
襄樊松下蓄电池
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铅酸蓄电池的结构:
二、隔板:为了减少蓄电池的内阻和体积,正、负极板应尽量靠近但彼此又不能接触而短路,所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。隔板应具有多孔性,以便电解液渗透,而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。隔板材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等。近年来,还有将微孔塑料隔板做成袋状,紧包在正极板的外部,防止活性物质脱落。
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UPS电源蓄电池如何维护
引言
蓄电池特点
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完善的通讯功能
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松下蓄电池产品特点
1、采用紧装配技术,具有优良的高率放电性能。
2、采用特殊的设计,电池在使用过程中电液量几乎不会减少,使用寿命期间完全无需加水。
3、采用独特的耐腐蚀板栅合金、使用寿命长。
4、全部采用高纯原材料,电池自放电极小。
5、采用气体再化合技术,电池具有极高的密封反应效率,无酸雾析出,安全环保,无污染。
6、采用特殊的设计和高可靠的密封技术,确保电池密封,使用安全、可靠。
采用电池槽盖、极柱双重密封设计,防止漏酸,可靠的安全阀可防止外部空气和尘埃进入电池内部。
免维护
H2O再生能力强,密封反应效率高,吸附式玻璃纤维棉技术使气体符合效率高达99%,使电解液具有免维护功能,因此电池在整个使用过程中无需补水或补酸维护。
安全可靠
正常使用下无电解液漏出,电池外壳无膨胀及破裂现象,要求选择蓄电池电压必须与逆变器直流输入电压一致。例如,12V 逆变器必须选择12V蓄电池。电池内部装有特制安全阀和防暴装置,能有效隔离外部火花 ,不会引起电池内部发生爆炸,使电池在整个使用过程中更加安全可靠。
长寿命设计
性能高
(1) 重量、体积小,能量高,内阻小,输出功率大。
(2) 充放电性能高。采用高纯度原料和特殊制造工艺,自放电控制在每个月2%以下,室温(25℃)储存半年以上仍可正常使用。
(3) 恢复性能好,在深放电或者充电器出现故障时,短路放置30天后,仍可充电恢复其容量。
(4) 无需均衡充电。由于单体电池的内阻、容量、浮充电压一致性好, 选择高频机必然要从三个方面进行:性能、价格和售后。确保电池在浮充状态下无需均衡充电。
铅酸蓄电池的结构及优点
12V蓄电池均由6个单格电池串联而成,每个单格的标称电压为2V,串联成12V的电源,蓄电池主要由正、负极板、电解液、隔板、电极、壳体等部分组成。
一、极板:极板分为正极板和负极板两种。蓄电池和充电过程是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(pbo2),负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(pb)。正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上。为了提高蓄电池的容量,将多片正、负极板并联,组成正、负极板组。在每单格电池中,负极板的数量总比正板多一片,正极板都处于负极板之间,使其两侧放电均匀,否则因正板板机械强度差,单面工作会使用两侧活性物质体积变化不一致,造成极板弯曲。
三、壳体:蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的,外壳应耐酸、耐热、耐震,多以聚丙稀塑料所制。这种壳体不但耐酸、耐热、耐震,而且强度高,壳体壁较薄(一般为3.5mm,而硬橡胶壁厚为10mm),重量轻,外形美观,透明,壳体俱底部的凸筋是用来支持极板组的,并可使脱落的活性物质掉入凹槽,以免正、负极板短路,若采用袋式隔板,则可取消凸筋以降低壳体高度。
