(号机组)蓄电池组充放电特性曲线机组工程编号:
电池型号额定容量
A.h
额定电压
V
电池特性介质状态电瓶个数
制造厂家出厂编号出厂日期
蓄电池组充电特性曲线:
充电前电池组电压: V;初始充电电流: A;充电电压: V
蓄电池组放电特性曲线:
放电电流: A;放电时间: h;单体电池终止电压: V;放电容量: A.h
电池的放电特性 电池的放电特性:相同容量的电池,放电至相同的截止电压,在以较小的电流放电时,可以放出更多的能量。 虽然相同容量的电池单元所含有的能量是一定的,但是电池放电时并不能完全的放出电池所有的能 量。 同一电池单元放电所能放出的能量跟UPS系统设定的电池放电截止电压的高低有关,也和放电电流的大小有关。 二、电池的放电特性 电池系统放电的截止电压越低,放出的能量越多,但是可能会对电池造成伤害。 对于相同的负载,电池系统的并联电池组数越多或者是电池组的电压越高,电池单元的放电电流就会越小,这样放出的能量就会越多,后备时间就会越长。 例:山特并联冗余6KVA满载下,接一组24AH电池的放电时间约为53分钟,接两组24AH的电池组并联的放电时间约为137分钟。 三、UPS的电池系统 通常UPS所用的电池组都是由电池单元(cell)经过串联或并联得到的.电池单元串联(电压相加)是为了达到UPS所需的电压,并联(电流相加)是为了增加后备电源供电的时间?(Ex;山特3C3*32节,并联冗余*20 节) 每个电池单元的能量(即瓦特数)是一定的。若一个电池系统是由M节电池串联,然后又由N组并联而成的。则此电池系统的能量为; 单节电池的能量*M节*6cell/pcs*N 组UPS满载下所耗的功率为:UPS容量(W /整机效率UPS的满载下放电时间可以计算为: T=(单节电池的能量*M*6cell/pcs*N )/ UPS容量 (Watt)/整机效率) 四、电池系统的配置 在UPS勺型号及负载一定的情况下,UPS的后备时间与电池单元容量(通常用AH表示)和电池的 节数有关。 对于某一种UPS来讲,电池系统的电压一般是固定的,则单个电池组的电池节数就是固定的。用户若想得到更长的后备时间则需要更大能量的电池系统,就需要使用更大容量的电池单元,或者是使用更多组数的电池组并联。 例:对于山特并联冗余6KVA UPS其规定的电池电压为240V,电池节数为20节。用户若想得到更长的后备时间,贝U需要将电池容量变大(比如由24AH换为38AH,或者用两组(20节*2)或者更多的电池组并联。UPS勺满载下放电时间计算为: T=(单节电池的能量*M*N)/ (UPS容量(V)/整机效率)*k注:单节电池的能量*M*N(M节*6cell/节*N 组数) 例:客户需求山特60KS-UPS+fe池65Ah一组可供电时间? Ex1:65Ah*32*6cells/60kva*0.8/92%=0.283Hr*60m = 17 分钟 Ex2:192X(Ah)/(60Kva*0.8/92%)= 0,25Hr(15/60 ) So: X= 67.93Ah
第八节铅蓄电池放电特性 一定放电电流,首先,物质的消耗,密度减少,电动势降低,引起输出端电压减少;另外,放电生成物增多,内电阻上升,引起内压降增多,也引致输出端电压进一步下降。 总之,放电过程中,除了内电阻是增大以外,其他的参数都将减少。 铅蓄电池的放电曲线不同放电电流时的放电曲线 图3-6铅蓄电池的放电曲线 (1)刚放电时, (消耗>补充) (电极上反应物之间接触面多,使反应过程充分进行,而且生成物不足阻碍反应进行,内阻压降基本不变。而进行反应的电极材料孔隙内、外的电解液密度差不多,硫酸分子扩散运动很慢,) 使之消耗量和扩散补充量不平衡,使进行反应的硫酸密度下降较快,故电动势和端电压都有较快的下降。 (2)随着反应深入到中期过程, (消耗=补充) 在反应的孔隙内、外的电解液密度的差值较大,促进补充硫酸的扩散运动速度加快,消耗的硫酸分子得以相应补充。密度减少变缓慢,电动势减少缓慢,内电阻变化也不明显,因此,端电压仍随电动势下降较慢。 (2)反应加深,进入放电后期时, (消耗>补充) 化学反应在孔隙内深处进行,硫酸扩散路径变长,生成物使硫酸扩散通道变窄,甚至被堵塞,处于硫酸消耗多于补充的不平衡状态,电动势下降较快,内阻及降不断增大,造成端电压下降加快,曲线变陡。 单体电池当放电电压达到D点时,就是放电的终止电压值。如果在低于终止放电电压值下继续放电的话,电池电压将迅速变为零。这种超量放电是不允许的,实践中,在终止放电电压值达到后的放电,蓄电池已经失去了保证向负载供电能力。一般D点电压值定为1.7伏,也就是额定负载下端电压下降到20伏,就应该给电池充电。 停止放电后,硫酸分子经一段时间扩散到电极孔隙内,会使该处电解液的密度回升,而且均匀分布,所以电动势值可回到1.99伏左右。 影响放电电压的放电条件: 第一,放电电流影响放电电压。 放电电流大小的改变,化学反应进行的程度不同。增大负载时,能量转换量大,化学反应要求更多、更快,硫酸消耗多,密度下降快,生成物多,内阻增大,影响扩散速度。因此,电动势和端电压下降就快了,达到终止放电的时间会缩短,所以放电电流越大,放电电压下降越快。可放电的时间越短。 (注意,放电电流较大状态下的放电终止电压值允许低一些。)
