一、基本概念:
1、電池電壓:
a、開路電壓:電池在開路狀況下的端電壓。
b、作業電壓:電池接通負荷后在放電過程中顯現的電壓。作業電壓與放電條件有關,放電電流越大,作業電壓越低;溫度越低,作業電壓越低。
2、電池的容量:
a、電池的理論容量:活性物質按法拉第規則核算而得的最高理論值。
b、電池的實踐容量:電池在必定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時刻的乘積。單位:AH。
c、電池的額外容量:按國家或有關部門公布的標準,保證電池在必定條件下的最低極限的容量。
正常狀況下,三者的聯絡是:理論容量〉實踐容量〉額外容量。
3、電池的內阻:
電流通過電池的內部時遭到阻力,使電池的電壓下降。電池的阻不是常數,由于活性物質的組成、電解液溫度和濃度都在不斷的改動。內阻可分為歐姆內阻和極化阻,歐姆內阻契合歐姆規則;極化電阻跟著放電流的增大而增大,但不是直線聯絡而是對數聯絡。
4、正極活性物質:
正極活性物質有α-PbO2和β-PbO2兩種晶型。β-PbO2具有較高的活性及利用率。α-PbO2具有較好的機械強度和較大的尺度。當α-PbO2/β-PbO2為0.8時,電池具有最好的深放電才干。
二、蓄電池的相關要素
1、電池的容量
蓄電池在必定放電條件下所能給出的電量稱為蓄電他的容量,常用C標明。但是,蓄電池作為電源,由于其端電壓是一個變值,選用Ah標明蓄電池的電源特性則更為準確。理論上,可以趨于無窮大,但實踐受騙蓄電池放電電壓低于連續電壓時假定仍持續放電,這或許會損壞蓄電池,故對t值有所束縛。在蓄電池工作中,以小時或分標明蓄電池可持續放電的時刻,常見的有C24 、C20、、C10、C 8、、C 3 、C1等標稱容量值。
蓄電池容量可分為理論容量、額外容量和實踐容量三種。理論容量是把活性物質的質量按法拉策規則核算而得到的最高理論值。實踐容量是指蓄電池在必定條件下所能輸出的電量,它等于放電電流與放電時刻的乘積,其值小于理論容量。額外容量也稱為標稱容量或保證容量,是按國家或有關部門頒布的標準,保證蓄電池在必定的放電條件下應該放出的最低極限的容量。固定型閥控式鉛酸蓄電池一般選用10小時率手放出的容量作為蓄電池的額外容量,并用來標定蓄電池的型號。
陽光10小時率蓄電池的標稱容量是電池在5℃~35℃時,按0.1C電流放電至1.8V/單格時的10小時率放電容量。 湯淺蓄電池 10小時率蓄電池的標稱容量是電池在5℃~35℃時,按0.1C電流放電至1.8V/單格時的10小時率放電容量。相應的20小時率蓄電池的額外容量是在 5℃~35℃時,按0.05C電流放電至1.8V/單格時的20小時率放電容量。從上面的界說中可以看出,電池的容量和溫度、放電電流、放電時刻、連續電壓、內阻、充電電壓等要素有關。
溫度越高,電池內的化學反響相應變快,電池容量添加,反之電池容量減小。
放電容量隨放電電流(放電率)巨細改動而改動,放電電流越小,放電容量越大;放電電流越大,放電容量越小。但是電池不容許長時刻小電流放電,否則極板簡單構成較細密的硫酸鉛層即極板硫化,故小電流放電時,一要控制時刻,二要進步連續電壓,以保護電池;相應的大電池放電時,連續電壓相對較低。所謂連續電壓指蓄電池低于這一規則的電壓時蓄電池就無法正常作業的電壓。換言之,蓄電池在低于連續電壓的狀況下持續放電運用,或許會構成蓄電池永久性損壞。