四、电解液:电解液的作用是使用极板上的活性物质发生溶解和电离,产生电化学反应,它主要是由纯净的硫酸与蒸馏水,再配一些添加剂,按一定的比例配制而成。电解液的作用相对密度一般为1.24~1.30(15℃)。电解液是蓄电池不可缺少的活性物质之一。它主要起到以下做用:一是电解液中的硫酸参与电化学反应;二是起导电作用,在化学能转化为电能的化学反应中电离出离子,起导电作用。
目前,电动车电池的电解液有两种:一种是上面所说的稀硫酸;另一种是稀硫酸被隔板吸附,使用二氧化硅在极板群两侧及顶部形成凝胶,称为“胶体电池”。胶体电池也属于铅酸蓄电池的一种。区别主要是在:电解质上。
五、汇流联条:又称汇流排。 车用12V蓄电池的6个单格电池之间的连接方法目前是采用穿壁式连接方式。蓄电池各单格电池串联后,两端单格的正负连接蓄电池盖正负极柱。
六、正负极板:正负极柱标“+”号或涂红色,负极柱标“-”号或涂蓝色、黑色等。
七、安全阀:又叫排气阀、节流阀、放气阀。“阀”顾名思义,就是说它有开户和闭合的作用,也就是有“开关”的作用。“阀”主要是单向开户,充电时,电池析出氧气和氢气,电池内部压力逐渐加大,当电池内部压力高于外部大气压时,内部气体顶起安全阀帽排出。当内外压力平衡后,安全阀帽会自行回落并且密封。由于安全阀帽能够释放电池产生的过量压力,就保证了电池不会破裂、不会变形,起到安全保护的作用;由于安全阀密封电池,使蓄电池内部不断产生的析气进行氧复合化学反应,可以电池减少失水,保证电池内部有一定的压力,具有内压保护作用;同时也可以防止外部空气入侵电池内部,防止电池内部化学反应产生的酸性气体起到密封保护作用和防爆作用。鉴于安全阀具有上面所述的安全保护、内压保持、密封保护、防爆保护作用,因此被誉为“蓄电池保护伞”。
八、电池槽:它是容纳极群和电解液的容器,是由硬橡胶和或塑料支撑,具有耐酸、绝缘、强度高等特点。
九、除上面所谈到的部件,还有:过桥、极耳(又叫极柱)、密封圈等。
铅酸蓄电池的优点:
1、使用性能佳:与同型号的其他类别的电池相比,具有优越性。
2、耐震、耐冲击:不易损坏。
3、寿命长:究其铅酸蓄电池本身的性能,历史悠久,生产、化成工艺成熟,也决定了铅酸蓄电池的寿命的长短。
4、易保养 、维护:使用期间,只需要做简单的维护即可,同时电池的维护、保养与电池其实际的使用寿命有着密不可分的联系。
5、可循环利用:铅酸蓄电池是在放完电以后,可以用充电的方法获得复原能再次使用的电池,我们通常称之为:二次电池,又叫充电电池或者是蓄电池。并且废旧蓄电池也可以通过修复、翻新的方法得到再次利用,既节约成本,又减少旧电池对环境所造成的污染。
由于玻璃纤维管式铅蓄电池是累积多次实验结果而制成,因此具有多项优点。
随着科技的不断创新发展,UPS电源平均无故障工作时间越来越长,整机的可靠性与稳定性也越来越高。而蓄电池是UPS电源一个重要组成部分,作为动力提供的最后保障,其质量的好坏直接关系到UPS是否正常工作,因此做好UPS电源中消耗品蓄电池的维护变得尤为重要。
1、新电池的初充电
新的蓄电池在安装完毕后,一般要进行一次较长时间的充电,充电电源要按照说明书中的规定进行充电,待电池组充电完毕后,进行一次放电,放电后再次充电,目的是延长电池的使用寿命,提高电池的活性和充放电特性。
2、定期充放电
UPS电源内部的蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处在浮充状态而不放电,会导致电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极表面,形成所谓的电池阴极板的“硫酸盐化”,由于硫酸铅是一种绝缘体,它的形成必将对电池的充放电产生极不好的影响,因为在阴极板上形成的硫酸盐越多,电池的内阻越大,电池的可充放电性能越差,从而导致电池“老化”、“活性”下降,使蓄电池的使用寿命大大缩短。应该每隔3~4个月,人为地通过中断市电或通过软件/硬件控制手段将UPS的整流器/充电器置于关闭状态,让UPS中的蓄电池放电。对于这种为“激活”电池而进行的电池放电操作,它的放电时间以控制在正常放电时间的1/3~1/4为宜。