铅酸蓄电池基本常识 1、什么是放电效率? 放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与额定容量之比,主要受放电倍率,环境温度,内阻等到因素影响,一般情况下,放电倍率越高,则放电效率越低。温度越低,放电效率越低。 2、何为电池的倍率放电? 指放电时,放电电流(A)与额定容量(A?h)的倍率关系表示。 3、何为电池的小时率放电? 按一定输出电流放完额定容量所需的小时数数,称为放电时率。 4、何为电池的能量密度? 指电池的单位体积所含的电能。 5、铅酸电池使用什么标准? 电池标准分国家标准、行业标准、企业标准三个级别。目前车用电池执行的是编号为JB/T 10262——2001的行业标准。 6、电动车铅酸电池是如何命名的? 车用铅酸电池名称叫做6-DZM-X,其中的X为后缀,X可以是8、10、12,代表电池的容量。6DZM代表6组单格电池组合成一块12V电压的电动车专用阀控密封免维护电池,如果是胶体电池,其标示方法为6-DJM-X。 7、铅酸蓄电池容量标示方法是什么? 应当以C2为准,即以0.5C2电流放电,当电压达到该电池的放电终止电压时的放电时间和电流的乘积应等于或接近额定容量值。比如:一块12V、12Ah 的电池,以5A电流放电,放电终止电压达到10.5V时,时间不能少于140min;
同样,一块12V、10Ah的电池,以5A电流放电到电压达到终止电压10.5V时,时间不能少于120min。其误差为0.1Ah 实际上行业标准规定:10Ah的电池,以5A电流放电到终止电压时间不得小于120min。企业产品实际达到的为130~137min。 8、什么是电池的过充电能力? 行业标准规定,铅酸蓄电池以1.2A电流连续充电48h,实际容量不得低于额定容量的95%。 9、什么是电池的过放电能力? 行业标准规定,铅酸蓄电池开始放电电流为12A±1.2A、以定阻抗方式连续放电2.0h,实际容量不得低于75% 10、什么是电池的低温保存特性? 行业标准规定,铅酸蓄电池在-10℃±0.1℃的环境条件下存放10h,实际容量不能低于70%。 11、如何评价铅酸蓄电池的寿命? 以容量75%的深度放电,寿命不应低于350次。 12、铅酸电池有那些优缺点? (1)优点——价格低廉:铅酸电池的价格为其余类型电池价格的1/4~1/6。一次投资比较低,大多数用户能够承受。 (2)缺点——重量大、体积大、能量质量比低,娇气,对充放电要求严格。 13、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货? 电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过一定时间储存后,允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。经过了一段时间的
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池使用以下反应:Li+MnO2=LiMnO2,该反应为氧化还原反应,放电。 正极上发生的反应为 LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子) 负极上发生的反应为 6C+XLi++Xe=====LixC6 电池总反应:LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6 由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高,所以锂电池生产要在特殊的环境条件下进行。但是由于锂电池的很多优点,锂电池被广泛的应用在电子仪表、数码和家电产品上。但是,锂电池多数是二次电池,也有一次性电池。少数的二次电池的寿命和安全性比较差。 