反应进行能量转换。 电池的正极活性物质通常

是各种金属氧化物:卤素及卤化物,氧或含氧酸盐等, 电池的正极活性物质通常是各种金属氧化物:卤素及卤化物,氧或含氧酸盐等,负极 活性物质则用各种电位较负的金属或氢。 活性物质则用各种电位较负的金属或氢。 电解质溶液采用酸、碱和盐的水溶液,或采用固体电解质。 电池工作时,负极活性物质发生电化学氧化反应,释放出电子,在两极间电位差的作 用下,电子由负极经外线路传递到正极,正活性物质则接受电子发生电化学还原反应: 同时电解质中的离子通过扩散和电迁移在电池内部传输电流。 隔膜的作用是把正、负极隔开,防止短路。隔膜一般采用微孔橡胶、塑料、纤维素薄 膜等。 电池的容器采用橡胶、塑料、不锈钢等耐腐蚀材料。

特点 ●在整个使用寿命期间, 蓄电池无需添加水、 调整酸比重等维护工作, 即具有 “免维护” 功能; ●不漏液、无酸雾、不腐蚀设备; ●自放电小; ●使用寿命长,NP 系列设计使用寿命为 5 年,GM 系列为 15 年; ●结构紧凑,密封良好,抗震动,比容量高; ; ●适应环境温度广(-35℃~45℃) ●安全防爆; ●内阻小,大电流放电特性好; ●电荷出厂,使用方便; ●无游离电解液,侧倒 90 度仍可使用;

独特配方,深放电恢复性能好;

应用领域 ●警报系统 ●电子仪器 ●邮电通信 ●太阳能、风能发电系统 ●消防备用电源 ●应急照明系统 ●铁路、船舶 ●电子系统 ●大型 UPS 及计算机备用电源 ●峰值负载补偿储能装置

● 蓄电池的使用与维护 (1) 、蓄电池的类型及其优缺点 蓄电池是 UPS 系统中的一个重要组成部分, 它的优劣直接关系到整个 UPS 系统的可靠 程度,然而蓄电池却又是整个 UPS 系统中平均无故障时间(MTBF)最短的一种器件。如果 用户能够正常使用和维护,就能够延长其使用寿命,反之其使用寿命会显著缩短,蓄电池 的种类一般为铅酸电池、铅酸免维护电池及镍镉电池等,它们各自的特点如下表所示。 不同种类蓄电池的优缺点比较 不同种类蓄电池的优缺点比较 种类 概述 1、一般型电池,也称汽车用 铅酸电 池 电池 2、需加水维护 3、寿命 1~3 年 优缺点 1、充放电时会产生氢气,安置地点须 设置排风管以免造成危害 2、电解液显酸性,会腐蚀金属 3、需经常加水维护 1、密封式,充电时不会产生任何有害 铅酸免 维 护电池 1、新型电池 2、无需加水 气体 2、摆设容易,不需考虑安置地点通风

3、 寿命 NP 系列可达 3~5 年、 问题 GM 系列可达 15 年 3、免保养、免维护 4、放电率高,特性稳定

镍镉电 池

1、高级电池、用于特殊场合 1、水为介质,充放电不会产生有害气 及特殊设备上 2、需加水 体 2、失水率低,但需要固定时间加水及

3、寿命 20~40 年

保养 3、放电特性最佳 4、可防置于任何恶劣环境

考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本因素,一般选择铅酸免维护电池。用户千 万不要因贪图便宜而选择劣质电池,因为这样做会影响整个系统的可靠性,并可能因此造 成更大的损失。 (2) 、蓄电池的检查 蓄电池都会有自放电现象(SELF-DISCHARGE) ,如果长期放置不用,会使能量损失掉, 因此需定期进行充放电。工程技术人员可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏,以 12V 电池为例,若开路电压高于 12.5V,则表示电池储能还有 80%以上,若开路电压低于 12.5V,则应该立刻进行补充充电,若开路电压低于 12V,则表示电池存储电能不到 20%, 电池已处于“弹尽粮绝”的地步。 免维护电池由于采用吸收式电解液系统,在正常使用时不会产生任何气体,但是如果 用户使用不当,造成电池过充电,就会产生气体,此时电池内压就会增大,会将电池上方 的压力阀顶开,严重的会使电池鼓胀、变形、漏液甚至破裂,这些现象都可以从外观上判 断出来,如发现上述情况应立即更换电池。 (3) 、使用和保养 虽然免维护电池在使用时不需要人工进行专门的维护工作,但是在使用时还是有一定 的要求,如果使用不当会影响电池的使用寿命。影响电池使用寿命的因素有以下几点:安 装、温度、充放电电流、充电电压、放电深度和长期充电等。 ■电池安装 电池应尽可能安装在清洁,阴凉、通风、干燥的地方,并要避免受到阳光、加热器或 其他辐射热源的影响。电池应正立放置,不可倾斜角度。每个电池之间端子的连接要牢固。 ■环境温度 环境温度对电池的影响较大。环境温度过高,会使电池过充电产生气体;环境温度过 低,则会使电池充电不足,这都会影响电池的使用寿命。因此一般要求环境温度在 25℃左 右。 ■充电电流 电池充电电流一般以电池容量 C 的倍数来表示,举例来讲,如果电池容量 C=100Ah, 充电电流为 0.1C,则为 0.1×100=10A。铅酸免维护电池的最佳充电电流为 0.1C 左右,充 电电流决不能大于 0.3C。充电电流过大或过小都会影响电他的使用寿命。

