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1.蓄电池是一种将化学能与电能互相转换的装置。
2.在充电时,电能转换为化学能,正极上的硫酸铅失去两个电子后转变成二氧化铅,失去的电子通过外线路上的负载转移到负极上,负极上的硫酸铅得到两个电子后转变成海绵状铅(Pb)。
3.在放电时,化学能转换为电能,整个过程正好相反。
4.上述过程用化学反应方程式表示即为:
对常规铅酸蓄电池,在蓄电池充电后期,充入的电流主要消耗在电解液中水的分解,导致在蓄电池的正极产生氧气,在负极产生氢气。这些气体从蓄电池中不断逸出,会导致电解液逐渐失水,从而导致蓄电池性能下降,甚至电池干涸。因此常规蓄电池需要定期补加水。
阀控密封铅酸蓄电池采用密封技术(或氧气再化合技术),即在设计上抑制氢气的析出,同时,使蓄电池充电后期产生的氧气在内部几乎完全再化合,无剩余气体排放。电池几乎不失水,因此该电池在整个使用过程中不需补加水。
密封铅酸蓄电池充电后期以前的过程和常规铅酸蓄电池基本一样。但在蓄电池充电末期或过充电过程中,蓄电池充入的电量基本用于氧气的再化合过程,此时在电池内发生的氧气再化合反应如下:
(1) 正极上的反应(氧气的产生)
2H2O → O2 + 4H+ + 4e- ①
在正极产生的氧气,穿过超细玻璃纤维(AGM)隔膜到达负极表面并在负极发生一系列反应。
(2) 负极上的反应
2Pb + O2 → 2PbO ②
2PbO + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O ③
2PbSO4 + 4H+ + 4e- → 2Pb + 2H2SO4 ④
负极上总的反应为
O2 + 4H+ + 4e- →2H2O ⑤
通过以上反应,在正极上产生的氧气穿过超细玻璃纤维隔膜(AGM)传输到负极,完全被负极所吸收;正极上所消耗的水(电解液),在负极上的反应③中又重新生成,穿过隔膜又回到正极(如图3-1所示),完成了H2O→O2→H20循环。负极活性物质经过一系列的反应,也完成了Pb→PbO→PbSO4→Pb的循环。使电池内多余的气体产生和净的物质(H2O、O2、Pb、PbO、PbSO4)生成。因此,电池不需要补加水,可以密封免维护。由于在不正常使用等特殊情况下,电池内反应平衡可能被打破,可能产生少量多余的气体,电池装有安全阀,当电池内气压超过
一定数值时,安全阀开启,以便将多余气体排出;当电池内气压低于一定气压时,安全阀自动关闭,以隔绝电池外部气体进入,故该类电池又称阀控式密封铅酸蓄电池。
1.在一定的放电条件下(放电率、温度、终止电压)电池放出的电量就是电池的容量,容量的单位是安培小时(Ah)。符号表示为"C".
2.额定容量是设计和生产电池时,规定或保证在指定的放电条件下,电池应该放出的最低限度的电量。GFM系列电池规定在10小时内放出的容量为额定容量,符号表示为"C10".FM系列电池规定在20小时内放出的容量为额定容量,符号表示为"C20".
3.实际容量是电池在实际使用的条件下放出的容量,当放电率不同时电池给出的实际容量也不同。
放电率即放电速率,表示电池放电时的电流强度的大小,一般以"小时率"或"倍率"表示。小时率是指以放电时间来表示电池的放电速率。如"10小时率"和"0.1C10"都表示以额定容量的1/10的电流来放电,并可持续10小时。
电池的内阻是指电流通过电池时所受到的阻力。正常蓄电池内阻值的单位是以毫欧姆(mΩ)表示。充放电时,内阻都将消耗电池的能量,所以内阻越小越好。
由于电池活性物质在电解液中的不稳定性,电池在储存过程中发生的容量自然下降的现象叫自放电。自放电率一般以规定时间内容量下降的百分率表示。
蓄电池作为一种备用电源,采用全浮充制运行时,在电池容量下降到某规定值之前,电池能正常工作的时间称为浮充寿命,一般以"年"表示。
蓄电池经一次充电和放电,称为一次循环。在一定的充放电制度下,电池容量降至某一规定值之前,电池能正常循环的次数,称为蓄电池的循环寿命,一般以"次"表示。
在实际使用时,对蓄电池的工作环境温度、充电电流、充电时间、放电电流、
放电时间、放电终止电压等参数具体规定就是充放电制度。
二、电池安装注意事项
1、 因该电池系湿荷电态出厂,在运输、安装过程中,必须小心搬运,防止短路。
2、由于电池组件的电压较高,存在电击危险,因此在装卸导电连线时,应使用带绝缘包扎的工具;安装或搬运电池时,要戴绝缘手套、围裙和防护眼镜;电池在搬运过程中,防止碰撞冲击,不得扭动端柱和安全排气阀。严禁将工具、杂物或其它导电物品放在电池上。
3、脏污的接线端子或连接不牢均可能引起电池打火,所以要保持接线端子连接处的清洁,并拧紧专用连接电缆(或铜排),使扭矩达到不同连接端子的规定值。操作时不得对端子产生非紧固所必须的其它应力。
4、电池之间、电池组之间以及电池组与电源设备之间的连接应合理方便、电压降尽量小。不同规格、不同批次、不同厂家的蓄电池不能混用。安装末端连接件和接通电池系统前,应认真检查电池系统的总电压和正、负极性连接是否正确,电池间连接是否牢固。
5、 电池安装过程中要避免电池短接或接地。蓄电池组与充电器或负载连接时,应将电池组中一个端子导电连线断开,充电器或负载电路开关应位于“断开”位置,以防止短路,并保证连接正确,蓄电池的正极与充电器的正极连接,负极与负极连接。
6、 电池外壳不能使用有机溶剂清洗,不能使用二氧化碳灭火器扑灭电池火灾,应配备专用干粉灭火器具。
7、 蓄电池是湿荷电态出厂,安装使用前请逐只检查单体电池的开路电压,正常情况下应不低于2.08V/单体。若低于此值,需补充电后再使用。
8、 电池安装使用前,请逐只检查每只电池安全阀是否牢固,若有松动,应立即旋紧。
9、 与单体电池连接的系统可能有高电压,安装时应注意避免电击的危险。
10、在操作条件允许的情况下,可以将电池架与地面的埋铁进行焊接。
11、在电池架安装过程中禁止损坏电池架零部件的表面涂层。
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