后来,日本索尼公司发明了以炭材料为负极,以含锂的化合物作正极的锂电池,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion Batteries就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion Batteries又叫摇椅式电池。 随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用,锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用,并在近年逐步向其他产品应用领域发展。1998年,天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。习惯上,人们把锂离子电池也称为锂电池,现在锂离子电池已经成为了主流。 下边是常用的两个品牌的电池放电特性,希望对大家有用。 三洋电池的放电特性,更适合手机使用
铅酸蓄电池的性能检测 一、容量 电池容量是指在规定条件下测得的并由制造商宣称的电池容量值。实际上是在规定 温度下,以一定电流放电一定时间,当达到规定的终止电压时,所能给出的电量,用C 表示,以安时(Ah)为单位。 ⑴起动电池的容量 a. 额定储备容量,用Cr.n表示,其值应符合GB/T 5008.2-2008标准的规定。 b. 实际储备容量,用Cr.e表示,其值应在第3次或之前的储备容量试验时,达到额定储备容量用Cr.n。 c. 20h率额定容量,用C20表示,其值应符合GB/T 5008.2-2008标准的规定。 d. 实际容量,用Ce表示,其值应在第3次或之前的容量试验时,应不低于额定容量C20的95%。 ⑵牵引电池的容量 a. 额定容量,用C5表示,在30℃温度下放电5h,放电电流是C5/5(A),放电至单体电压1.70V,所给出的电量(Ah),其值应符合GB/T 7403.1-2008标准的规定。 b. 实际容量,用Ce表示,在规定条件下,电池所能放出的电量(Ah),其值应在第1次容量试验时应不低于额定容量C5的85%。实际容量在前10次容量试验内至少有1次 达到额定容量。 ⑶内燃机车用排气式电池的容量 电池的额定容量以C5表示,其值应在第6次循环内达到电池标称容量值,应符合GB/T 7404.1-2008标准的规定。 ⑷内燃机车用阀控密封式电池的容量 电池的额定容量以C5表示,其值应在第6次循环内达到电池标称容量值,应符合GB/T 7404.2-2008标准的规定。
⑸铁路客车用电池的容量 a. 额定容量,用C10、C5、C1表示,其容量值在进行容量试验时要达到额定值,在3次试验中有1次合格为合格,应符合GB/T 13281-2008标准的规定。 b. 实际容量,用Ce表示,即在规定条件下测得的电池实际放电容量。 c. 低温容量,用Cd表示,电池在零下40℃环境中静置8h,以I10(A)电流放电至单体电压1.60V,计算其容量,低温容量Cd与常温容量C10、C5、C1的比值不少于0.4(>40%)。 ⑹固定型防酸式电池的容量 C10容量在第1次循环不低于0.90C10,第5次循环应达到C10;C1和1.0C容量分别在第7次、第9次循环达到额定值,应符合GB/T 13337.1-2008标准的规定。 ⑺固定型阀控密封式电池的容量 C10容量在第1次循环不低于0.95C10,第3次循环应达到C10、C3、C1,应符合GB/T 19638.1-2008的规定。 ⑻小型阀控密封式电池的容量 C20容量应符合GB/T 19639.2-2008的规定。实际容量Ce在第5次充/放循环内应不低于C20。 ⑼电动道路车辆用电池的容量 a. 额定容量,用C3表示,第1次放电容量应不低于0.85C3,第10次放电容量或之前放电容量应达到C3,应符合GB/T 18332.1-2008的规定。 b. 低温容量,用Cd表示,电池在零下18℃环境中静置24h,以I3(A)电流放电至单体电压1.40V,其容量应不低于0.5C3。 ⑽电动助力车用密封式电池的容量 a. 额定容量,用C2表示,应在第3次循环内达到。 b. 实际容量,用Ca表示,应符合GB/T 22199-2008的规定。
