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铅酸蓄电池的工作特点及主要指标




蓄电池是将电能转换成化学能储存起来, 需要时将化学能转变成为电能的一种储能装置。 蓄电池由正负极板、 隔板 ( 膜 ) 、 电池槽 ( 外壳 ) 、 排气阀或安全阀以及电解液 ( 硫酸 ) 五个主要部分组成。

目前, 通信行业已广泛使用阀控式密封铅酸蓄电池 ( 免维护电池 ) 。 虽然固定型铅酸蓄电池在安装阶段需要现场配置电解液, 维护阶段需要周期性测试电解液浓度和随时配比硫酸浓度 , 维护成本偏高, 但电池组容量可按实际需求设计, 电池内部电解液处于液体流动状态 ,有利于电解液和极板充分化学反应 , 在集中供电的核心机房, 电池组容量很大时仍有采用。

1 . 阅控式密封铅酸蓄电池由正负极板 、 隔板、 电解液 、 安全阀 、 外壳等部分组成。正负极板均采用涂浆式极板, 具有很强的耐酸性 、 很好的导电性和较长的寿命, 自 放电速率也较小。 隔板采用超细玻璃纤维制成, 全部电解液注人极板和隔板中 , 电池内没有流动的电解液, 顶盖上还备有内装陶瓷过滤器的气阀, 它可以防止酸雾从蓄电池中逸出 。 正负极接线端子用铅合金制成, 顶盖用沥青封口 , 具有全封闭结构。

在这种阴极吸收式阀控密封铅酸蓄电池中 , 负极板活性物质总量比正极多15%, 当电池充电时, 正极巳 充足 , 负极尚未到容量的90% , 因此, 在正常情况下 , 正极会产生氧气, 而负极不会产生难以复合的氢气。 蓄电池隔板为超细玻璃纤维隔膜, 留有气体通道,解决了氧气的传送和复合问题。 在实际充电过程中 , 氧气复合率不可能达100%。 如果充电电压过高 , 电池内会产生大量的氧气和氢气 , 为了释放这些气体, 当气压达到一定数值, 电池顶盖的排气阀会 自动打开, 放出气体; 当气体压力降到一定值后 , 气阀能 自动关闭 , 阻止外部气体进人。

在该电池中 , 负极板上活性物质 ( 海绵状铅 ) 在潮湿条件下, 活性很高, 能够与正极板产生的氧气快速反应, 生成水, 同时又具有全封闭结构 , 因此在使用中一般不需要加水补充。

2. 蓄电池的主要指标包括电动势 、 内阻、 终了电压、 放电率 、 充电率、 循环寿命。

( 1 ) 电池 电动势 ( E ) : 蓄电池在没有负载的情况下测得的正 、 负极之间的端电压, 也就是开路时的正负极端子电压。

( 2 ) 蓄电池的内阻 ( R ) : 在蓄电池接上负载后 , 测出端子电压 ( U) 和流过负载的电流 ( 1 ), 这时蓄电池的内阻 ( R ) 为 ( E-U ) /1。 蓄电池的内阻应包括: 蓄电池正负极板、 隔板 ( 膜 ) 、 电解液和连接物的电阻。 电池的内阻越小, 蓄电池的容量就越大。

( 3 ) 终了 电压 : 是指放电至电池端电压急剧下降时的临界电压。 如再放电就会损坏电池 , 此时电池端电压称为终了 电压。 不 同 的放电率有不同 的放电终了 电压, U终=1.66+0.0175h, 式中h为放电小时率, 若采用1小时放电率, u.终=1.66+0.0175 x 1= 1.68V,若用10小时率放电 , u.终=1.66+0.0175 x 1O=1.835V 。

( 4 ) 放电率: 蓄电池在一定条件下 , 放电至终了 电压的快慢称之为放电率。 放电电流的大小 , 用时间率和电流率来表示。 通常以 10小时率作为放电电流, 即在lOh内将蓄电池的容量放至终了 电压。 蓄电池容量的大小随放电率大小而变化, 由于在大电流放电时,极板表面与周围硫酸迅速作用 , 生成颗粒较大的硫酸铅, 阻挡了硫酸进入极板内部与活性物质的电化作用 , 所以电池电压下降快, 放出容量小。 在低放电率时, 电解液可以充分渗透, 电化作用深入极板内部, 放出的容量相对较大。

( 5 ) 充电率 : 蓄电池在一定条件下 , 标称容量与充电电流的比称之为充电率。 常用的充电率是10h率, 即放电终了后的电池组充电的时间至少需lOh, 才达到充电终期 ( 电池充满 ) 。 当缩短充电时间时, 充电电流必须加大, 反之, 充电电流可减少。 具体充电所需时长与电池内剩余的电量有关。

( 6 ) 循环寿命 : 蓄电池经历一次充电和放电 , 称为一次循环。 蓄电池所能承受的循环次数称为循环寿命。 固定型铅酸蓄电池的循环寿命约为300 - 500次, 阅控式密封铅酸蓄电池的循环寿命约为1000 - 1200次, 使用寿命一般在10年以上。