放電容量和放電時刻也有聯絡,當放電時刻大于該電池相應的標稱時刻時,放電容量大于標稱容量,相反則是小于標稱容量。為了比較不同系列蓄電池,常用比容量的概念,即電位體積或單位質量蓄電池所能給出的電量,別離稱為體積比容量和分量比容量,其單位別離為Ah/L(安時/升)或Ah/kg (安時/千克)。在衡量蓄電池的指標中,蓄電他的額外電壓和額外容量是兩個最常用的技術指標。例如,如德國Sonnenschein A412/100A的額外電壓為12V,德國Sonnenschein A602/3000的額外電壓為2V。
2、電池的電壓
陽光電池的稱標電壓有2V、12V,電池的最基本的單元是2V。蓄電池的開路電壓是指蓄電池在開路狀況下的端電壓。它等于蓄電池在斷路時(即沒有電流通過南北極時)蓄電池的正極電位與負極電位之差。充電電壓是指蓄電池在充電時外電源加在其兩端的電壓。陽光A400系列的充電電壓是2.27V,A600系列的充電電壓是2.25V,理論上抵達相應的電壓時,電池才是滿容量的。
蓄電池放電電壓又稱為蓄電他的作業電壓或負荷電壓,是指蓄電池在放電時其兩端的電壓, 放電連續電壓是蓄電池放電時電壓下降到不能再持續放電的最低作業電壓,一般規則固定型免保護蓄電池10小時率放電時單體蓄電池放電的連續電壓為1.8v(相對于單體2V蓄電池)。
3、充電
蓄電池充電有三種辦法即浮充、均充、恒流。下面列出的充電參數均在溫度5℃~35℃前提下,超出此規劃有溫度補償,詳細補償系數后邊有講。(以下10小時率電池為例,20小時率電池的限流相應調為0.05CA)
浮充:恒壓(湯淺2.23V)、限流(標稱是0.1CA或《0.25CA)、不限時
用該充電辦法24小時可布滿電池。或充電電流《100mA時標明電池布滿。
均充:恒壓(一般設為2.35V或《2.4V)、限流(標稱是0.1CA或《0.25CA)、限時(設為10H或8H,或根據電池的實踐狀況設置),長時刻均充會使電池過充電。
恒流:恒流(《0.25CA)、不限壓、限時(由于不限壓,故在充電時需有人值勤,查看溫度,當溫度升高時就得連續充電)
用恒流充電的一般是在實驗試里,最省時,但必定得有人值勤,實踐操作中,我們一般用均充、浮充協作充電或只用浮充。
電池充電時,特別留神設置充電的參數,如電壓,在環境溫度在5℃~35℃規劃內時,電壓的設置最好用標稱設置,避免電池過充或欠充,減短電池的運用壽數。
充電時,發現充電時電池電壓高到不正常的規劃,則或許會有如下原因:
一)、先查看一下充電電壓,看是否設置的電壓過高;
二)、查看外觀,看其是否有磕壞的退跡,由于電池或許會由于有過磕碰而構成內部電池開路;
三、須確認出現問題的是第幾次充電,如是第一次而充電電壓設置正確,外觀也是完好的,則或許是電池的質量問題;要是不是第一次,而前面充電時是正常的,那么有或許是該次充電時操作失誤,構成電池內部發生短路。
4、放電
10小時率蓄電池的標稱放電容量是電池在5℃~35℃時,放電至1.8V/單格時的10小時率放電容量。相應的20小時率蓄電池的標稱放電容量是在相同的條件下放電20小時。
放電一般有兩個目的,一是檢驗電池容量,二是給電池作激活。
電池檢驗容量時,一般是充好電后,按標稱的參數放電,來檢驗電池是否滿容量。檢驗電池容量時,發現電池容量短少,或在充電時發現電充不進去,而構成的原因是極板被硫化的,則需求通過激活極板,來康復電池容量。給長時刻沒有運用也沒有保護而無法充電的電池做激活時,因極板硫化,小電流無法激活極板,需求先深度放電,加大電池電壓和充電電壓的電壓差,再用大電流沖擊,以激活極板,這種深放電不需求按標稱放電,可用大電流短時刻放電,留神不要過放電。