3、严禁深度放电
密封免维护蓄电池的使用寿命与蓄电池的放电深度密切相关。放电深度是指用户在蓄电池使用的过程中,电池放出的安时数占它的标称容量安时数的百分比。深度放电会造成蓄电池内部极板表面硫酸盐化,导致蓄电池的内阻增大,严重时会使个别电池出现“反极”现象和电池的永久性损坏。电池的放电深度严重影响电池的使用寿命,非迫不得已,不要让电池处于深度放电状态。
4、尽量避免过电流充电
过流充电易造成电池内部的正负极板弯曲,使极板表面的活性物质脱落,造成电池可供使用容量下降,严重的会造成电池内部极板短路而损坏。
5、避免蓄电池新旧混用或新旧电池混合充电
由于新电池的内阻都比较小,而旧电池的内阻都有不同程度的增大,当新旧电池混合在一起充电时,由于旧电池的内阻大,分压会相对偏大,极容易造成过压充电现象;而对于新电池,内阻较小,充电电压小但电流偏大,又容易造成过流现象,所以在充放电过程中应避免新旧电池混充。
6、更换活性下降、内阻过大的电池
(1)、随UPS电源使用时间的延长,总有部分电池的充放电特性会逐渐变坏,端电压明显下降,这种电池的性能不可能再依靠UPS电源内部的充电电路来解决,继续使用会存在隐患,应及时更换。
(2)、对于蓄电池内阻增大,用正常的充电电压对电池进行充电已不能使蓄电池恢复其充电特性的电池应及时更换。电池的内阻一般在10~30mΩ,如电池的内阻超过200mΩ上,将不足以维持UPS的正常运行,对内阻偏大的电池必须更换。
7、尽量避免蓄电池过压充电
过压充电往往会造成蓄电池电解液所含的水被电解分离成*气和氧气而逸出,从而使电池使用寿命缩短。
8、蓄电池的使用环境
电池的使用寿命与环境温度密切相关,电池处于较低温度时,蓄电池中的锌板容易粉化,失去蓄电性能,造成永久性损坏。若温度过高时,电池的容量也会下降,严重的会造成永久性损坏。依据电池生产厂家的技术规范,电池的最佳使用温度是20~25℃,在该温度范围使用,可延长电池的使用寿命。
做好UPS电源的维护保养工作可减少UPS电源的故障率,提高生产的稳定性。也可通过对电池的维护可以提高电池的使用寿命。过往的维护一般通常会把一组电池全部更换造成巨大的浪费。在实践中我们发现,更换的一组电池中多半是可以再利用的,只有少数电池单元出现损坏,不再具备支持UPS电源正常工作的条件。因此,将能利用的电池再利用可以为企业节约资金,降低成本。
电源技术的发展趋势
UPS不间断电源的问世,为很多的企业或者厂家解决了很大的问题,为商家赢得了时间,得到很大的利润,也使一些不能完成的文件得以继续,UPS的问世,对我们国内乃至全球,都具有着深远的意义,UPS是一个划时代的产品,从此,我们走入一个全新的世界.
世界电源产业及电源技术的发展趋势
电力电子技术的发展带动了电源技术的发展,而电源技术的发展有效地促进了电源产业的发展。迄今为止电源已成为非常重要的基础科技和产业,并广泛应用于各行业,其发展趋势为高频、高效、高密度化、低压、大电流化和多元化。同时,封装结构、外形尺寸日趋国际标准化,以适应全球一体化市场的要求。
电力电子技术已发展成为一门完整的、自成体系的高科技技术,电源技术属于电力电子技术的范畴。电源技术主要是为信息产业服务的,信息技术的发展又对电源技术提出了更高的要求,从而促进了电源技术的发展,两者相辅相成才有了现今蓬勃发展的信息产业和电源产业。从日常生活到最尖端的科学都离不开电源技术的参与和支持,而电源技术和产业对提高一个国家劳动生产率的水平,即提高一个国家单位能耗的产出水平,具有举足轻重的作用。在这方面我国与世界先进国家的差距很大,作为一个电源工作者,不仅应该完成当前的本职工作,还必须通过各种信息渠道及时掌握电源技术最新发展方向与相关的元器件、原材料的最新发展动态,国内外先进的薄膜工艺、厚膜工艺、集成化工艺等。只有这样才能设计出世界一流的电源产品。为此,就当前电源产业及技术的发展趋势谈一些个人的看法,供同行参考、讨论。
1、急速向多元化技术发展