软包装锂离子电池的高倍率放电性能 ■<1.河南师范大学化学与环境科学学院常照荣吕豪杰 ■<2.新乡学院化学与环境工程学院付小宁 ■<3.河南新飞科隆电源有限公司尹正中 摘 要:以额定容量为1100mAh的063465型软包装锂离子电池为研究对象,研究了电池结构,正极活性物质与导电剂、粘结剂的配比,极板的面密度、压实密度等因素对锂离子电池高倍率放电性能的影响。制备的实验电池以15C大电流放电,电压平台为3.5V,循环220次(15C放电),容量保持率为87.0%。 关键词:软包装; 锂离子电池; 高倍率放电 锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、开路电压高及污染小等优点[1],已用于小电流放电的移动通讯、笔记本和数码相机等领域,但高倍率放电性能有待提高[2-4]。程建聪等[5]通过提高导电剂含量,采用薄正极和中间相炭微球(MCMB),并使用功能电解液,改善了电池的大电流性能;V.Subramanian 等[6]以气相法烧制的纳米纤维碳为负极制备的锂离子电池,可进行10C放电;M.Okuho等[7]通过水热法制备纳米级(17 nm)的LiCoO2,l00C放电容量达到1C时的65%,可满足电动汽车等大功率放电要求,但是制备工艺苛刻。 本文作者采用工业化的正负极材料,通过优化电池结构,调整配比参数,制备软包装电池,并测试了相关性能。 1 实验 1.1 极板制备 将正极活性物质LiCoO2(北京产,≥99.4%)、导电炭黑SP(Timcal公司产,≥99.75%)和导电石墨KS6(Timcal公司产,≥99.4%)按不同的比例混合后,以PVDF(美国产,≥99.9%)作为粘结剂,配制成浆料;将负极活性材料人工石墨(深圳产,≥99.9%)、导电炭黑SP、分散剂SBR(河南产,≥99.0%)和粘结剂CMC(德国产,≥99.9%)按质量比90.5:1.5:4:4混合后,配制成浆料。用涂布机将正极浆料均匀涂覆于铝箔(江苏产,≥99.8%)上,负极浆料均匀涂覆于铜箔(湖南产,≥99.8%)上,在80℃下真空(-0.1 MPa)干燥12h后,辊压,制成正、负极片。电解液为1mol/L LiPF6/ DMC+EMC+EC(体积比1:1:1,张家港产),隔膜为0.025 mm厚的聚丙烯微孔膜(日本产)。 1.2 测试仪器 采用BS-8802二次电池检测装置(广州产)对电池进行化成;BS-V高电压大电流动力电池检测设备(广州产)进行倍率测试;BS-VR3内阻测试仪(广州产)检测内阻。 1.3 电极及电池设计 以额定容量为1100mAh的063465型液态软包装锂离子电池为研究对象。采用真空热封机封口,经过防短路处理、干燥,然后注入电解液,经化成分容后,测试电池的性能。 实验电池的参数见表1。 2结果与讨论 2.1 电池结构的影响 电池技术 < 2008年9月73
蓄电池的主要性能指标 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
1. 铅酸蓄电池的主要性能指标 (1)安全性能安全性能指标不合格的蓄电池是不可接受的,其中影响最大的是爆炸和漏液。爆炸和漏液的发生主要与蓄电池的内压、结构、工艺设计(比如安全阀失效)及应当禁止的不正确操作有关。 (2)额定容量为了蓄电池的容量,定义了蓄电池的额定容量。额定容量是蓄电池制造的时候,规定蓄电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的电量,其单位为Ah。使用条件不同,蓄电池能够放出的容量也不同。规定的蓄电池放电条件为:①蓄电池放电电流。一般所说的就是放电率,针对蓄电池放电电流的大小分别有时间率和电流率。放电时间率是指在一定的放电条件下放电到终止电压的时间长短。依据IEC标准,放电率分别为20小时率、10小时率、5小时率、3小时率、2小时率、1小时率、小时率等。蓄电池的额定容量用C来表示,以不同的放电率得到的蓄电池的容量会不同。 ②放电终止电压。放电电流不同,终止放电电压也不相同。随着放电的进行,蓄电池的端电压会逐步下降。在25℃条件下放电到能够再次反复充电使用的最低电压称为放电终止电压。放电率不同,放电终止电压也不相同。一般为10小时率放电的终止电压多数为单格,以2小时率方电的终止电压一般为单格。低于这个电压时,虽然可以放出稍微多一点的电量,但是容易形成再次充电的容量下降,所以除非特殊情况,不要放电到终止电压。 ③放电温度。需电池在低温时的放电容量小,高温时的容量大,为了统一放电容量就规定了放电温度。④蓄电池的实际容量。蓄电池的实际容量反应蓄电池实际存储电量的多少,单位用安时表示(Ah)表示。同样安时数越大,则蓄电池的容量就越大,电动自行车的续行里程就越远。在使