給電池做激活可通過上面講的重復充、放電的辦法。
5、內阻、自放電
電池都有內阻(單位為mΩ),是指電流通過蓄電池內部時遭到的阻力,他包含歐姆內阻和極化內阻,極化內阻又包含電化學極化內阻和濃差極化內阻等。由于內阻的存在,蓄電他的作業電壓總是小于蓄電他的開路電壓或電動勢。歐姆內阻是由蓄電池構件(如極板柵、活性物質、隔膜和電解液等)發生的,雖遵從歐姆規則,但也隨蓄電池荷電狀況而改動。而極化內阻則隨電流密度添加而增大,但不是線性聯絡。內阻的巨細是衡量一個電池質量很重要的參數,其因電池極板、電解液的質料和工藝等的不同而不同,質料內的雜質越少,工藝越好,內阻值也越小。內阻值越小,自放電電流也越小,電池的容量越大,由于質料內的雜質會和極板上的活性物質反響,減少極板上的活性物質,然后影響電池容量。
質量好的蓄電池和質量差的蓄電池在內阻上不同很大。質量好的蓄電池之所以能持續大電流放電,就是由于其內阻很小,而質量差的蓄電池則否則。
蓄電池的自放電是指在電池極板、電解液中的雜質,在正負極板間構成了一個回路,這個回路就是自放電。它是蓄電池在開路放置時的現象。蓄電池發生自放電將直接減少蓄電池可輸出的電量,使蓄電池容量下降。自放電的發生首要是由于電極在電解液中處于熱力學的不穩定狀況,蓄電池的兩個電極各自發生氧化、康復反響的成果。蓄電池的自放電速率的巨細是由動力學要素抉擇的,首要取決于電極材料的特性、外表狀況以及電解液的組成、濃度和雜質含量等,液取決于放置的環境條件,如溫度和濕度等要素。
自放電大,內阻添加,構成容量短少。這反響在電池的儲存期上是最明顯了。
6、電池的均一性
電池的均一性是指一組電池內單個電池電壓的存在規劃。當電池放置了一段時刻后,均一性會變差,無法滿意對均一性要求高的工作,需求進行激活,這是由于每個電池的內阻不同,自放電也不同,使其放置后的容量不同,而反響容量的是它的電壓,每個電池電壓差越大,均一性也越差。工作間對所需電池的均一性要求不同,如電力系統,它對電池均一性的要求是,在不充電的狀況下電壓差《100mV;在充電的狀況下電壓差《50 mV。而電信系統則是在不充電的狀況下電壓差《50mV;在充電的狀況下電壓差《30 mV。與UPS配套的電池沒有明確的均一性要求。
對均一性要求高的工作,盡量選用同一批號的電池,以保證其均一性,由于不同的批號會因材料的配備、工藝的過失,而使其均一性沒有同一批號的電池均一性好
7、溫度
電池無論是容量、充電、放電、儲存期、壽數等,都和環境溫度很有大的聯絡,溫度影響著和電池相關的每一個參數。電池的溫度要求是5℃~35℃,超出這個規劃,溫度越高,電池內的化學反響越快,容量越大,一同也加快了極板的老化,減短了電池的壽數。溫度和充電:充電時標稱溫度規劃是5℃~35℃,跨越這個規劃,需求一個溫度補償系數,每升溫1度每2V的充電電壓下調3mV;相反,每降溫1度每2V的充電電壓上調3mV,要是不做相應的調整也會構成欠充電。
溫度和儲存期:電池儲存的溫度要求最嚴,是定在25℃,溫度每升高10℃,電池的儲存期折半,相反溫度下降時,儲存期也相應添加。這是由于溫度越高,自放電越大,內阻添加,構成儲存容量短少。
8、壽數
