4、2 阀控蓄电池.ppt
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1、阀控式密封铅酸蓄电池阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)讲师:讲师:讲师:讲师:授课过程中,如您对我司讲师有任何授课过程中,如您对我司讲师有任何的建议和不满,可直接致电我司,谢的建议和不满,可直接致电我司,谢谢!谢!http:/www.china- TEL:020-87579880 FAX:020-87599412刘宝贵刘宝贵刘宝贵刘宝贵1VAVO Information主要内容主要内容一、一、蓄电池组在通信电源系统中的作用蓄电池组在通信电源系统中的作用;二、二、铅酸蓄电池的工作原理;铅酸蓄电池的工作原理;三、三、铅酸蓄电池的结构特点铅酸蓄电池的结构特点;四、铅酸蓄电池的制造工艺;四、铅酸蓄电池的
2、制造工艺;五、五、蓄电池组相关参数蓄电池组相关参数;六、六、维护工作中需要注意的事项维护工作中需要注意的事项;七、如何判断蓄电池组的好坏七、如何判断蓄电池组的好坏。2VAVO Information一、一、蓄电池组在通信电源系统中的作用蓄电池组在通信电源系统中的作用阀控式密封铅酸蓄电池的特点:阀控式密封铅酸蓄电池的特点:少维护的特点;少维护的特点;无污染;无污染;自放电少;自放电少;寿命长;寿命长;结构特性好;结构特性好;高低温特性好;高低温特性好;不存在记忆效应。不存在记忆效应。3VAVO Informationn对对UPSUPS、整流设备起荷电待用作用;整流设备起荷电待用作用;n在动力设备
3、中作启动电源作用;在动力设备中作启动电源作用;n平滑滤波作用;平滑滤波作用;n调节系统电压作用;调节系统电压作用;一、一、蓄电池组在通信电源系统中的作用蓄电池组在通信电源系统中的作用4VAVO Information二、铅酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理n正极板;正极板;n负极板;负极板;n隔板;隔板;n电解液;电解液;n电池槽;电池槽;n附件。附件。5VAVO InformationPbO2 2H2SO4 Pb放电PbSO42H2OPbSO4(正极)(硫酸)(负极)(正极)(水)(负极)正极板上的二氧化铅和负极板上的绒状铅与稀硫酸产生正极板上的二氧化铅和负极板上的绒状铅与稀硫酸产生
4、化学反应,反应的结果,在正、负极板上生成均硫酸化铅,化学反应,反应的结果,在正、负极板上生成均硫酸化铅,氢氧根离子生成水。氢氧根离子生成水。二、铅酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理1 1、放电过程中的化学反应式、放电过程中的化学反应式6VAVO Information Pb2O 4H2SO4 Pb2e (正极)(硫酸)(负极)放电 PbSO42H2OPbSO4 (正极)(水)(负极)负极板:负极板:绒状铅绒状铅PbPb放出两个电子,而产生铅正离子(放出两个电子,而产生铅正离子(PbPb),),因此在负极板上出现若干个多余的电子,该电子在电位差的作用因此在负极板上出现若干个多余的电子,该
5、电子在电位差的作用下,不断的通过外电路、负载进入正极板。下,不断的通过外电路、负载进入正极板。二、铅酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理1 1、放电过程中的化学反应式、放电过程中的化学反应式7VAVO Information Pb2O 4H2SO4 Pb2e (正极)(硫酸)(负极)放电 PbSO42H2OPbSO4 (正极)(水)(负极)正极板:正极板:由于电子自外电路进入,(由于电子自外电路进入,(PbO2PbO2)与水作用离解出来的与水作用离解出来的四价的铅正离子(四价的铅正离子(PbPb)在取得在取得2 2个电子后化合变成二价个电子后化合变成二价的铅正离子(的铅正离子(PbPb)
6、,),再和正极板附近的硫酸根负离子(再和正极板附近的硫酸根负离子(SO4-SO4-)结合在一起,生成硫酸铅结合在一起,生成硫酸铅PbSO4PbSO4分子附在正极板上。分子附在正极板上。1 1、放电过程中的化学反应式、放电过程中的化学反应式二、铅酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理8VAVO Information Pb2O 4H2SO4 Pb2e (正极)(硫酸)(负极)放电 PbSO42H2OPbSO4 (正极)(水)(负极)电解液:电解液:稀硫酸稀硫酸H2SO4H2SO4由于电离分解为氢正离子(由于电离分解为氢正离子(2 2H H)和硫酸根负离子和硫酸根负离子(SO4-SO4-)。)