引言 铅酸蓄电池由于其制造成本低,容量大,价格低廉而得到了广泛的使用。但是,若使用不当,其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,而采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。 研究发现:电池充电过程对电池寿命影响最大,放电过程的影响较少。也就是说,绝大多数的蓄电池不是用坏的,而是“充坏”的。由此可见,一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。 1蓄电池充电理论基础 上世纪60年代中期,美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究,并提出了以最低出气率为前提的,蓄电池可接受的充电曲线,如图1所示。实验表明,如果充电电流按这条曲线变化,就可以大大缩短充电时间,并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线,从而奠定了快速充电方法的研究方向[1,2]。 图1最佳充电曲线 由图1可以看出:初始充电电流很大,但是衰减很快。主要原因是充电过程中产生了极化现象。在密封式蓄电池充电过程中,内部产生氧气和氢气,当氧气不能被及时吸收时,便堆积在正极板(正极板产生氧气),使电池内部压力加大,电池温度上升,同时缩小了正极板的面积,表现为内阻上升,出现所谓的极化现象。 蓄电池是可逆的。其放电及充电的化学反应式如下:
很显然,充电过程和放电过程互为逆反应。可逆过程就是热力学的平衡过程,为保障电池能够始终维持在平衡状态之下充电,必须尽量使通过电池的电流小一些。理想条件是外加电压等于电池本身的电动势。但是,实践表明,蓄电池充电时,外加电压必须增大到一定数值才行,而这个数值又因为电极材料,溶液浓度等各种因素的差别而在不同程度上超过了蓄电池的平衡电动势值。在化学反应中,这种电动势超过热力学平衡值的现象,就是极化现象。 一般来说,产生极化现象有3个方面的原因。 1)欧姆极化充电过程中,正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力,称为欧姆内阻。为了克服这个内阻,外加电压就必须额外施加一定的电压,以克服阻力推动离子迁移。该电压以热的方式转化给环境,出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大,欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。 2)浓度极化电流流过蓄电池时,为维持正常的反应,最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充,生成物能及时离去。实际上,生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度,从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说,从电极表面到中部溶液,电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。 3)电化学极化这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度,落后于电极上电子运动的速度造成的。例如:电池的负极放电前,电极表面带有负电荷,其附近溶液带有正电荷,两者处于平衡状态。放电时,立即有电子释放给外电路。电极表面负电荷减少,而金属溶解的氧化反应进行缓慢Me-e→Me+,不能及时补充电极表面电子的减少,电极表面带电状态发生变化。这种表面负电荷减少的状态促进金属中电子离开电极,金属离子Me+转入溶液,加速Me-e→Me+反应进行。总有一个时刻,达到新的动态平衡。但与放电前相比,电极表面所带负电荷数目减少了,与此对应的电极电势变正。也就是电化学极化电压变高,从而严重阻碍了正常的充电电流。同理,电池正极放电时,电极表面所带正电荷数目减少,电极电势变负。 这3种极化现象都是随着充电电流的增大而严重。 2充电方法的研究 常规充电法
