YUASA 汤浅蓄电池 NP系列电池是汤浅公司凭借八十多年的生产经验,加上不断的科研,配合市场的趋向而生产的电池,具有高性能、经济维护省力等特点,符合客户的要求。随着电子科技日新月异的发展,汤浅NP系列免维护阀控式铅酸蓄电池已被更广泛地使用,并得到广大用户的好评。
维护简单
充电时,电池内部产生的氧气大部分被极板吸收还原成电解液,基本没有电解液减少。
持液性高
电解液被吸收于特殊的隔板中,保持不流动状态,所以即使倒下也可使用。(倒下超过90度以上不能使用)
安全性能卓越
由于极端过充电操作失误引起过多的气体可以放出,防止电池的破裂。
自放电极小
用特殊铅酸合金生产板栅,把自放电控制在最小。
寿命长、经济性好
电池的板栅采用耐腐蚀性好的特种铅钙合金,同时采用特殊隔板能保住电解液,再同时用强力压紧正板活性物质,防止脱落,所以是一种寿命长、经济的电池。
内阻小
由于内阻小,大电流放电特性好。
深放电后有优良的恢复能力
万一出现长期放电,只要充分充电,基本不出现容量降低,很快可以恢复。
汤浅蓄电池NP系列特征:
无游离酸,电池可倒放90°安全使用。极低的电解液比
汤浅蓄电池NP系列设计寿命
5年
汤浅蓄电池NP系列规格:
电压(V) 容量(Ah) 参考尺寸(毫米) 参考重量(kg)
长 宽 总高度
NP1-6 6 1.0(20小时率) 51 42.5 54 0.25
NP4-6 6 4.0(20小时率) 70 47 105 0.85
NP10-6 6 10(20小时率) 151 50 97.5 2
NP0.8-12 12 0.8(20小时率) 96 25 61.5 0.35
NP1.2-12 12 1.2(20小时率) 97 47.5 54 0.57
NP2-12 12 2.0(20小时率) 150 20 89 0.7
NP2.3-12 12 2.3(20小时率) 178 34 64 0.94
NP2.6-12 12 2.6(20小时率) 134 67 64 1.12
NP7-12 12 7(20小时率) 151 65 97.5 2.65
NP24-12 12 24(20小时率) 175 166 125 8.65
NP38-12 12 38(20小时率) 197 165 170 13.8
NP65-12 12 65(20小时率) 350 166 174 22.8
NP100-12 12 100(20小时率) 407 172.5 240 35
阀控铅酸蓄电池在现场的工作方式主要是浮充工作制,浮充工作制是在使用中将蓄电池组和整流器设备并接在负载回路作为支持负载工作的后备电源,浮充工作的特点是,一般说电池组平时并不放电,负载的电流全部由整流器供给。当然实际运行中电池有局部放电以及由于负载的意外突然增大而放电。
9.4.2.2浮充充电作用
蓄电池组在浮充工作制中有两个主要作用
①当市电中断或整流器发生故障时,蓄电池组即可担负起对负载单独供电任务,以确保通信不中断。
②起平滑滤波作用。电池组与电容器一样,具有充放电作用,因而对交流成分有旁路作用。这样,送至负载的脉动成分进一步减少,从而保证了负载设备对电压的要求。
9.4.2.3浮充电压的原则
①浮充电流足以补偿电池的自放电损失。
②当蓄电池放电后,能依靠浮充电很快地补充损失的电量,以备下一次放电。
③在该充电电压下,电池极板生成的PbO2较为致密,以保护板栅不致于很快腐蚀。
④尽量减少O2与H2析出,并减少负极盐化。
⑤浮充电压的选择还要考虑其它的影响因素,如电解液浓度对浮充电压的影响、板栅合金对浮充电压的影响等。
根据浮充电压选择原则与各种因素对浮充电压的影响,国外一般选择稍高的浮充电压,范围可达2.25—2.33V,国内稍低,2.23—2.27V。
9.4.2.4浮充电压的温度补偿
浮充充电与环境温度有密切关系。通常浮充电压是指环境25℃而言,所以当环境温度变化时,需按温度系数补偿,调整浮充电压。不同厂家电池的温度补偿系数不一样,在设置充电机电池参数时,应根据说明书上的规定设置温度补偿系数,如说明书没有写明,应向电池生产厂家咨询确定。
