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蓄电池培训资料

阀扌空式密封蓄电池的

原理及其维护

安徽电力通信有限责任公司

张引强

一、铅酸蓄电池的概述

二、VRLA电池的原理与关键技术

三、VRLA电池在通信系统中的应

用和维护

3、21世纪的化学电池的发展

一.铅酸蓄电池的概述

•铅酸蓄电池基本概念

•铅酸蓄电池的发展历史

•蓄电池在通信中的作用

•铅酸蓄电池的结构和分类

苦电池赛本概念

把化学能转换成电能的装置叫做化学电源，简称电池。

化学能和电能可以互相转换的电池叫蓄电池。

蓄电池需要用直流电源给予它电能（即充电），使在放电过程中放出化学能量的物资还原。

这种还原过程将电能转换为化学能而储蓄起来，待放电时再把化学能转换为电能放出来。

这个过程可以多次反复，故又称为二次电池。

铅酸茜电池的发展历史

•1859年普兰特发明铅酸蓄电池

•1938年A.Dassler提出密封铅酸电池的气体复合原理

•1957年德国阳光公司（Sonnenschein）发明了触变性凝胶的密封铅酸电池

•1971年美国Gates公司发明了超细玻璃棉隔板

（AGM）,实现了电池“密封力的突破

蓄电池在通信中的作用

蓄电池具有电压稳定，供电方便和安全可靠等优点，它与整流器并联运行，改善整流器的供电质量。

当市电突然中断或整流器不工作的情况下，蓄电也将担负起对负载供电的任务，从而保证了通信设备。

铅酸蓄电池主要由正极板组、负极板组、电解液和容器等组成。

根据使用范围.外型结构.正极板结构、额定容量及铅酸蓄电池的性能等进行分类.

按不同用途和外型结构分类：

固定和移动。

通信电源的蓄电池主要是固定型铅酸蓄电

池.

遍估电颈系统中所用

铅酸董电池的类型

固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池（GFD）

固定型阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）

二.VRLA电池的尿理与

关键放术

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•铅酸蓄电池的基本结构

•铅酸电池的充放电原理

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VRLA电池

定型阀控式密封铅酸蓄电池简称

VRLA（Valveregulatedleadacid）

VRLAB（Valveregulatedleadacidbattary）

VRLA电池型号的表示及其意义

•XGFM—XXXX

10小时率额定容量密封

阀控式

固定型单体电池数

GMF330-2V330AH密封阀控蒂电池

VRLA电池的基本结构

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VRLA电池的充放电原理

PbSOi

阀控式密封铅酸蓄电池在充放电过程中的化学反应如下：

PbO2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+

PbSO4

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VRLA电池的氣诟环原理

蓄电池实现密封的电化学反应原理

•正极板反应（产生氣气）

2H2OO2+4H++4e

氧气通过隔板移向负极板表而

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负极板反应

•2Pb+O2PbO2

氧气与海绵状铅发生反应

•2PbO2+2H2SO42PbSO4+H2O

氧化铅与电解液发生反应

硫酸铅的还原

负极板总反应O尹4H++4e=H2O

VRLA电池的两大类技术

•AGM技术:

美国的EXIDE、GNB、C&D；日本的YUASA、GS

•Gel技术：

德国Sonnenshein；

意大利FIAMM

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VRLA电池的关縫放术

•高孔隙率的AGM隔板为。

2的复合提供通道

•电池极群的紧装配，预压缩技术装配压在

40~60KPa

•过量的负极活性物质正、负极板的容量比为1:

1.1-1.2

•高纯度的无鮮板栅合金提高析氢过电位

•开.闭压可靠的安全阀

•开阀压：

10~49KPa闭阀压：

1~10KPa

•恒压限流的充电方式

VRLA电池的优点

1.在电池整个使用寿命期间，无需补加水，调整酸比重等，具有“免维护”的功能；

2.不漏液、无酸雾、不腐蚀设备；

3.自放电小，25C下自放电率小于2%（每月）；

4.电池寿命长，25f下浮充状态使用可达10〜15年；

5.

6.