7、。由于电荷的静电作用,氢正离子(由于电荷的静电作用,氢正离子(2 2H H)移向正极板,硫酸移向正极板,硫酸根负离子(根负离子(SO4-SO4-)移向负极板,形成了电池内部的离子电流。移向负极板,形成了电池内部的离子电流。移向正极板的氢正离子(移向正极板的氢正离子(2 2H H)和氧负离子(和氧负离子(O-O-)结合生成水分子结合生成水分子(H2OH2O)。)。二、铅酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理1 1、放电过程中的化学反应式、放电过程中的化学反应式9VAVO Information PbSO42H2OPbSO4充电 PbO22H2SO4 Pb(正极)(水)(负极)(正极)(硫酸)
8、(负极)在充电电源的作用下,外电路的电流自蓄电池的正极流入,经电解在充电电源的作用下,外电路的电流自蓄电池的正极流入,经电解液和负极板流出,电源从正极板中不断取得电子输送给负极板,促使液和负极板流出,电源从正极板中不断取得电子输送给负极板,促使正、负极板上的硫酸铅(正、负极板上的硫酸铅(PbSO4PbSO4)不断进入电解液被游离。在负极板上,不断进入电解液被游离。在负极板上,获得电子,硫酸铅还原成铅,并以固态状态附在负极板上。正极板获得电子,硫酸铅还原成铅,并以固态状态附在负极板上。正极板上失去的电子,经过复杂的化学反应,还原成二氧化铅。上失去的电子,经过复杂的化学反应,还原成二氧化铅。二、铅
9、酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理2 2、充电过程中的化学反应式、充电过程中的化学反应式10VAVO Information PbSO4 4H2O4PbSO4PbSO4 4OH4HPbSO4 2ePb(OH)42H2SO4Pb PbO22H2O2H2SO4Pb 负极板:负极板:因获得电子,所以二价的铅离子(因获得电子,所以二价的铅离子(PbPb)被中和为铅(被中和为铅(PbPb),),并以固态状态附在负极板上。并以固态状态附在负极板上。二、铅酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理2 2、充电过程中的化学反应式、充电过程中的化学反应式11VAVO Information PbSO4
10、4H2O4PbSO4PbSO4 4OH4HPbSO4 2ePb(OH)42H2SO4Pb PbO22H2O2H2SO4Pb 正极板:正极板:在正极板上失去的电子,则由电解液中位于极板附近处于游离在正极板上失去的电子,则由电解液中位于极板附近处于游离状态的二价铅离子(状态的二价铅离子(PbPb)不断放出电子来补充。当它变成四价铅离子不断放出电子来补充。当它变成四价铅离子(PbPb)以后,再和水中的氢氧根离子结合,生成过渡状态的而且可以后,再和水中的氢氧根离子结合,生成过渡状态的而且可离解的物质(离解的物质(PbPb(OHOH)4 4)和游离状态的氢离子(和游离状态的氢离子(H H+)。()。(P
11、bPb(OHOH)4 4)又又继续分解为二氧化铅(继续分解为二氧化铅(PbOPbO2 2)和水和水 。二、铅酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理2 2、充电过程中的化学反应式、充电过程中的化学反应式12VAVO Information PbSO4 4H2O4PbSO4PbSO4 4OH4HPbSO4 2ePb(OH)42H2SO4Pb PbO22H2O2H2SO4Pb 电解液:电解液:游离状态的氢离子(游离状态的氢离子(H H+)和硫酸根负离子(和硫酸根负离子(SOSO4 4 )结合成结合成硫酸,和正极板上化合产生的水混在一起形成稀硫酸。硫酸,和正极板上化合产生的水混在一起形成稀硫酸。二
12、、铅酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理2 2、充电过程中的化学反应式、充电过程中的化学反应式13VAVO Information PbSO4 4H2O4PbSO4PbSO4 4OH4HPbSO4 2ePb(OH)42H2SO4Pb PbO22H2O2H2SO4Pb 从充电反应式中看出,当蓄电池充电后,两极上原来被消耗掉的活性从充电反应式中看出,当蓄电池充电后,两极上原来被消耗掉的活性物质还原了,同时电解液中硫酸成分增加,水分减少,电解液的比重物质还原了,同时电解液中硫酸成分增加,水分减少,电解液的比重升高了。升高了。二、铅酸蓄电池的工作原理二、铅酸蓄电池的工作原理2 2、充电过程中的化
13、学反应式、充电过程中的化学反应式14VAVO Information阀控式密封阀控式密封铅酸蓄电池铅酸蓄电池主要组成部主要组成部分为:分为:板栅板栅、活性物质活性物质、隔板隔板、安全安全阀阀及及壳体壳体。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点15VAVO Information 1 1、板栅、板栅 板栅包括正极板、负极板板栅。板栅包括正极板、负极板板栅。铅酸蓄电池中的板栅有两方面的作用:铅酸蓄电池中的板栅有两方面的作用:1 1、为集电作用,通过边框及筋条,尤其是纵、为集电作用,通过边框及筋条,尤其是纵向筋条,起着传导和汇集电流并使电流分布向筋条,起着传导和汇集电流并使电流分布均匀的作