9.4.3 关于均衡充电的问题
所谓均衡充电,就是均衡电池特性的充电,是指在电池的使用过程中,因为电池的个体差异、温度差异等原因造成电池端电压不平衡,为了避免这种不平衡趋势的恶化,需要提高电池组的充电电压,对电池进行活化充电。
9.4.3.1关于阀控铅酸蓄电池的均衡充电
①均衡充电的概念是在老式铅酸电池使用中提出的,目前大多数的阀控式电池都明确提出“电压均衡、化成彻底”。而“电池内不形成酸层,无需进行均衡充电”。
②均衡充电会对阀控式电池造成损害。均衡充电电压对于大多数电池来说,都是较高的浮充电压。此时,大多数正常电池都处于过充电状态。不能复合的气体在电池内部形成一定的压力,压力超过安全控制阀阀值时,阀门打开,气体从控制阀中排出。
③在以前的电池维护中,伴随着均衡充电的过程是进行电池电解液比重的调整,也就是说采用添加蒸馏水的办法补充水量,以保持电池的均衡性。但在免维护电池中,在现有的维护制度下是不加水的,这样一来,将不可避免造成电池的失水、电池干涸。
9.4.3.2如何保证阀控铅酸蓄电池端电压的一致性
①电池端电压的决定性因素
首先,主要是电解液浓度和极板材料。电池失水,电解液浓度必然增大,使电池的端电压升高。其次,与安全阀的开启有关。如安全阀的压力过低,必将造成电池过早失水、端电压上升。第三,串联电池之间的连接状态是不同的,浮充时,会出现充电不足。当电池遇到深放电再进行恢复性充电时,难以恢复的电池,将造成电池端电压偏低。
②电池端电压的保证手段
既然电池会存在端电压不一致,又不允许电池进行均衡充电,那么应如何确保电池端电压的一致呢?首先应从电池的原材料、生产环节保证电池电压的一致性。比如电池材料的选择,特别是电解液、极板、压力控制阀等关键材料的选择。其次要确保电池安装的质量,保证电池安装状态的一致性。如,电池的连接方法、扭力的均衡性等。第三,还要在维护中予以关注。对于落后的电池要进行恢复性充电,应定期检查控制阀的工作状态。
10 铅酸蓄电池的维护
10.1日常维护
以前错误地认为阀控蓄电池是免维护蓄电池,很容易给人造成是无须维护而不闻不问。其实蓄电池的变化是一个渐进的过程,为保证电池的良好使用,作好运行记录是相当重要的,每月应检查的项目如下:
①单体和电池组浮充电压。
②电池的外壳和极柱温度。
③电池的壳盖有无变形和渗液。
④极柱、安全阀周围是否渗液和酸雾溢出。
10.2 连接条是否拧紧
电池的连接条松动,会使连接处的接触电阻增大,在大电流充、放电过程中,很容易使连接条发热甚至会导致电池盖的熔化,情况严重的可能引发明火。
10.3 电池的内阻
已运行了4年以上的电池,有可能会导致电池的内阻增大及个体之间内阻差异,这种情况一般是要求相关厂家对电池进行活化处理,降低内阻,恢复电池容量。
10.4 电池的电压
有些厂家电池采用厚极板设计,使电池的寿命得到提高,但对于电池电压的均匀性就较难控制,一般需运行两年以上电压才会逐渐均匀,此外电池电压偏低的还可以对整组电池进行浅放电,看该电池的放电电压是否明显偏低,若明显低的话,就要联系相关厂家进行处理。
10.5 电池的容量检测
对于已运行三年以上的电池,最好能每年进行一次核对性放电试验,放出额定容量的30--40%(额定容量按实际放电率计算),每三年进行一次容量放电测试,放出额定容量的80%,记录电池单体电压和总电压。
10.6要及时充电
蓄电池放电时就开始了盐化反应,充电将具有活性的硫酸铅及时转化为海绵状铅和二氧化铅,若放置12小时以上,活性的硫酸铅就会再次结晶成为较大晶体颗粒,成为不可逆的硫酸盐。
10.7 要定期完全放电
在浮充状态下工作,应定期进行完全放电,以活化电池的极板物质,并检测电池的实际容量。
10.8 不可欠电贮存
长期停用的电池,要将电池充满电再存放,至少每个月要充电一次。
10.9 电池的混用
电池新、旧混用可能会导致电池的实际负荷电流不一样,所以应尽量避免混用。
10.10 蓄电池的使用环境