结构紧凑，放置方便（竖放、卧放），占地面积小;

电池的高低温性能较好，可在一40°C〜+50°C范围

内使用;

7.没何“记忆效应”（指浅循环工作时容量损失）；

比能量较高，大电流放电性能好。

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VRLA电池与防酸式（GF）电池的比校

GF电池的缺点

流动电解液；

不密封；

充放电时析出酸雾，污染环境及腐蚀设备；需经常补加酸和水；不能卧放；

占地面积大，须与通讯设备、开关电源隔离放置。

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AGM和Gel电池的比校

杭州南都电源公司的AGM电池

AGM技术:

内阻小。

超细玻璃棉隔板吸收电

解液，具有93%以上的

孔隙率，其中10%左右

作为。

2的复合通道。

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t#国阳光公司（Sonnenschein）的GeI电池

Gel技术：

内阻较

大，Si（）2胶体吸收电解

液，胶体的微

【裂纹作为

。

2的复合通道，使用初期有酸雾逸出。

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VRLA电池在化学电源中的地位

-性能价格比高

•VRLA电池容量大

•大电流放电性能好。

•无记忆效应

特别适合于备用电源、储能电源和动力电源等应用领域

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25

20

詰15

10

5

0

VRJA电池任所仃化学电源4127%,Ifu任二次电池中所山比例髙达72%,山此町心VRLA电池金整个电化学电游中片仃卒足轻車的地位.

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各种电池的比能量、价格、寿命

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几种电池的对比

各种电池能量密度的对比

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三、VRLA电池在通信系统冲

的应用和维护

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•VRLA电池的结构特点

•VRLA电池在使用、维护和管理上的优点

•VRLA电池的选型和安装

•VRLA电池的运行与维护

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VRLA电池的结构特点

•负极活性物质过剩，负极具自过量的未充电物质，以便建&铅氣循环，一般正负极活性物质比为：

1：

1.1以上，比如正极每片为10安时，则贪极至少为11安时;

•進用透气強的隔膜，玻璃纤维隔肢的孔隙率在90%以

•限気电解液，在硫酸帚:

不影响内部离子传导的而捉卜•，尽量减少硫酸量，否则硫酸液体把隔膜气孔全部淹没，阻碍氧气扩散；

•装配紧密而且均匀，冇利于氣气向负极扩散；

•结构上采川密封安全阀。

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VRLA电池在使用、维护和管理上的

优点

•可靠性

VRLA电池采用密封结构和贫电液阴极吸收式原理设计，正常浮充状态下使用，氧复合效率达96%以上，析气量极少，水损失少，无酸雾逸出，无有毒有害气体溢出，即使偶而过充，有少量气体也可通过单向压力控制阀向外排出，电池壳不致压另过大而烁裂。

•方便"生

VRLA电池正常的使用与维护保证电池具有良好的性能，严格控制电池的充放电制度，采用规定的电压进行浮充和均痔充电，无须彳直班人员过多操心电池组胡充电过#呈，无须添加蒸馅禾，也无须经常检测电池端电压、比重及温度，只须定期检测电池端电压和放电容量即可。

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•适用性

VRLA电池不腐蚀设备，不污染环境,可与电子设备放在一起使用，无须专门用于电池放置和维护的房间，维护工作量大大减少。

而且电池安装可采用迭放式电池架，占地面积小，节约了电源系统的投资费用。

•灵活性

‘行安、工式理进池列据柜处须电多根、电无。

层构面充时肇结地成装工用装用化安琐采安采过在烦以；可行户等可列，<■用度式多定已以密方层而。

池所酸装多施等电，整安和込式LA厂调，层与箱VR出和活多地和电液灵列场式荷加装单作架

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VRLA电池白勺选型和安装

•正确选择型号与容量

•安装方式

•连接方式与导线

•贮存注意事项

•安装注意事项

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正确选择型号与容量

一般VRLA电池200Ah以上为2V,200Ah以下为6V或12V。

我国行业标准最大容量为3000AhoVRLA电池是IOHt率标称容量。

电池放电电流过大，则达不到标准容量。

因此，应扌艮据设备负荷.电压大小、市电供应情况.开关电源情况等因素来选择合适容量电池。

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•一般计算如下式：

Q=P/Vxtx1.2/k

式中：

Q：

选用的蓄电池的容量（Ah）;

P:

使用设备的功率（W）;

V：

用电设备的直流标称电压（V;）T:

偿电后需要使用时间（h）;

K:

