铅酸蓄电池基础知识.ppt
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1、VRLA蓄电池培训目录,铅酸蓄电池的发展历史与现状 VRLA电池的基本定义与分类 VRLA电池的基本原理 VRLA电池的基本结构与设计 VRLA电池的基本性能参数,基础知识,选型与设计,使用与维护,蓄电池的选型 蓄电池容量的计算 A.按所需容量和电流的计算蓄电池容量方法与实例 B.按照所需功率计算蓄电池容量方法与实例 EUROBA电池的特点与优势,蓄电池的安装 蓄电池的使用与注意事项 EUROBA 电池的使用条件与维护,VRLA蓄电池培训目录,铅酸蓄电池的发展历史与现状 VRLA电池的基本定义与分类 VRLA电池的基本原理 VRLA电池的基本结构与设计 VRLA电池的基本性能参数,基础知识,3
2、,铅酸蓄电池的发展历史与现状,1859,Plante 普兰特发明蓄电池,1900,开口式蓄电池开始应用(Open Cell),1960-1975,Gates 公司发明:Pb-Ca 合金Gates 公司获得:D型密封铅酸电池专利 VRLA电池原型,1979,GNB发明MFX正极板栅专利合金GNB购买Gates专利GNB开始大量生产吸液式密封免维护铅酸蓄电池,1984-1996,小范围应用迅速推广VRLA正式取代免维护概念全面被认可并大规模取代传统富液式电池,铅酸电池发展里程碑事件,4,铅酸蓄电池基础知识VRLA电池的基本定义,阀控式密封铅酸蓄电池的定义 阀控式密封铅酸蓄电池的英文名称为Valve
3、 Regulated Lead Acid Battery(VRLA)。蓄电池正常使用时保持气密和液密状态。当内部气压超过预定值时,单向安全阀自动开启释放气体。当内部气压降低后,安全阀自动闭合使其密封,防止外部空气进入蓄电池内部。蓄电池在使用寿命期间,正常使用情况下无需补加电解液。蓄电池具有防爆、防酸雾、耐过充电能力。VRLA蓄电池的分类 AGM 电池:Absorbed Glass Mat 采用吸附式玻璃纤维作隔膜,电解液吸附于极板和隔膜,电池内无流动电解液。AGM电池可以立式或卧式安装。GEL 电池:胶体电池采用SiO2作凝固剂。电解液吸附于极板和胶体内,胶体电池一般立式安装。常识备注:VRL
4、A蓄电池一般情况下都是指AGM电池,胶体电池都需特别指明,5,VRLA电池基本原理,阀控式密封铅酸蓄电池电化学反应原理 PbO2+2H2SO4+Pb 2PbSO4+2H2O VRLA电池电化学反应原理:充电时将电能转换为化学能,放电时将储存在电池内的化学能转化为电能释放给外在系统。VRLA电池能够在电池内部对氧气再复合利用,并抑制氢气析出。VRLA蓄电池又称“贫液蓄电池”。蓄电池采用负极板富余容量设计,使氢气析出时电位提高,使正极出现氧气先于负极出现氢气。充电时,正极析出的氧气,通过玻璃纤维隔板传送到负极表面与氢气结合为水,从而有效控制水的电解,减少电解液的消耗,因此失水量很小,所以无需加水加
5、酸。,充电,放电,6,VRLA电池基本结构与设计,构成VRLA铅酸蓄电池的主要部件:正负极板、隔膜、电解液、安全阀、电池壳与电池盖 端子、连接条、极柱等零件,Euroba 12V系列电池剖面图,Euroba 2V系列电池剖面图,7,VRLA电池基本结构与设计,VRLA蓄电池的设计:板栅合金的选择:板栅的功能是支撑活性物质并传输电流。它通常是铅或铅基合金制成的栅栏片状物,使 活性物质固定于其中。备注:参加电池反应的活性物质Pb和PbO2是疏松的多孔性物质需要载体固定。正板栅要求具有自放电小和耐腐蚀的特点。所采用的合金各异,常用的有Pb-Ca、Pb-Ca-Sn、Pb-Ca-Sn-Al 和 Pb-T