电源设备用以实现电能变换和功率传递,是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。现今已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。在信息时代,上述各行各业都在迅猛地发展,发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求。如节能、节电、节材、缩体、减重、防止污染,改善环境、可靠、安全等。这就迫使电源工作者在电源研发过程中不断探索,并利用各种相关技术,做出合格电源产品,以满足各行各业的需求。显然,电源技术的发展将带动相关技术的发展,而相关技术的发展反过来又推动了电源产业的发展。当前在电源产业,占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC/DC开关电源、DC/DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压直流稳压电源、绿色照明电源、化学电源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆变电源、风光互补型电源等。而与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监测技术、智能化充电技术、微机控制技术、集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。
2、性能/价格比是赢得市场占有率的永恒主题
产品价格、性能指标、品牌效应及使用寿命一直是用户最关心的问题。纵观国内外几家知名电源厂商及世界顶级电源供应商都面对同样的压力,即价格之争、性能拼比、产品的精益求精以至艺术化竞争,特别是在信息时代,由于信息网络给用户带来网上定货采购的可能,这使产品价格变得日趋公开,迫使每个电源供应商苦思冥想寻求降低成本的一系列措施,尽量提高性价比,以赢得市场占有率。
用户最关注的性能指标
(1) 电气性能指标
除特种电源外,一般线性和开关电源均有数十项指标,但最常提及的指标有输出电压精度、电网调整率、负载调整率、温度系数、输出纹波及噪声、输入反射纹波电流、输入共模噪声电流、保护性能及效率等。上述指标必须用合格的测试设备与标准的测试方法,经测试合格后交给用户。需要指出的是,各项性能指标以满足用户要求为宜,不必过分追求高指标而无形地增大电源的体积、重量和成本。
(2) 可靠性、安全性与质量
质量是企业的生命线,纵观改革开放以来,我国企业的发展史,无不说明质量在企业的兴衰中起着举足轻重的作用,尤其在我国加入WTO后,电源设备必将进入国际市场,大家必须遵从国际贸易协定的共同准则,必须加快融入全球一体化的步伐。企业必须接受安全、质量体系等种种标准化规范的认证。当今的电源企业决不能把质量狭义地理解为企业的产品质量,而应广义地理解为企业的全面质量。因此,企业应按ISO9000标准进行质量认证,明确自己企业的质量目标和质量方针,对全员进行质量教育,把产品质量贯穿于设计、生产和用户服务的全过程,生产出技术先进、质量保证的优质产品,供应国内外市场。
(3) 关注EMC设计水平
电磁兼容是研究在有限空间、时间以及频谱资源条件下,各种电气、电子设备可以共存,并不引起性能降低的专门学科。它是伴随着无线电电子学中高频、特高频应用的发展而发展起来的。电磁兼容其实质含义是,一方面设备或系统产生的电磁骚扰,不应对周围设备造成不能承受的干扰,也不应对周围环境造成不能承受的污染;另一方面设备或系统对来自周围环境中的电磁干扰应具有足够的抗御能力。要做到这些,相当困难,设计者必须通过学习和大量的实践,深刻认识电磁兼容的真正含义和产生干扰的途径,采取 有效措施进行EMC设计。如:加电网滤波器,采取无源补偿方案,以有效地抑制传导干扰;加各种屏蔽措施,以抑制辐射干扰;加RC吸收网络于电路的适当部位以吸收开关尖峰;利用各种软开关技术,保证开关器件在零电压下导通,零电流下关断,以减小过高的电流、电压梯度所带来的严重电磁干扰;合理设计印制板,合理的地线布局等都会减小电磁干扰。总之,电磁兼容技术发展很快,用户对电磁兼容的要求也会愈来愈高,值得电源供应商倍加注意。
(4) 齐全的保护功能