索数，一般取0.5左右。

安装方式

VRLA电池有高形与矮形两种设计。

高形电池体积大.高度高、重量大、浓差极

化大影响电池充放电性能，只好卧式使用,高形电池多为初期第一彳弋设计。

矮形电池是目前普遍设计，它克服了高形电池设计缺点，多立放。

安装方式要根据工作空间大小、地面负荷程度.与相关设备的距离,

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连接方式与导线

VRLA电池实际应用中，大电流放电性能特别重要，大电流放电，除测试电池本身性能外，连接方式和导线的电压降也是至关重要的。

•连接方式

考虑800Ah以上电池多路关联时，连接线使用多，要始终贯彻“多串少并，先串后并”的原则。

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心存注意事项

•蓄电池在安装前可在0-35°C的环境温度下存放，存放期不能超过6个月，存放期为3-6个月的电池应进行补充电。

•蓄电池存放地点应千燥、清洁、通风，不能置于有大量红外线放射线辐射、有机溶剂及腐蚀气体的环境中，远离火源，避免阳光直射。

•蓄电池在存放中应保持正立，端面不能受压，安全阀不能松动，不得将无外包装木箱的电池重叠堆放。

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安装注意事项

•蓄电池的全浮充预期寿命在25°C时为10-15年，如果实际使用的蓄电池平均温度为35°C,则蓄电池浮充预期寿命仅为5-6年，所以尽量保持蓄电池室温度在10-30°C之间。

•蕃电池使用环境应干燥、清洁、通风，不能有大量放射线.红外线辐射、有机溶剂、腐蚀气体，避免阳光直射。

•取暖器或空调通风孔不应直接对着蓄电池，应尽量使蓄电池组各部位温差不超过3°C,建议采用红外线测温仪来检测蓄电池各部位的温度。

•蓄电池可采用制造厂提供的电池柜或电池安装架，蓄电池安装在楼上时应向土建部门提出负荷要求，抗震烈度为7级以上地区，应设计防震支架并采用地脚螺栓固定，使应力扩散。

•阀控电池系带液荷电出厂，电池内有电液并已充电，安装过程中应小心搬运，安全阀不允许松动，严禁短路。

•蓄电池组安装时应尽量靠近负载，选用的电缆、铜排、连接线要合适，以免增加线路压降，多路并联使用时，应尽量使线路压降大致相同，且每组电池配保险丝。

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•电池组电压较高，存在电击危险，在装卸导电电缆（铜排、连接线）时，应使用绝缘工具，戴防护手套。

•脏污的接触面或连接不牢固均可能引起蓄电池端子部位温度升高打火，并可能引起火灾，蓄电池安装时应保持连接电缆（铜排、连接线）和电池输出端面清洁、连接牢固。

单体电池采用不锈钢螺栓、镀锡的铜排（连接线、电缆）、平垫圈串联连接，螺栓一定要拧紧（扭矩为>15N-m）。

•蓄电池系统安装结束后，应认真检查电池系统的总电压.单体开路电压，正.负极性，均充、浮充电流，检查输出端子与安装柜架间的电阻,以确认系统安装及设置的正确性。

•蓄电池与充电装置或负载连接时，电路开关应位于断开位置，校对好电压和极性、保证连接正确（蓄电池正极与充电装置正极连接，负极与负极连接）°

•同一只蓄电池的各单格不得作为分体串接使用。

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•请勿将不同容量，不同制造厂家的电池或新旧电池混装。

•电池并联或串联使用时，请保持电池间留有10-20mm的间隙。

•请将电池远离火源并防止短路；电池不要与有机溶剂接触。

•电池应安装牢固，不得松动或正、负极反接

•请勿将电池置于密闭箱内使用.

•电池为密封免维护，请您切勿打开气道盖补充液体，以免发生危险。

蓄电池的运行与维护

•1993年美国电气电工程学会、VRLA电池组组长、电化学蓄能系统公司总裁DavidFeder在美国电报电话公司谈到：

“VRLA电池的无需维护特性，的确造成一些用户误解，它虽无需维护，但并不意味着无需进行常规管理工作，必须认识到，无需维护不等于无需管理。

VRLA电池不能采用一般传统的测忒方法来确定其充电和俺康状态,应选用实效的方法去测量它"。

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