铅酸蓄电池特性说明&&名词解释(本文内容为普通蓄能类铅蓄电池)一.STANDBY USE/CYCLING USE 浮充使用/循环使用 I nitial current :less than 1.75A:初始电流不超过1.75A。 一般充电时,电池在未接入回路时内阻可能很小,为保护电池充电电流不能太大。Standby use :浮充使用:表示长时间持续充电,只有需要时才放电。如UPS。Cycling use :循环使用:表示快速的充放电使用。如电动车,需要经常性充电。 以上仅为某一品牌电池铭字简解,不同品牌略有差异。二.放电电流/终止电压 放电是蓄电池的最基本功能。但过放电却能导致蓄电池性能急剧下降甚至永久性损坏。在寿命功效最大化的情况下,蓄电池放电应在0.05C—3C之间。汽车蓄电池等某些特殊用途的蓄电池,瞬间放电10倍C(C为25℃下标称容量)甚至以上,也只是瞬间而已。一般铅蓄电池的放电电流和终止电压具有“类负相关”关系。不同品牌的铅蓄电池,放电电流/终止电压略有不同,其极板材质、化学成分和制作工艺导致差异的存在。 超过某一放电电流下终止电压的下限额度就会发生过放电。若难免而发生了反复过放电情况,应及时充电甚至维护。 以下为某一品牌铅蓄电池放电电流/终止电压数据: 正常工作温度25℃下,
三.放电容量 不同放电率下蓄电池容量不同。 以下为某一品牌铅蓄电池不同放电电流下的放电容量。
结论得出:放电电流Ix越大,电池所能放出的容量Cx越小。 铅蓄电池标称容量一般是:20—25℃左右的时候,10小时的放电量,就是标称容量。进而可以得出,0.1C的放电量,可以放电10个小时。 四.其他注意事项 ①.温度. 铅蓄电池正常温度范围为15℃—50℃。温度过高过低,都会影响性能。建议长期使用温度20℃—40℃。对于60V以下蓄电池,温度补偿不明显,可以不予考虑。 ②.充电电流/功率. 铅蓄电池正常充电电流应小于0.25C。充电电压应小于14.5(快速循环充放电时,充电电压要小于15V)。充电电流=充电功率÷充电电压,欧姆定律成立。 ③.用电/存储/充电. 铅蓄电池不宜长期放置。不可避免的长期存放之前,应充电至满电荷。 置于25℃—35℃环境中朝上静放。 ④.浮管式水力发电机/风力发电/太阳能发电 浮管式水力发电机是重庆同利实业有限公司研发的绿色环保水力发电系统。 它直接通过流水发电,无需筑坝,无需巨大落差,无需强力冲击,流水即可发电,水流速度要求0.6m/s—3.5m/s。它适用于小溪流、水沟渠、江河、洋流和人工循环水系统等各种流水环境。它可用来建设水力发电站;也可以单台分布式发电。它用于景观、广告、应急、救援等可循环绿色用电;也可以给一个国家,一个地区,一个省份,一个城市,一个乡镇,一个村或单家独户提供用电。有关浮管式水力发电机请参阅重庆同利实业有限公司官方网站。 与风力发电和太阳能发电一样,浮管式水力发电机(系统)也可以配备蓄电池。这三种发电系统建议使用普通蓄能类蓄电池。
蓄电池特点 (1)使用寿命长 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。 低酸比重电液,提高电池充电接受能力,增强电池深放电循环能力。 增多酸量设计,确保电池不会因电解液枯竭缩短电池使用寿命。 因此GFM系列蓄电池的正常浮充设计寿命可达15年以上(25℃) (2)高倍率放电性能优良 高强度紧装配工艺,电池内阻极小,大电流放电特性优良,比一般电池提高20[%]以上。 (3)自放电低 高纯度原料和特殊造工艺,自放电很小,室温储存半年以上也可无需补电。 (4)维护简单 特殊氧气吸收循环设计,克服了电池在充电过程中电解失水的现象,在使用过程中电解液水份含量几乎没有变化,因此电池在使用过程中完全无需补水,维护简单。 (5)安全性高 电池内部装有特制安全阀,能有效隔离外部火花,不会引起电池内部发生爆炸。 (6)安装简捷 电池立式、侧卧、叠层安装均可,安装时占地面积小,灵活方便。 (7)洁净环保 电池使用时不会产生酸雾,对周围环境和配套设计无腐蚀,可直接将电池安装在办公室或配套设备房内,无需作防腐处理。 蓄电池的充放电特性 蓄电池具有自放电效应。从生产制造车间到用户使用,大约要延误数月的时间。以PA-NASONIC蓄电池为例,在30℃的环境温度下贮藏8个月,蓄
电池的残存容量仅为出厂时的一半,因此对于新购买的与配套的蓄电池,一般要进行一次较长时间的充电,这叫做初充电。蓄电池的初充电电流大小应按0.1C来充电,蓄电池在放电终了后可进行再充电,这叫正常充电。目前在UPS中普遍采用两种充电方式:浮充和脉充。所谓浮充电是指整流器的输出与蓄电池并联工作,并同时向负载供电,实际上此时整流器提供的电流分两路,一路送给负载,另一路送给蓄电池,以补充蓄电池自身内部损耗,浮充充电工作方式接线简单,对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化,用这种方式充电,可以缩短充电时间。 1.充电电压 由于UPS蓄电池属于备用工作方式,市电正常情况下处于充电状态,只有停电时才会放电。