目前,电源中所使用的功率器件价格较贵,其控制电路也比较复杂,另外,电源的负载中一般都含有大量的集成化程度很高的器件,这些器件一般耐受电、热、冲击能力都较差,因此,电源的保护应兼顾本身和负载的安全。目前保护的种类很多,如:极性保护、程序保护、过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护等。由于电源的种类很多,用途各异,所以,对保护的要求也各有侧重,具体保护的设置应按具体要求而定。电源中加了保护电路后,势必增加元器件,反过来又会影响系统的可靠性,为此要求保护电路本身的可靠性一定要高,以提高整个系统的可靠性,进而提高电源本身的MTBF,这就要求保护的逻辑严密,电路简单,元器件最少,除此而外还要考虑所保护电路本身出现故障的维修度,确保电源的正常工作和高可靠性。2.2降低成本的主要途径
降低成本的主要途径如下:
采用先进的产品设计管理模式,尽力缩短产品研发周期;加强全员质量意识,把产品质量贯穿于设计和生产的全过程,力争产品一次合格率100%,确保合同履行率100%与顾客满意度100%;电源产品的性能以满足用户为宜,不须过分地追求高指标并合理地选择元器件、原材料,尽可能地降低成本;重视人才资源管理,走以人为本的路子,不但要培养、尊重和爱护人才,还要合理地安排和使用,有效地发挥其作用,绝不浪费人才资源;以最大的信息量和信誉度加大市场占有率和资金回收率。
3、高频、高效、低压大电流化、标准化是开关电源的发展趋势
3.1 在封装结构上正朝着薄型和超薄型方向发展
以前标准模快的高度是12.7mm(0.5英寸),最近已下降到9.53mm(0.375英寸),一般客户要求薄型封装尺寸为7.5mm(0.295英寸),8.5mm(0.335英寸),10mm(0.394英寸)。外形尺寸趋于国际标准化尺寸,多为1/8、1/4、1/2、3/4和全砖式结构,输出端子相互兼容的设计日趋明显。模块内部控制电路倾向于采用数字控制方式,非隔离式DC/DC变换器比隔离式增长速度快,分布式电源比集中式电源发展快
蓄电池特点
维护简单
电池实现密封,在整个寿命期间无需定期补水或补酸等维护。
性能优良
板栅采用特种合金,严格控制隔板、电解液及各工序的杂质,自放电极低。
极板、汇流排、极柱等采用优化设计,隔板电阻也极低,因此电池内阻小,大电流放电性能好。
电池深放电后只要充分充电,电池容量基本不降低,恢复性能好。
安全可靠
安全阀开闭阀性能卓越,寿命长久;
既可以放出由于误操作或过充电引起的过多气体,又能防止外部气体或火星进入电池内部引起自放电或爆裂。
安 装
蓄电池均荷电出厂,在运输安装过程中谨防短路。
电池组电压较高,在安装使用及维护中应使用绝缘工具,防止电击。
当负载变化范围为0~100%时,充电设备应达到±1%稳压精度。
连接电缆应尽可能短,以防产生过多压降。
在安装末端连接件和导通电池系统前,检查电池系统总电压及正负极,以保证安装正确。
维 护
浮充总电压超出(13.38±0.06)×nv/·25℃(n指单体总数)范围内应进行调整,否则影响电池寿命。
每月检查一次单只电池浮充电压,并做好记录,如运行达六个月,浮充电压差超过0.2V,则应与厂家联系,厂家派人处理。
最佳环境温度15℃~25℃可获得较长的使用寿命,6-GFM(C)系列蓄电池可在-40℃~50℃条件下工作。
尽量避免产生过放电(放电电压低于终止电压)及过充电(充电电压长时间高于浮充电压),且放电后应尽快进行充电,否则影响电池使用寿命。
每放电一次应作好放电及充电记录,记录好时间、电压、电流及温度。
不得使用有机溶剂而应用肥皂水清洁蓄电池,避免用易产生静电的干布擦拭电池。
蓄电池若需贮存,应断开电池组与充电设备及负载的连接部分并且保持环境阴凉、干燥、通风。
维护简单
本系列电池采用耐腐性能好的特种铅钙合金作板栅,采用超细玻璃纤维作隔板,利用阴极吸收技术,实现内部氧的循环复合,因此电池实现了密封,在整个寿命期间无须定期补水或补酸等维护。
安全可靠
安全阀开闭阀性能卓越,寿命长久,既可以放出由于操作失误或过充电引起的过多气体,保证了安全,又可防止外部气体或火星进入电池内部引起自放电或爆裂。
自放电小
因电池采用特种合金作板栅,并对隔板电解液及各生产工序的杂质进行严格的控制,所以自放电极低。
