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影响蓄电池容量的主要因素 蓄电池解决方案

时间:2020-06-03    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

影响电池的容量的因素归纳起来可分为两类:一类是与生产工艺及产品结构有关的因素,如活性物质的数量、极板的厚薄、活性物质的孔率等;另一类是使用条件,如放电电流、电解液温度和电解液相对密度等。

    (一)产品结构因素

    1.极板上活性物质的数量

    极板面积越大,片数越多,则同时和硫酸起化学反应的活性物质就越多,容量就越大。

    2.极板的厚度

    减小极板厚度可以提高活性物质的利用率。

    3.活性物质的孔率

    孔率即活性物质的孔隙多少,孔率越大,硫酸溶液扩散渗透越容易,则容量可相应提高。

    但如果孔率过大,则单位面积活性物质的数量要减少,容量却反而会下降。

    4.活性物质的真实表面积

    活性物质的真实表面积包括活性物质与电解液直接接触的表面积和细孔内的表面积。

    极板的真实表面积要比极板的几何尺寸计算面积大得多(几百倍),真实表面积大,容量可相应提高。

    5.极板中心距

    在保证有足够的硫酸量的前提下,缩小极板中心距可以提高蓄电池的容量。

    (二)使用条件对蓄电池容量的影响

    1.放电电流的影响

    放电电流越大,则电压下降越快,至终止电压的时间越短,因而容量越小。

    下图所示是6-Q-135型蓄电池在不同放电电流情况下的放电特性。

    因为大电流放电时,极板表面活性物质的孔隙会很快被生成的硫酸铅所堵塞,使极板内层的活性物质不能参加化学反应,因此,放电电流增大,蓄电池的容量减小。

    2.电解液温度的影响

    温度降低,容量减小。(这是由于温度降低时,电解液的粘度增加,渗入极板内部困难;同时电解液电阻也增大,使蓄电池内阻增加,电动势消耗在内阻上的压降增大,蓄电池端电压降低,容量因此减小。)

    3.电解液密度的影响

    结论:适当增加电解液的相对密度,可以提高电解液的渗透速度和蓄电池的电动势,并减小内阻,使蓄电池的容量增大;但相对密度超过某一数值时,由于电解液粘度增大使渗透速度减低,内阻和极板硫化增加,又会使蓄电池的容量减小。

    电池活化仪(以下简称活化仪),是一款多功能型蓄电池维护维修检测的设备,是对蓄电池进行日常维护不可缺少的好帮手。设备体积小,方便移动操作。在电力、金融、通信、汽车、地铁、大型工厂等行业有着广泛的应用。

 

    每年电池早期衰退导致的性能下降和劣化,使得大批量的电池报废,带来很大的经济损失,同时也带来了严重的环境污染。因此电池的修复与活化和电池的再利用一直是一个热点话题,尤其近年受到了国家相关部门的高度重视。

    众所周知,在各行各业里,对于电源安全要求较高的系统,都配有后备电源、UPS等,而蓄电池就是其中核心部分。这些蓄电池有很大一部分是成组使用,任何单节电池的老化落后,都会严重影响到整组电池的性能,并很快会使得整组电池中其他单体变坏,进而引起整组电池提前退出运行。就是作为单体使用的汽车电池,大部分仅仅因为不能正常启动汽车就全部被报废。实际上,对于落后或者变坏的蓄电池进行活化处理后,大部分都可以有效地重新激活电池,延长使用寿命,在蓄电池日常维护中有着很好的现实意义。

    不仅有对蓄电池进行的可编程充电/放电循环激活作用外,还有以下几种独立的使用方式:电池充电、电池放电、电池活化、电池内阻测试、电池性能测试。所有充放电都是可编程的,同时带有电池极性柱温度监测,过热自动停止操作。充电自动按照三段式过程充电。这些功能完全满足了日常对于蓄电池维护的主要需求。

    工作原理:

    电源中广泛使用的铅酸蓄电池和免维护电池的所谓失效和容量衰减,都直接表现为内阻增大、端电压升高、使用性能明显下降等。

    影响蓄电池的内在质量主要表现在蓄电池硫化,造成硫化的两个重要因素:

    一是极化电压,二是记忆效应,其中极化电压是在充电过程中,电荷堆积于蓄电池电极上而产生的反向,实际上表现为蓄电池内阻的增大。消除极化电压的有效方法,是采用负极性脉冲在蓄电池两端瞬间放掉电极上堆积的反极性电荷。记忆效应则可通过多次充放电来消除。

    落后蓄电池的活化是采用模糊数学控制理论,完全模拟蓄电池自身的充放电特性导出的多级充放电算法。模拟的结果完全再现每块蓄电池的自身充放电特征,达到激活落后电池提升其容量的目的,硫酸盐结晶被离子化,并作为一种活性材料不断地溶解在电解液中,降低蓄电池的内阻,稳定充电电压。经过活化激活后可恢复和提升电池的实际容量。