阀控蓄电池应安装在远离热源和易产生火花的地方,在清洁的环境中使用。建议电池室温在15℃ 至35℃之间,最好安装空调,控制温度在25℃左右。潮湿、通风不畅、太阳照射等环境必然会使阀控蓄电池的寿命缩短。因此环境清洁、良好的通风条件、环境温度以及避免阳光直射是十分必要的。另外为了方便蓄电池的维护,选择机房时要留有适当的维护空间。 对于浮充使用的VRLA电池,即使是浮充电流很小,但在长期浮充状态下,除浮充电流一部分用于电池自放电生成的PbSO4转为正负极活性物资以外,不避免的,浮充电流另一部分则用于水的电解,使正极析出氧气,负极析出氢气。
氧和氢气的产生使电池内部失水,电解液密度发生变化,也使电池难以密封。从铅酸蓄电池诞生以来,人们都一直在寻求电池的密封,以此减少对电池的维护。VRLA电池的出现,实现了电池的密封,电池密封的关键技术是氧在电池内部的再复合实现氧的循环,以及采用AGM隔板吸收电解液,使电池内部没有流动的电解液,氧的复合原理如图3、4所示:
正极充电过程中因电解水析出的氧气,通过AGM隔板的孔隙,迅速扩散到负极,与负极活性物质海绵状铅发生反应生成氧化铅(PbO),负极表面的PbO遇到电解液H2SO4发生化学反应生成PbSO4和H2O,其中PbSO4再充电而转变为海绵状Pb,生成的H2O又回到电解液,因氧气的再复合,避免了水的损失,从而实现了电池的密封。
铅酸蓄电池实现密封的措施:
1) 选择高孔隙率AGM隔板,孔隙率在93%以上,为氧的复合提供通道
2) 采取定量灌酸,使玻璃棉隔板在吸收电解液以后,仍有5—10%的孔隙率未被电解液充满,因此VRLA电池又称为贫液式电池。
3) 过量的负极活性物资,正、负极板的容量比一般为1:1.1~1:1.2,这样在正极充足电以后,负极仍未充足电,以防止氢在负极析出,若氢气大量析出是无法复合的。
4) 电池集群的紧装配,采取集群预压缩技术,将装配压在40—60Kpa之间,以保证AGM隔板与正负极板表面能够良好接触,因为VRLA电池的电解液主要靠AGM隔板提供。
5) 高纯度Pb—Ca—Sn—Al无锑板栅合金,因为Pb—Ca合金比Pb—Sb合金有更高的析氢过电位,从而能够降低因板栅腐蚀而析出氢气的可能性。
6) 开闭阀压力稳定可靠的安全阀,通信用VRLA电池的标准要求开阀压10—35Kpa,闭阀压3—15Kpa,开闭阀压力较接近,可减少气体排放和水的损失。
7) 采用恒压限流的充电方式,VRLA电池对过充电较为敏感,过充电会加速电流的损坏,恒压限流充电可防止过充电和热失控。
3.VRLA蓄电池的自放电原理:
电池自放电原因:
1) 正极活性物质与电解液的反应;
2) 正极活性物质与板栅合金之间的反应;
3) 正极活性物质与负极析出氢气的反应。
四.VRLA电池的两大类技术
应用同样的氧复合原理,但由于采用不同的固定电解液技术和不同的氧复合通道技术,因此可分为两大类型的VRLA电池,即AGM技术和GEL技术(胶体),故又称为AGM电池和胶体电池。这两类电池各有优劣,目前在电信、电力等市场上应用的仍以AGM电池为主。
1、AGM技术
采用AGM技术的VRLA电池,AGM隔板采用U形包覆法(也可采用S形包覆法)。采用AGM技术的VRLA电池的特点:内阻小,以超细玻璃棉隔板吸取电解液,使电池内没有电解液,AGM隔板具有93%以上的孔隙率,而其中10%左右的孔隙作为由正极析出的O2到负极再复合的通道,以实现氧的循环,达到电池密封的目的。
2、Gel技术(胶体技术)
以德国阳光公司采用Gel技术生产的OPZV胶体电池为典型代表。
胶体电池的特点:内阻较大,采用触变性SiO2胶体吸收电解液,使电解液不流动。
以胶体的微裂纹O2的复合通道。胶体电池使用初期由于胶体未能形成大量微裂纹,氧的复合效率较低。
五、VRLA电池的失效模式
VRLA电池尽管有许多的优点,但它和所有电池一样也存在可靠性和寿命问题。VRL电池文献报道:其使用寿命为15年左右(25℃浮充使用)。但国内外的VRLA电池在实际使用过程中,均出现过提前失效的现象。目前造成VRLA电池的失效模式主要有板栅的腐蚀与增长、电解液干涸、负极硫酸盐化、早期容量损失(PCL)、热失控等。