密封可靠
采用进口树脂胶,与ABS形成腐蚀性密封,且胶固化后韧性极好,因此确保不漏酸。
内阻小
极板、汇流排、极柱等采用优化设计,隔板电阻也极低,因此电池内阻小,大电流放电性能好。
恢复性能好
优质的板栅合金,优良稳定的工艺,独有配方的电解液添加剂使得电池深放电后只要充分充电,电池容量基本不降低。
产品安装方式
产品可根据用户需要采用柜式、立架式、卧式、地面摆放及与其它电源柜内置式使用等各种形式。
松下电池基本知识 电池基本知识(一)
一、电池原理 1、什么是电池? 电池即一种化学电源,一种直接把化学能转变成电能的装置。它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供电能。 2、电池的分类 A.按工作性质分类: (1)原电池:又称一次电池,指电池放电后不能再次充电而继续使用的电池。如果原电池中电解质不流动,则称为干电池。 如:锌-锰干电池、锌-汞电池、 锂电池。 (2)蓄电池:又称二次电池,指电池放电后可再次充电而继续使用的电池。 如:铅酸电池、镉-镍电池、氢-镍电池、锂离子电池 (3)贮备电池:又称“激活电池”,此类电池在不工作时处于惰性状态,能长期贮存,当需要工作时,经过激活使之进入放电状态的电池。(使用前临时注入电解液或用其它方法使电池激活。 如:镁-银电池 铅-高氯酸电池 (4)燃料电池:该类电池又称“连续电池”,即将活性物质连续注入电池,使其连续放电的电池。 如:氢-氧燃料电池; 肼-空气燃料电池 B.按电解质性质分类: 按电解质性质可分为酸性电池(铅酸电池)、碱性电池(氢镍电池)、中性电池、有机电解质电池(锂离子电池,如Li-MnO2)、非水无机电解质电池(Li-SOCL2锂-亚硫酰氯)和固体电解质电池。 C.按活性物质的保存方式分类: 按活性物质的保存方式可以分为:活性物质保存在电极上面,其中有一次电池和二次电池两种;活性物质保存在电池之外,使用时通入电极,这类有非再生型燃料电池和再生型电池。 此外也有人根据电池的特性把电池分成高容量电池、密封电池、免维护电池、防爆电池等。 3、一次电池与二次电池的有哪些异同点? 一 次电池只能放电一次,二次电池可反复充放电循环使用,可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化,因此设计时必须调节这些变化,而一次电池内部则 简单得多,因为它不需要调节这些可逆性变化,一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池,但内阻(0.2-0.5Ω)远比二次电池大,因此负载 能力较低,另外,一次电池的自放电远小于二次电池。 4\镍镉电池的电化学原理是什么? 镍镉电池采用Ni(OH)2作为正极,CdO作为负极,碱液(主要为KOH)作为电解液。 镍镉电池充电时,正极发生如下反应 Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O 负极发生的反应:
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Cd(OH)2 + 2e → Cd + 2OH- 总反应为:2Ni(OH)2 + Cd(OH)2→ 2NiOOH+ Cd+ 2H2O 放电时,反 应逆向进行NiOOH + H2O + e→ Ni(OH)2 + OH- Cd + 2OH- + 2e→ Cd(OH)2 充电时,随着NiOOH浓度的增大,Ni(OH)2浓度的减小,正极的电势逐渐上升,而随着Cd的增多,Cd(OH)2的减小,负极的电势逐渐降低,当 电池充满电时,正极、负极电位均达到一个平衡值,二者电势之差即为电池之充电电压。 5、镍氢电池的电化学原理是什么? 镍氢电池采用与镍镉电池相同的Ni氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液(主要为KOH)作 为电解液,镍氢电池充电时,正极发生反应如下: Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O 负极反应:MHn + ne → M + n/2H2 放电时,正极:NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH- 负极:M + n/2H2 → MHn + ne 6、电池的主要结构组成是什么? 