    功能

    电池充电

    可编程对单体电池进行充电,编程内容包括:电池编号,电池类型选择,充电电流,充电时间,限压;

    充电方式:自动对蓄电池按照编程值进行三段式充电:恒流—恒压—浮充;

    当满足充电时间或是充电完成都会停止充电,显示充电完毕。

    恒流充电时,电流以0.1C进行充电,当电压超过限压时转化为恒压充电,当电流小于0.005C时转化为浮充,曲线图如下图所示:

 

    三段式充电全过程

    实时显示充电动态过程信息;

    温度监测,超出设定值自动启动风扇进行散热;

    电池活化

    可编程对单体电池进行活化,编程内容包括:电池编号,电池类型选择,充电限压(上限),放电限压(下限),充放电循环次数,每个循环的充电电流,充电时间,放电时间,放电电流;

    活化方式:逐个循环按照编程值执行,放电完毕以低于限压或是放电设定时间到自动停止,充电完毕以充电设定时间到或是充电完毕为准,;

    实时显示活化动态过程信息;

    温度监测,超出设定值自动启动风扇进行散热;

    电池放电

    可编程对单体电池放电,编程内容包括:电池编号,电池类型选择,放电电流,放电时间,限压;

    放电方式:恒流放电,低于限压或是放电时间到时停止放电,显示放电完毕;

    实时显示放电动态过程信息;

    温度检测,超出设定值自动启动风扇进行散热;

    内阻测试

    可编程对单体电池进行内阻测试,编程内容包括:电池编号,电池类型选择,测试电流。

    特点

    1)蓄电池日常维护功能齐全;

    2)体积小方便转移;

    3)温度监测,超出设定值自动启动风扇进行散热;

    4)三段式充电,以确保不会过充;

    5)限压保护,保证不会过放或是过充;

    6)模块化设计,方便维护;

    7)用户界面好,大屏幕LCD,简体中文菜单式操作,人机界面丰富;

