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密封阀控式密封铅酸蓄电池充放电过程与其注意事项

收藏本文 2024-01-24 点赞:22419 浏览:96989 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:阀控式铅酸蓄电池又称免维护蓄电池,其基本特点是使用期间不用加酸加水维护,电池为密封结构,不会漏酸,也不会排酸雾,电池盖子上设有单向排气阀(也叫安全阀),该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值(通常用气压值表示),即当电池内部气压升高到一定值时,排气阀自动打开,排出气体,然后自动关阀,防止空气进入电池内部。下面以大同二电厂II期扩建工程110V铅酸蓄电池为例对蓄电池初次充放电过程做一浅析,以使我们更好地了解和维护阀控式密封铅酸蓄电池。
关键词:阀控式铅酸蓄电池充放电过程

1、阀控式密封铅酸蓄电池的初次充电与充电特性

1.1蓄电池的初次充电过程
初次充电的实质,就是使正极板的有效物质变成二氧化铅,负极板的有效物质变成铅棉的过程。也就是使正、负极板进行充分的化学反应。初次充电操作是否正确,对蓄电池的寿命以及投入运行后的电性能有极大的关系,如果初次充电的电流过大、中途停顿、电解液温度过高等,都会直接影响到极板上、参加化学反应的数量,同时也会使蓄电池的极板受到损坏,并影响投入运行后的容量和寿命。
在大同二电厂II期扩建工程中,主厂房新安装的蓄电池,其充电过程采用限流恒压充电方式,第一步进行恒流充电:I=(0.08~0.1)C,C为蓄电池容量;即:110V蓄电池恒流充电电流为100A,220V蓄电池恒流充电电流为180A。当单格电压达到(2.35±0.02)V时转为恒压充电。第二步恒压充电:将电池组总压恒定在(2.35±0.02)×N(V),即:110V蓄电池恒压充电电压为122V,220V蓄电池恒压充电电压为244V;恒压充电时电流逐渐下降,当电流降至0.01C10(A)以下,即110V蓄电池电流降至10A以下,220V蓄电池电流降至20A以下,保持3~5小时不变,再恒压3~5小时即可转为浮充电。
1.1.1恒流充电特性
充电开始时,两极板上立即有硫酸析出,有效物质细孔内的电解液密度骤增,蓄电池电动势很快上升,必须提高外加电压,才能保持恒定的电流充电。充电中期,电动势增加缓慢,内电阻逐渐减小,故维持恒定电流,只需缓慢提高电压。充电至未期,正负极板上的硫酸铅已大部分还原为二氧化铅和铅棉,此时充电电压约为2.3V。如果继续充电,则使大量的水被电解,在正极板上释出氧气,负极板上释出氢气,吸附在极板表面的气泡使内电阻大大增加。因此为了维持恒定的充电电流,必须急速提高外加电压到2.5~2.6V。
1.1.2恒压充电与限流恒压充电
恒压充电是蓄电池运行时常用的充电方法,有些蓄电池的初充电也使用这种充电方法。恒压充电的充电电压一般取每只为2.25~2.35V,比蓄电池的电动势高。充电开始时电流较大,随着蓄电池电动势的升高,充电电流逐渐减小。这种充电方法用于蓄电池初充电或深放电后再充电时,开始阶段的充电电流将大于合理值,但一般不超过允许值。
限流恒压充电,是对恒压充电的改进,但充电设备较复杂,要求有限流功能。对一般固定铅酸蓄电池的充电电压一般仍是每只取2.25~2.35V,限流值一般宜取(0.07~0.1)C10A。有的密封铅酸蓄电池允许承受较大的充电电流,其限流值允许取至0.2C10A。
1.1.3充电过程中的注意事项:
①.蓄电池初次充电时,往往经过一次充电后,尚不能使极板上的全部有效物质变成二氧化铅和铅棉,所以蓄电池还达不到额定容量。因此,给蓄电池进行初充电时,必须经过若干次的“充电—放电”循环,并要进行放电容量试验,直到蓄电池达到额定容量后,初次充电才算完成。
②.初次充电是否完成,可由下列现象来判断:1、每个蓄电池均产生强烈的气泡。2、单个蓄电池的电压升到