电池的主要组成部分为:正极片、负极片、隔膜纸、盖帽、外壳、绝缘层。 二、 常用术语 1、标称容量(又称额定容量) 在一定放电条件下,规定电池应该给出的最低限度的电量。 IEC 标准规定:镍镉和镍氢电池在20±5℃环境下,以0.1C充电16小时后,以0.2C放电至1.0V时所放出的电量为电池的额定容量,以C5表示;而对于 锂离子电池,则规定在常温,恒流(1C)恒压(4.2V)控制的充电条件下,充电3 h,再以0.2C放电至2.75V时,所放出的电量为其额定容量。 电池容量C=It,单位有Ah,mAh(1Ah=1000mAh)。 2、放电 电池向外电路输送电流的过程 3、放电率 指放电时的速率。最常用倍率(若干C)表示,其数值上等于额定容量的倍数。 如:容量C=600mAh电池,用0.2C放电,则放电电流为I=0.2*600=120mA。 我们通常所说的0.2C、1C容量,就是在放电率为0.2C、1C条件下,放出的容量。 4、开路电压 外电路断开时,电池两个极端间的电位差。 5、负荷电压 电池输入电流时,电池两个极端间的电位差。 6、标称电压(又称额定电压) 电池的标称电压指的是在正常工作过程中表现出来的电压,二次镍镉镍氢电池标称电压为1.2V;二次锂电池标称电压为3.6V 。 7、终止电压电池放电试验中,规定结束放电的负荷电压。一般放电截止电压:0.2C放至1.0V,1C放至1.0V。 8、中点电压指放到50%容量时,电池的电压。主要用来衡量大电流放电系列电池的高倍率放电能力,是电池的一个重要指标。 9、电池的功率输出指在单位时间里输出能量数的能力,它是根据放电电流I和放电电压来计算的P=U*I,单位为瓦特 10、贮存寿命电池在规定条件下的贮存期限,贮存结束时,电池仍能保持规定的性能。
11、循环寿命蓄电池在失效前所能达到的充放电循环次数 12、内阻 电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值。 13、自放电电池在荷电或贮存状态下,由于各种原因而引起的容量损失的现象。 14、记忆效应 电 池长时间经受特定的工作循环后,自动保持这一特定的电性能。不能全部放出额定容量,只能达到常用的放电深度。譬如:一只额定容量为100%的电池,在使用 时,如果在尚未用完电量后就充电,长期下去,电池就―记住了‖这个―刻度‖,以后再充电时,充到这个―刻度‖就再也不容易充进去了。 三、IEC61951-2标准(单只圆柱型镍氢电池) 表一:IEC寿命测试方法 试验前,电池需0.2C放电至1.0V,环境温度:20±5℃ 循环次数 充电 充电态搁置 放电 1 2-48 49 50 0.1C充16hrs 0.25C充3hrs10min 0.25C充3hrs10min 0.1C充16hrs 无 无 无 1-4hrs 0.25C放电2hrs20minb 0.25C放电2hrs20minb 0.25C放电至1.0V 0.2C放电至1.0Va a.电池在完成50次循环后,允许开路搁置足够的时间,以便正好隔两周开始第51个循环。在第100、150、200、250、300、350、400次和第450次时可采用同样的方法。 b.如果放电电压低于1.0V,则放电可以停止。重复1-50次循环,直至出现任一个第50次循环的放电时间少于3hrs为止,这时按照第50次循环的规定再进行一次循环。 当两个这样的连续循环的持续放电时间均少于3hrs时,寿命试验终止。试验结束时,循环次数应不少于500次。
新一代UPS电源使用计算机管理UPS电源,还可以实现异地的监控管理和快速故障诊断服务。目前市面上的ups电源主要分为第一类为后备式;第二类为在线互动式;第三类为在线双变换式;第四类为在线电压补偿式。而评判ups电源的优劣目前主要根据四类UPS的技术性能指标有四大类:
1.对电网的适应能力;
2.满足负载要求的UPS常规输出指标;
的输出能力和可靠性;