14、用;均匀的作用;2 2、为支撑架,通过筋条及边框,特别是横向、为支撑架,通过筋条及边框,特别是横向筋条对活性物质起着支撑作用,从而为极板的筋条对活性物质起着支撑作用,从而为极板的活性物质充当载体。活性物质充当载体。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点16VAVO Information 1 1、板栅、板栅 板栅的结构设计:板栅的结构设计:板栅的结构设计影响蓄电池的性能,如活性物质板栅的结构设计影响蓄电池的性能,如活性物质利用率、大电流放电等,一般以板栅筋条呈放射状为利用率、大电流放电等,一般以板栅筋条呈放射状为佳,矮型优于高型。但若将高型蓄电池卧放,则放电佳,矮型优于高型。但若将高
15、型蓄电池卧放,则放电性能与矮型接近。为保证阀控式密封铅酸的长寿命,性能与矮型接近。为保证阀控式密封铅酸的长寿命,板栅厚度较普通的要厚一些,一般在板栅厚度较普通的要厚一些,一般在3 3mmmm以上。有的大以上。有的大容量蓄电池板栅厚达容量蓄电池板栅厚达5 56 6mmmm。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点17VAVO Information 1 1、板栅、板栅 板栅的材料板栅的材料 :阀控式密封铅酸蓄电池主要的一项技术在于采用了铅钙合阀控式密封铅酸蓄电池主要的一项技术在于采用了铅钙合金材料,不但满足了一般的硬度、机械强度、导电性、耐金材料,不但满足了一般的硬度、机械强度、导电性、
16、耐腐蚀要求,还具有以下特点:腐蚀要求,还具有以下特点:n铅钙合金板栅抗膨胀、抗变形好;铅钙合金板栅抗膨胀、抗变形好;n提高了负极析气过电位;提高了负极析气过电位;n导电性能优;导电性能优;n减小自放电速率。减小自放电速率。n较好的浇铸性、机械强度及优良的深循环特性。较好的浇铸性、机械强度及优良的深循环特性。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点18VAVO Information 2 2、活性物质、活性物质涂膏式极板是将铅粉和添加的硫酸充分混合后涂敷到板栅涂膏式极板是将铅粉和添加的硫酸充分混合后涂敷到板栅上,经固化、化成等工艺过程而形成活性物质。全过程伴上,经固化、化成等工艺过程而形
17、成活性物质。全过程伴随着一系列的化学、电化学及物理反应。随着一系列的化学、电化学及物理反应。活性物质的形成过程为:活性物质的形成过程为:铅粉铅粉合膏合膏涂板涂板固化固化化成。化成。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点19VAVO Information 2 2、活性物质、活性物质活性物质的电化学当量:活性物质的电化学当量:在铅蓄电池中,活性物质在铅蓄电池中,活性物质PbO2PbO2、PbPb、H2SO4H2SO4及其相关物质及其相关物质的电化当量是指依据法拉第电解定律,每放出或充入的电化当量是指依据法拉第电解定律,每放出或充入1 1AhAh电量所消耗或生成物质的质量电量所消耗或生成
18、物质的质量(g)g)。电化当量是设计蓄电电化当量是设计蓄电池理论比容量的重要依据。池理论比容量的重要依据。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点20VAVO Information 2 2、活性物质、活性物质活性物质的利用率:活性物质的利用率:采取利用率来表征活性物质理论用量与实际用量的比值。采取利用率来表征活性物质理论用量与实际用量的比值。正极活性物质利用率仅为正极活性物质利用率仅为45455050;负极活性物质利用率稍高为负极活性物质利用率稍高为50505555。正极活性物质用量达正极活性物质用量达10101515g gAhAh;负极活性物质用量是正极板的负极活性物质用量是正极板
19、的1.21.2倍左右。倍左右。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点21VAVO Information 3 3、隔板、隔板隔板主要由玻璃纤维构成:隔板主要由玻璃纤维构成:隔板在阀控式密封铅酸蓄电池中是一个酸液储存器,电解液隔板在阀控式密封铅酸蓄电池中是一个酸液储存器,电解液大部分被吸附在其中,并被均匀地、迅速地分布,而且可以大部分被吸附在其中,并被均匀地、迅速地分布,而且可以被压缩,并在湿态和干态条件下都保持着弹性,以保持导电被压缩,并在湿态和干态条件下都保持着弹性,以保持导电和适当支撑活性物质的作用。和适当支撑活性物质的作用。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点22V