6、i-Ge合金。负板栅一般采用Pb-Ca 合金,尽量减少析氢量。,正极板图,负极板图,8,VRLA电池基本结构与设计,VRLA蓄电池的设计:隔膜的选择:VRLA电池采用的是AGM(玻璃纤维棉)隔膜。主要具有以下特征:优良的耐酸性能和抗氧化能力 厚度均匀、无针孔、无机械杂质 材料孔径小、孔率高 优良的吸附性能,保留电解液能力强 电阻小 具有一定强度,保证工艺上的可操作度 杂质少、铜铁含量低,AGM隔膜,PVC隔膜,9,VRLA电池基本结构与设计,VRLA蓄电池的设计:壳盖结构设计和材料的选择:强度设计:电池外壁在过盈装配和承受内气压时不应有明显气胀变形。ABS和PVC外壳厚度为8-10mm,PP
7、材料应加钢壳加固。散热设计:要求外壳散热面积大、材料导热性能好 盖上极柱密封设计:关键工艺技术,不同制造商不尽相同。壳盖密封和极柱密封结构:热封:最可靠的密封方式,PP材料一般采用热封。胶封:ABS、PVC材料一般采用胶封,技术关键在于选用合适的环氧树脂。,ABS槽盖配合操作图,ABS槽盖配合图,10,VRLA电池基本结构与设计,VRLA蓄电池的设计:电解液的选择:VRLA电池电解液中H2SO4的含量按理论值1.5倍计算 电解液比重一般为 1.3g/ml 安全阀的要求:安全阀是关键部件影响电池寿命、一致性和安全性。可分为帽式、柱式 和伞形安全阀。单向开阀 单向密封,防止空气进入电池内部 同一组
8、电池各个安全阀间的开闭压力差不应超过平均值的20%寿命不低于15年 具有虑酸功能,可防止酸与酸雾从安全阀排气口排出 隔爆,当电池外部遭遇明火是电池内部不应引爆 抗震,运输和使用期间,不会因为震动和多次开闭而松动失效 耐酸 耐高低温,11,VRLA电池基本性能参数,VRLA蓄电池的性能参数:开路电压与工作电压:开路电压:电池在开路状态下的端电压。开路电压=正极电极电势 负极电极电势 工作电压:也叫放电电压,指电池接通负载后放电过程中显示的电压。初始电压是指电池放电开始的工作电压。电池容量:电池在一定条件下所能给出的电量称为电池的容量(符号:C 单位:Ah/mAh)。额定容量也叫保证容量,按有关标
9、准保证电池在一定放电条件下应该放出的 最低限度容量 比容量是单位体积或单位质量电池所能给出的电量,其单位为 Ah/Kg 或 Ah/l。可以用 于比较不同系列的电池。电池内阻 电池内阻包括:欧姆内阻和极化内阻。内阻的存在使电池放电时的端电压 电池的电动势和开路电压,充电时端电压高于电动 势和开路电压。内阻值不是常数。欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻随电流密度增加而非线性变大。,12,VRLA电池基本性能参数,VRLA蓄电池的性能参数:能量:电池的能量:一定放电条件下蓄电池所能给出的电能。单位:Wh 瓦时 比能量:电池单位质量或单位体积所能输出的电能。单位:Wh/Kg 比能量反映了电池活性物质的利用
10、率,同时也反映了电池的质量水平和制造商的技术和 管理水平。功率和比功率:功率是指电池在一定条件下于单位时间所能给出的能量的大小,单位:W或KW 比功率是单位质量电池所能给出的功率,其单位为 W/Kg 或 KW/Kg。比功率越大表示电池可以承受大电流放电。电池的使用寿命 电池使用寿命:在规定条件下,电池的有效寿命期限称为电池的使用寿命。电池的使用寿命包括:使用期限和使用周期。使用期限指电池可供使用的时间,包括电池的存放时间。使用周期是指蓄电池可供重复使用的次数。,VRLA蓄电池培训目录,选型与设计,蓄电池的选型 蓄电池容量的计算 A.按所需容量和电流的计算蓄电池容量方 法与实例 B.按照所需功率
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