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所屬欄目:化學論文 發(fā)布日期: 熱度:
。壅荩好芊忾y控鉛酸電池以其密封、免維護、自放電小、性能穩(wěn)定、經(jīng)濟實用等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)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(nèi)阻是反映電池內(nèi)部的參數(shù),電池內(nèi)阻變大,端電壓降低,加劇了電池的老化現(xiàn)象,對電池組存在極大的事故隱患,定時檢測,及時調(diào)整老化電池,延長電池壽命,提高系統(tǒng)的高效安全運行。
。坳P(guān)鍵詞]:閥控鉛酸蓄電池,失效機理,定期檢測
一、 閥控電池的失效機理
閥控式鉛蓄電池是一個復(fù)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(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)、及電池運行狀態(tài)和條件等。它的失效因素也是非常多的,基本上可分為三類:
1、 電池設(shè)計結(jié)構(gòu)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(tài)下,正負極板上反應(yīng)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(chǎn)生水,降低了酸度,而正極反應(yīng)產(chǎn)生H+,加速了正極板柵的腐蝕。
1.2水損失
由于再化合反應(yīng)不完全及板柵腐蝕引起水的損失,當每次充電時,由于產(chǎn)生氣體的速率大于氣體再化合速率,導(dǎo)致一部分氣體逸出,造成水的損失。
1.3 枝狀結(jié)晶生成
當電池處于放電狀態(tài),或長期以放電狀態(tài)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(jié)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(yīng)
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(yīng)的發(fā)生,無論電池處于充電或放電狀態(tài),負板總有硫酸鉛存在,使負極長期處于非完全充電狀態(tài),形成不可逆硫酸鉛,使電池容量減少,導(dǎo)致電池失效。
1.5 熱失控
在充電過程中,電池內(nèi)的再化合反應(yīng)將產(chǎn)生大量的熱能,由于蓄電池的密封結(jié)構(gòu)使熱量不易散出,導(dǎo)致電池溫升過高失效。
2、生產(chǎn)電池工藝質(zhì)量的因素
在實際情況中,由于電池生產(chǎn)工藝質(zhì)量的問題,如原材料成份不穩(wěn)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。
二、 蓄電池的檢測方法
整組電池充電的特性是,如電池組內(nèi)有一個或幾個內(nèi)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(zhuǎn)為浮充狀態(tài),以恒定電壓和小電流給電池組充電,其余狀態(tài)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(jīng)多次浮充-放電-均充-放電-浮充的惡性循環(huán),容量不斷下降,電池后備時間縮短。結(jié)論:如不定時檢測,找出老化電池給與調(diào)整,電池組的容量將變小,電池壽命縮短,影響系統(tǒng)的高效安全運行。
由于蓄電池在實際應(yīng)用中作為后備電源使用,是保證不間斷供電的關(guān)鍵設(shè)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(guī)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:
1、 放電法
將電池組脫離供電系統(tǒng),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(guī)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。
2、 蓄電池電壓巡檢
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在線對電池電壓進行檢測,根據(jù)每節(jié)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(yīng),效果較差。
3、測量電池內(nèi)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(zhì)可用量減少等集中表現(xiàn)于電池內(nèi)阻的增大、電導(dǎo)的減小,因此,電導(dǎo)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(jié)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(xiàn)了電池在線檢測系統(tǒng),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(shè)備有限公
文章標題:鉛酸蓄電池的失效機理及檢測
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