20、AVO Information 3 3、隔板、隔板对隔板要求:对隔板要求:n吸收足够的电解液;吸收足够的电解液;n具有相对小的高曲径通路而防止枝晶生长;具有相对小的高曲径通路而防止枝晶生长;n相当高的孔率以使电阻降低;相当高的孔率以使电阻降低;n在整个寿命期间保持电解液吸收性以防干竭;在整个寿命期间保持电解液吸收性以防干竭;n不含增加析气速率的杂质;不含增加析气速率的杂质;n耐酸腐蚀和抗氧化能力强。耐酸腐蚀和抗氧化能力强。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点23VAVO Information 3 3、隔板、隔板阀控密封铅酸蓄电池隔板材料普遍采用了超细玻璃纤维,阀控密封铅酸蓄电池隔
21、板材料普遍采用了超细玻璃纤维,近年面市的混合式隔板则除玻璃纤维外,还混入了多种近年面市的混合式隔板则除玻璃纤维外,还混入了多种其他原材料,提高了隔板的使用性能。其他原材料,提高了隔板的使用性能。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点24VAVO Information 3 3、隔板、隔板超细玻璃纤维隔板结构的性能有如下特点:超细玻璃纤维隔板结构的性能有如下特点:n各向异性能结构:平行孔有助于酸液的分布与保持。垂直孔提各向异性能结构:平行孔有助于酸液的分布与保持。垂直孔提供电阻和气体传递的直通道。供电阻和气体传递的直通道。n具有较小的内阻。倘若加压有助于氧气穿越隔板。具有较小的内阻。倘
22、若加压有助于氧气穿越隔板。n小直径纤维能使酸液充分润湿隔板,增加机械强度。小直径纤维能使酸液充分润湿隔板,增加机械强度。n毛细压力作用,使极板中小孔优先填满电解液,并使隔板部分毛细压力作用,使极板中小孔优先填满电解液,并使隔板部分的饱和。的饱和。n保持气体,使水的损耗减小。保持气体,使水的损耗减小。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点25VAVO Information 4 4、排气阀、排气阀排气阀的作用:排气阀的作用:“单向节流性单向节流性”n电池中气体压力超过开启压力时,排气阀便打开阀门,电池中气体压力超过开启压力时,排气阀便打开阀门,及时排出,以减小内压。及时排出,以减小内压
23、。n防止蓄电池内气体聚集。防止蓄电池内气体聚集。n不允许外部空气进入蓄电池内,避免加速自放电。不允许外部空气进入蓄电池内,避免加速自放电。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点26VAVO Information 4 4、排气阀、排气阀排气阀的性能:排气阀的性能:“开阀压和闭阀压开阀压和闭阀压”开阀压为开阀压为10103535kPakPa,闭阀压为闭阀压为3 31515kPakPa。n开阀压过高,外壳易膨胀或鼓裂;开阀压过高,外壳易膨胀或鼓裂;n开阀压过低,则易因失水过多而造成失效;开阀压过低,则易因失水过多而造成失效;n排气阀必须具有氧气不透过性能;排气阀必须具有氧气不透过性能;n
24、阀门关闭不及时,空气易进入蓄电池,加速自放电。阀门关闭不及时,空气易进入蓄电池,加速自放电。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点27VAVO Information 5 5、蓄电池壳体、蓄电池壳体对蓄电池外壳材料的要求:对蓄电池外壳材料的要求:n耐酸腐蚀,抗氧化;耐酸腐蚀,抗氧化;n机械强度好、耐震动、耐冲击、耐挤压;机械强度好、耐震动、耐冲击、耐挤压;n蠕动变形小;蠕动变形小;n水气蒸发泄露小,氧气扩散渗透小。水气蒸发泄露小,氧气扩散渗透小。主要指标有拉伸强度、冲击强度、洛氏硬度、主要指标有拉伸强度、冲击强度、洛氏硬度、热变形温度、电阻系数、吸水性、水蒸气渗透率及热变形温度、电阻
25、系数、吸水性、水蒸气渗透率及氧气泄漏量等。氧气泄漏量等。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点28VAVO Information 5 5、蓄电池壳体、蓄电池壳体蓄电池壳体结构的特点蓄电池壳体结构的特点1 1:n由于盖上装设了节流阀,因此使蓄电池处于加由于盖上装设了节流阀,因此使蓄电池处于加压或减压状态。除采用强度大而不易产生变形压或减压状态。除采用强度大而不易产生变形的材料外,还应加厚槽壁,并在侧面安装加强的材料外,还应加厚槽壁,并在侧面安装加强筋,用于抵制极板面上的压力。筋,用于抵制极板面上的压力。三、铅酸蓄电池的结构特点三、铅酸蓄电池的结构特点29VAVO Informatio
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