2.6V以上.3、电压和电解液的密度升至稳定,在3小时内不再继续上升。

③.为了减少在蓄电池充电时用于电解水阶段的电能消耗,应在电解液开始冒气泡时就减小充电电流,一般不超过额定充电电流的百分之五十,使蓄电池的充电更充分和合理。
④蓄电池在充电过程中应注意单体电池的温度偏高或者电压升高过快,(最佳使用温度为10~30℃)如有此类情况应及时停止充电,与相关厂家联系进行处理。

2、阀控式密封铅酸蓄电池的放电特性与蓄电池的容量

2.1蓄电池的放电特性
蓄电池放电时的一般化学反应方程可写成
Pb+PbO2+2H2SO4PbSO4+ PbSO4+2H2O
从化学反应式可知,铅酸蓄电池在放电时,正负极板都变成了硫酸铅,消耗了电解液中的硫酸,同时析出水,使电解液的密度减小。
随着活性物质表面处硫酸浓度的继续下降,与主体溶液之间的浓度差加大,促进了硫酸向电极表面的扩散过程,于是活性物质表面和微孔内的硫酸得到补弃。在一定的电流放电时,在某一段时间内,单位时间消耗的硫酸量大部分可由扩散的硫酸予以补充,所以活性物质表面处的硫酸浓度变化缓慢,电池端电压比较稳定。但是由于硫酸被消耗,整体的硫酸浓度下降,又由于放电过程中活性物质的消耗,其作用面积不断减少,真实电流密度不断增加,过电位也不断加大,故放电电压随着时间还是缓慢地下降。
随着放电继续进行,正、负极活性物质逐渐转变为硫酸铅,并向活性物质深处扩展。硫酸铅的生成使活化物质的孔隙率降低,加剧了硫酸向微孔内部扩散的困难,硫酸铅的导电性不良,电池内阻增加,这些原因最后导致在后期,电池端电压急剧下降,达到所规定的放电终止电压。
2.2蓄电池的容量
阀控式铅酸蓄电池的实际容量与放电制度(放电率、温度、终止电压)和电池的结构有关。
蓄电池的容量决定于起化学反应的有效物质和数量,它和许多因素有关,如极板的类型、面积的大小和极板数目、电解液密度和数量、放电电流的大小、最终放电电压的数值以及温度等。
蓄电池的容量还与电解液的温度有关。因为温度改变时,电解液的粘度就会改变,影响电解液的渗透和扩散作用,从而影响到蓄电池的电动势和容量。温度的降低引起蓄电池容量有所减小,运行中蓄电池室的温度不得低于10度
2.3蓄电池放电及容量测定过程中的注意事项:
①.温度对电池容量的影响
环境温度对电池的容量影响较大,随着环境温度的降低容量减小。环境温度变化1℃时的电池容量变化称为容量的温度系数。
根据国家标准,如环境温度不是25℃,则需将实测容量按以下公式换算成25℃基准温度 时的实际容量Ce,其值应符合

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标准。
公式中:t是放电时的环境温度
K是温度系数,10hr的容量实验时K=0.006/℃,3hr的容量实验时K=0.008/℃,
1hr的容量实验时K=0.01/℃
②.为保证蓄电池的使用寿命,最好不要使蓄电池有过放电。
③.放电前,应提前对电池组做均充,以使电池组达到满充电状态,一般以2.35V/单体充电12小时,静置12-24h。
④.在放电过程中,考虑到检测负载上的电流表显示准确度不够,需用钳形电流表对放电电流进行检测,根据钳形表的实际显示,对检测负载进行调整,使电池组放电电流到要求的放电电流,等放电5分钟左右,开始记录电池组的总电压、单体电压、放电电流、环境温度以及连接条的温度等。
⑤.放电结束,先让检测负载空载,接着再断开电池组与检测负载的连接,把电池与开关电源连接上,此时应注意已经放过电的电池组与整流器之间的压差较大,连接时可能会出打火现象,最好是先调低开关电源的浮充电压值,使开关电源的浮充电压值尽量接近电池组的开路电压,以减小火花。
作者简介:
王福新,男,汉族,生于1984年,山西大同人,毕业于华北电力大学。

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