■充电电压 由于 UPS 电池属于备用工作方式,市电正常情况下处于充电状态,只有停电时才会放 电。为延长电池的使用寿命,充电器一般采用恒压限流方式,电池充满后即转为浮充状态, 额定电压为 12V 的电池, 浮充电压设置为 13.7V 左右。 如果充电电压过高会使电池过充电, 反之会使电池充电不足。充电电压异常,可能由电池配置错误引起,或因充电器故障造成, 因此在安装电池时,电池的规格和数量必需正确,不同规格、不同批号的电池不要混用。 外加充电器不要使用质量低劣的,而且安装时要考虑散热问题。 ■放电深度 放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深,其循环使用次数就越 少,因此在使用时应避免深度放电。虽然一般都有电池低电压保护功能,一般单节电池放 电至 10.5V 左右时,UPS 就会自动关机,但是如果 UPS 处于轻载放电或空载放电的情况下, 也会造成电他的深度放电。在正常使用中,要防止意外情况的发生,例如电池短路。 ■定期保养 电池在使用一定时间后应进行定期检查,如观察其外观是否异常。测量各电池的电压 是否平均等。如果长期不停电,电池会一直处于充电状态,这样会使电池的活性变差,因 此即使不停电,也需要定期进行放电试验,以便使电池保持活性。 放电试验一般可三个月进行一次,做法是 UPS 带载——最好在 50%以上,然后断开市 电,使 UPS 处于电池放电状态。放电持续时间视电池容量而定,一般为几分钟至几十分钟, 放电后恢复市电供电,继续对电池充电。 ● 使用注意事项 ★蓄电池可在环境温度-35℃~45℃范围内工作,但蓄电池的额定容量和使用寿命是在 25℃左右温度下的设计值,环境温度升高 10℃,电池寿命将减少 30%,所以蓄电池应保持 在 10℃~30℃之间。蓄电池室应有必要的通风设施。 ★蓄电池应离开热源和易产生火花的地方,其安全距离应大于 1M。 ★蓄电池应避免阳光直射,不能置于大量放射性、红外线辐射、紫外线辐射、有机溶剂 气体和腐蚀气体的环境中。 ★蓄电池室应有经常照明和事故照明,其照明灯具应布置在走道上方。 ★蓄电池地面应有足够的承载能力, 当蓄电池布置在楼板上时, 电气专业应向土建专业 提供荷重要求。 ★蓄电池可布置在单独的蓄电池室内,也可将蓄电池布置在交流或直流配电室内。 ★抗震设防裂度为 7 度及以上地区,电池架应采用地脚螺拴加固。

● 电池安装注意事项 ★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。 ★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门。 ★脏污的连接或连接条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。 ★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, 电压降尽量少, 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。 ★蓄电池与充电器或负载连接时,电路开关应位于“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;负极与充电器的负极连接。 ★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 氯化碳之类的灭活器具。 ★电池在安装前可在 0~35℃的环境下存放, 储存期超过 6 个月的电池应进行充电维修, 存放地点应干燥、清洁、通风。 ★蓄电池相互连接时,应避免相邻电池间的电压大于 150V。 ★蓄电池的绝缘电阻应大于 1KΩ/V。 ★不同规格的蓄电池不要混合使用。 ★蓄电池间的连接必须牢固。 ★蓄电池不宜过放电使用,放电后应及时充电。 ★蓄电池的输出必须装过流保护开关(空气开关) 。 新旧电池不可以搭配使用。 ● 蓄电池操作使用要求 ★NP 型和 GM 型蓄电池根据连续浮充电使用工况设计制造,也可用于循环充放电方式。 ★室温 25℃时, 型浮充电压 2.23V/单体, 型浮充电压 2.3V/单体, GM NP 不能过高过低, 否则会降低电池容量和使用寿命。 ★电池在下列情况下应进行补充充电或均衡充电: 安装结束后,投入使用前需补充电; 事故放电后需在短时间内充电;

部分单体电池的浮充电电压小于 2.2V/单体时需进行均衡充电; ★补充充电或均衡充电方式如下: 2.35V/单体恒压充电, 以 当环境温度 21℃~32℃时, 充电 10h;如果环境温度为 10℃~20℃,则充电时间延长到 20 h。 ★再充电采用限流恒压充电法, 初充电流取 0.1C10A 或 0.125C10A, 充电电压达 2.35V/ 单体时转入恒压充电。 ★恒压进行补充或均衡充电时,检验充电程度的方法如下: 对恒定负荷供电的蓄电池,接近充电结束时,充电电流降到很小并且趋于稳定,如果 充电电流连续三小时保持恒定,即表明电池已充电至额定容量的 90~98%。 对变负载供电的蓄电池,测指示电池的电压,若其值连续 6 小时稳定,则表明电池已 充至额定容量的 100% (所谓指示电池是指电池组中能反映所有单体电池一般状态的代表性 电池,通常是安装使用后第一次充电时,串联单体电池中电压最低的那个单体) 。 ★蓄电池在运行中,应保持完整的运行履历记录,记录数据和记录时间如下: 完成补充电后,浮充电运行中每周记录单体电池电压、电池组端电压和环境温度。进 行均衡充电时,同样记录上述数据。 ★每年检查一次连接端子的坚固状况, 松动的连接导线必须拧紧至规定的扭矩值。 运行 中,不得拆开或重新配新蓄电池。 ★运行中,如发现以下异常情况,应及时查找故障原因,并更换故障电池: 电压异常; 物理性损伤(如壳、盖有裂纹或变形) ; 电池液泄露; 温度异常。


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