電池的壽數分為規劃壽數和循環壽數。電池的運用壽數和它在運用中操作是否正確,是否有保護,以及它所在環境溫度等都有聯絡。
規劃壽數則是指從電池出廠開始核算,一般有5年、10年、15年等,就算電池生產后沒有運用過,到了這個年限就報廢了,而不是從用戶開始運用時核算。循環壽數又稱為運用周期,是指在必定的放電條件下蓄電池容量下降到某—規則值前所履歷的充放電次數。電池的規劃壽數還有一種核算辦法是電池的放電次數,電池的深循環次數是400次,或50%循環1200至2000次,只要抵達這個數字,不管它的年限是否到了,該電池就得報廢了。所以我們給客戶配電池時,要放約 30%的余量,避免客戶在運用中構成深循環,使實踐放電量控制在電池容量的70%左右,最好是50%。
三、日常保護與操作
● 放電
(1)連續電壓如下表,請留神不要使蓄電池的端子電壓低于此值。低于此值時電池就構成電池過放電,否則電池便遭到損害。
(2)放電后不要放置,請當即充電。不小心過放電后,也請當即充電。
(3)電池放電時請在-15~45℃的環境下進行。
(4)最大答應放電電流為6CA,放電5秒以下,不要跨越這個值,否則有或許損壞電池。
放電電流的巨細與放電連續
電壓的聯絡:
放電電流(A) 單體放電連續電壓(V)
0.1C10以下或間歇放電 1.90
0.1C10或近似電流 1.80
0.16C10或近似電流 1.75
0.23C10或近似電流 1.70
注:“C10”是10小時率容量值。
●充電
(1)浮充
浮充電壓一貫加在電池端子上,電壓值過高或過低對電池的影響如下:
長時刻過高(過充電):縮短壽數。
長時刻過低(充電短少):満足不了負載或使電池電壓不一致,然后使電池整組容量下降,壽數縮短。
(2)康復充電
A、回復充電最好按浮動充電來施行,假定選用均充轉浮充辦法,側均充電流抵達1%C10時轉為浮充電,并且均充時刻不能設定;
B、充電初期的電流沒有特別規則,但最好束縛在0.1C~0.3C安培充電,能在25℃24小時以內充入放電量的100%以上。
C、要使其徹底康復(充電量至放電量的大約105%),有必要在抵達設定電壓后持續充電24小時以上。
(3)溫度補償
當溫度違反25℃時,請按每改動1℃,以-3mv/單格進行修正。
(4)均衡充電
均衡充電時,運用的均充電壓為2.30-2.35V/單格。
(5)電池充電時留神事項
A、假定設定的充電電壓跨越2.23V/單體,充電末期充電電流跨越0.05C,會對蓄電池的外觀、功用、壽數等構成永久的劣化,所以請特別留神充電電壓。
B、請運用有電流下降特性的定電壓充電設備、且充電電壓精度為±2%以內(負載變化0~100%時)的充電器。
C、浮動充電電壓在一般室內運用溫度(5℃~35℃)時為2.23V/單體,但長時刻低溫或高溫等特別環境下運用時,以25℃為基點,對充電電壓按 -3mV/℃ 單體進行修正較為適宜。這是為避免低溫時回復充電時刻的加長及高溫時過充電構成電池的劣化。特別是將蓄電池裝入電池箱內時,電池箱內蓄電池的周圍溫度有或許跨越35℃時,為避免蓄電池的過熱腐蝕,請進行溫度調度或許給充電器添加保護機能,以使溫度升到55℃時將充電電壓下降到2.11V/單體。有關溫度修正的詳細狀況,請與制造廠家聯絡。
D、充電請在環境溫度-15℃~+45℃規劃內進行。
fqj
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