    主机有大夹具(红、黑)两个,红(黑)夹具的接线端均固定在面板的前方,空气开关安装在面板的前方以方便开关的控制。

蓄电池鼓涨原因
  1、通气孔堵塞
  如果蓄电池加液盖上的通气孔堵塞或不畅通,在充电时间过长或充电电压过高情况下产生的气体将逐渐积累,从而导致蓄电池壳内压力越来越大,后导致蓄电池鼓涨。
  2、充电时间过长
  上面说过,当蓄电池充电电流过大或充电时间过长时会产生大量的气体。另外,电流过大或充电时间过长还会导致电解液温度迅速提高,而这也容易导致蓄电池鼓涨。
  3、蓄电池极板发生硫化
  如果蓄电池的极板发生硫化,那么在充电过程中,单格电压及电解液温度就会迅速升高,气泡的产生较早,并且反应剧烈,这时候就很容易导致蓄电池鼓涨。
  4、连续起动启动马达时间过长
  当起动启动马达时,蓄电池要在很短的时间内向马达提供很大的电流,而大的起动电流必然会引起蓄电池内部剧烈的化学反应,并会伴随气体的产生,当启动马达连续使用时间过长,则会加剧气体的产生,这就增大了蓄电池涨裂的可能性。
  5、蓄电池内极板极耳和极柱与汇流排焊接不牢固
  当蓄电池内极板的极耳和极柱与汇流排焊接不牢固,如果大电流放电,焊接处会因接触点过细或接触不良而引起打火、烧蚀现象,这就会出现火花,把蓄电池产生的氢氧混合气体点燃,从而导致蓄电池爆炸。
  6、电解液粘度过大
  如果电解液粘度较大大,那就容易导致渗入极板孔隙的速度慢,也会使得内阻增大,这样放电中消耗在内阻上的电压降也就增大。这就会引起电解液温度迅速升高,并产生大量的气体,从而使得蓄电池内部的气体压力增大,导致蓄电池鼓涨。
  7、电解液量过少
  相信大家都知道,蓄电池在使用一段时间后就会导致电解液减少,此时就需要添加电解液或蒸馏水。电解液减少后充电过充就会发生蓄电池鼓涨现象,甚至还会引起爆炸。
  8、充电机损坏
  当充电机或者是发动机上的发电机损坏时,其电流或电压有可能忽大忽小,这就容易导致蓄电池中发生剧烈反应,从而产生大量的气体,继而导致蓄电池鼓涨。
  如何预防蓄电池鼓涨
  1、控制好电压、电流。上面说过,过大电压或电流容易导致蓄电池鼓涨,所以要控制好电压、电流。
  2、尽量控制好充电时间,不让充电时间过长,防止过充。
  3、选用较好的充电机或者经常检查发动机上的发电机,一旦发现问题,及时检修或更换,避免造成蓄电池鼓涨。
  4、在充电过程中,要保证各接线点牢固,因为接线点松动的话会产生火花,这就为蓄电池鼓涨造成了隐患。
  5、通气孔保证及时畅通。在平常的维护保养中,及时清理蓄电池周围的杂质。
  6、提前查看蓄电池外壳是否有裂痕、电解液是否渗漏。因为电解液一旦渗漏,其有可能会渗透到电缆或电路中,从而造成连电现象,产生火花。
  7、及时排除蓄电池内部短路和电极板硫化。蓄电池内部短路会产生火花,从而引爆氢氧混合气体,而电极板硫化则会使得蓄电池内部产生大量气体。所以,平常我们应该及时检查蓄电池内部是否短路,是否有硫化现象。
  8、禁止在蓄电池的正负极柱上用金属物如电缆等打火,这样容易引起空气重的氢氧气体发生爆炸,严重者甚至会危害到人身安全。
  9、检修用电设备时应先将蓄电池内部的易燃气体排除,因为在检修用电设备时,难免会产生火花或者是导致蓄电池有较大电流产生,而这也是一大安全隐患。
  10、及时检查电解液量的多少及密度。这样会在很大程度上保护蓄电池,防止蓄电池鼓涨。
  11、起动发动机时,尽量避免长时间连续起动。
  引起爆炸的三种原因:
  1、蓄电池内压过高引起蓄电池壳爆炸
  由铅酸蓄电池工作原理知道蓄电池充电过程中,尤其是充电末期由于过度充电,水分解为氢气和氧气,短路、严重硫化以及充电时电解液温度急剧上升,都会使水分大量蒸发,这时若加液孔盖的通气孔堵塞,由于气体太多来不及溢出,蓄电池内部的压力将升的很高,先引起蓄电池槽变形,当内压达到一定压力会从蓄电池槽盖结合处或其他薄弱处爆裂,这是一种物理过程。当蓄电池内部压力高于0.25MPa时蓄电池发生爆裂,爆裂位置位于槽盖热风结合处或应力集中的边角处。
  2、氢气遇明火形成的蓄电池爆炸
  H2和O2混合气体的爆炸极限为H2占混合气体体积的4%-96%,H2和空气的混合气体的爆炸极限为H2占混合气体体积的4%-74%。如果过充电量的80%用于电解水,蓄电池内部的H2含量大于爆炸范围之内,当蓄电池中或空气中的含氢量累积至爆炸极限时,遇到明火就会形成爆炸,这是一种化学反应。
  研究发现蓄电池的爆炸属于支链爆炸反应。此类爆炸太多发生在过充电情况下,如果蓄电池内部极柱、穿壁焊等处存在虚焊点,蓄电池的爆炸几率较高。一个合格的蓄电池在正常的使用条件下不会发生自发热爆炸反应。当蓄电池充电电压汽油车高于14.4v,柴油车高于28.8V,在火种同时存在的条件下,可能发生爆炸现象。通过对蓄电池爆炸的车辆检查,发现大部分电压调节器存在缺陷,蓄电池处于严重的过充电状态。
  3、由于蓄电池排气孔堵塞,蓄电池先爆裂,爆裂引起蓄电池震动,极柱接线不牢产生火花,从而形成爆炸。
  预防蓄电池爆炸的方法:
  1、控制充电量,不过充电,以减少气体析出量。充电室内严禁明火,保持通风。
  2、充电中,接线点要牢靠,不因松动产生火花。
  3、使用中采用低压恒压充电,析气量少。
  4、预防蓄电池外壳裂痕、电解液渗透。
  5、停车拆装卸蓄电池时应在停车后可燃混合气体自动排完再拆,拆时先拆负极线,后拆正极线,装蓄电池时则相反顺序,否则有可能产生蓄电池的爆炸。
  6、要保持蓄电池上盖干燥、清洁。
  7、经常检查蓄电池小塞德排气孔,保持排气孔畅通。
  8、控制好蓄电池的液面,确保液面在规定范围内,电解液不得外溢。
  9、蓄电池端子连接线头应有较低的接触电阻和较大的接触压力,并在连接处涂有凡士林使其与外部环境隔绝,防止产生的火花进入电池内部,引燃可燃气体。
  在蓄电池的平常使用中,只要经常对蓄电池进行检查,及时发现问题,及时排除问题,蓄电池鼓涨现象就不那么容易出现。所以,我们在日常的维修保养中,一定要记得检查蓄电池!



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