4.智能管理和通信功能。
第一.要选择大功率UPS要慎重考虑UPS的输入功率因数和输入电流谐波。
双逆变在线式UPS,其AC/DC逆变器多为整流滤波电路,它的输入功因数低,输入功率因数低,意味着输入无功功率大,输入谐波电流则*破坏电网,特别是三相大功率UPS这两项指标危害很大,形成所谓的电力公害,这会使由同一电网供电的变压器、电动机、电容器等产生附加谐波损耗、过热、加速老化,引起异步电动机转矩降低,振动加剧噪声增大,引起继电器和自动装置误动作,其次谐波对通讯线路、测量仪器产生辐射*,影响电能计量的精度等
第二.要考虑UPS的输出能力与可靠性。
输出功率因数、输出电流波峰系数、输出过载能力、输出不平衡负载的能力等指标,直接反映了UPS的输出能力,同时也说明了UPS输出能力的局限性和脆弱的一面,尽管在配置UPS容量时尽可以使负载满足UPS的要求,甚至留出很大的余量,但这些指标却直接反映了UPS的可靠性。过载能力强,允许输出电流波峰系数高的,对负载功率因数限制小的,在同样电网环境和负载条件运行,其可靠性必然高。
第三.要考虑效率与可靠性
当UPS的工作效率高时,意味着节省电能,这是绿色电源的标志之一。但还应该注意到效率与可靠性是密切相关的,效率高意味着电路技术先进,元器件选用得好,意味着功器件功率损耗小,功率强度小,温度低,这必然会增强元器件乃至整机的寿命和可靠性。 厂商在配置蓄电池时,所选用的设计容量是完全满足甚至超过负载不停电供电的功率容量和供电时间要求的,但是在UPS投入运行后,用户常常发现在市电停电后UPS不停电供电的实际时间远小于设计值,造成这种现象的原因,大多数情况下并不是最初配置时蓄电池的备用容量不够,而是蓄电池的容量没有发挥出来。造成蓄电池实际容量降低的原因很多,有电池质量问题,但更多的是使用和维护问题
(1)电池容量
铅酸蓄电池的极板在制造过程中,对生极板进行充电化成,便正极板上的铅变成二氧化铅,负极板上的铅变为海绵状铅,但是制造厂商对极板进行化成的时间有限,不可能将所有的物质均转化成活性物质,为此,国家标准规定新电池达到90%容量为合格,只有在随后的日常使用中,容量逐渐达到正常值,安装两年后要求达到100%。
电池组的额定容量是在规定的放电率下得出的,例如,UPS电源中所用的小型蓄电池的典型规格之一是l2V、6Ah/2Ohv,此规格定义为输出直流电压l2V,标称容量为6Ah,放电率条件为20hr。具体含意是:把输出直流电压l2V的电池组置于以20H恒放电率条件下进行放电,一直放到其输出电压由l2V降到l0.5V时,所测到的总安时数应为6Ah。
我国、日本、德国工业用电池采用10小时率(表示为C10),美国工业用电池标准为8小时率(表示为C8,)。在实际使用时,其放电率并不等于标准容量规定的放电率,当实际放电率大于标称容量规定的放电率时,其实际输出的容量要小于标称容量。
我国电力、邮电标准规定,10小时率电池,当采用1小时率放电时,其容量为标称容量的55%,即0.55C10。日本工业标准规定2V/10小时率电池,1小时率时容量为0.65C10,6V、12V,10小时率电池,1小时率容量为0.6C10。20小时率电池,10小时率容量为0.93C20,1小时率容量为0.56C20。
蓄电池的寿命有两种表达方法:一种为深循环使用的电池,另一种为浮充使用的'备用电源'电池。深循环使用的电池以深循环次数来表示其使用寿命,以0.8C10深度充放电循环使用的电池,其寿命达到1200次以上,而浮充使用的电池,年限可达到10~20年。蓄电池只有80%容量时认为寿命终止。
实际使用寿命与设计使用寿命有很大差别,这主要取决于电池中水的损失情况。在设计条件下使用可达到设计寿命,而当外部条件如温度、充电电压、放电深度等变化超出设计要求时,实际使用寿命会大大低于设计寿命,实际使用容量也会低于设计容量。
密封性
通过计算机精密设计的耐腐蚀钙铅锡等多元合金板栅,ABS耐腐蚀材料外壳,高强度紧装配工艺,提高电池装配紧度,防止活物质脱落,提高电池使用寿命,增多酸量设计,确保电池不会因电解液枯竭而导致电池使用寿命缩短。
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