为延长蓄电池的使用寿命,UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制,蓄电池充满后即转为浮充状态。 对于端电压为12V的蓄电池,正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。 浮充电压过低,蓄电池充不满,浮充电压过高,会造成过电压充电。当浮充电压超过14V时,即认为是过电压充电。严禁对蓄电池组过电压充电,因为过电压充电会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢和氧而逸出,使电解液浓度增大,导致蓄电池寿命缩短,甚至损坏。 2.充电电流 蓄电池充电电流一般以C来表示,C的实际值与蓄电池容量有关。举例来讲,如果是100Ah的蓄电池:C为100A。松下铅酸免维护蓄电池的最佳充电电流为0.1C左右,充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。 理想的充电电流应采用分阶段定流充电方式,即在充电初期采用较大的电流,充电一定时间后,改为较小的电流,至充电末期改用更小的电流。充电电流的设计一般为0.1C,当充电电流超过0.3C时可认为是过电流充电。避免用快速充电器充电,否则会使蓄电池处于“瞬时过电流充电”和“瞬时过电压充电”状态,造成蓄电池可供使用电量下降甚至损坏蓄电池。过电流充电会导致蓄电池极板弯曲,活性物质脱落,造成蓄电池供电容量下降,严重时会损坏蓄电池。 3.充电方式 铅酸蓄电池放电产物是硫酸铅,若不及时转化掉,会使蓄电池处于充电不足状态,从而降低蓄电池放电容量和缩短蓄电池使用寿命。因此,必须使蓄电池组处于充足电状态。对不同情况,可分浮充和均充。 (1)浮充充电。在线式蓄电池组是长期并联在充电器和负载线路上,作为 后备电源的工作方式。一般情况下,都采用浮充充电,单体蓄电池电压控
性能测试 二次电池性能主要包括哪些方面? 主要包括电压、内阻、容量、内压、自放电率、循环寿命、密封性能、安全性能、储存性能、外观等,其它还有过充、过放、可焊性、耐腐蚀性等。 手机电池块有哪些电性能指标怎么测量? 电池块的主要电性能指标: (1)容量 该指标反映电池块所能储存的电能的多少是以毫安小时计,例如:1600mAh是意味着电池以1600mA放电可以持续放电一小时。 (2)寿命 该指标反映电池块反复充放电循环次数。 (3)内阻 电池块的内阻越小越好,但不能是零。 (4)充电上限保护性能 锂电池充电时,其电压上限有一额定值,在任何情况下,锂电池的电压不允许超过此额定值该额定值。由PCB板上所选用的IC来决定和保证。 (5)放电下限保护性能 锂电池块放电时,在任何情况下锂电池的电压不允许低于某一额定值该额定值,由PCB 板上所选用的IC来决定和保证。 需要说明的是,在手机中一般锂电池块放电时,尚未到达下限保护值,手机就因电池电量不足而关机。 (6)短路保护特性 锂电池块外露的正负极片在被短路时,PCB板上的IC应立即加以判断,并做出反应关断MOSFET。当短路故障排除后,电池块又能立即输出电能,这些均有PCB上的IC来识别判断和执行。 电池的可靠性测试项目有哪些? (1)循环寿命 (2)不同倍率放电特性
(3)不同温度放电特性 (4)充电特性 (5)自放电特性 (6)不同温度自放电特性(7)存贮特性 (8)过放电特性 (9)不同温度内阻特性(10)高温测试 (11)温度循环测试 (12)跌落测试 (13)振动测试 (14)容量分布测试 (15)内阻分布测试 (16)静态放电测试ESD 电池的安全性测试项目有哪些? (1)内部短路测试 (2)持续充电测试 (3)过充电 (4)大电流充电 (5)强迫放电 (6)坠落测试 (7)从高处坠落测试 (8)穿透实验 (9)平面压碎实验 (10)切割实验 (11)低气压内搁置测试(12)热虐实验 (13)浸水实验 (14)灼烧实验
锂离子电池的三大特性分析 时间:2014-11-12 11:12:47来源:本站原创浏览次数:9697 一、电池的容量特性 容量测试得到电池在不同倍率下的放电电压与容量关系曲线如图3所示。 图3 不同倍率下的放电电压与容量的关系曲线 从图中可以看出,在整个放电过程中锂离子电池的电压曲线可以分为3个阶段:1)电池在初始阶段端电压快速下降,放电倍率越大,电压下降的越快; 2)电池电压进入一个缓慢变化的阶段,这段时间称为电池的平台区,放电倍率越小,平台区持续的时间越长,平台电压越高,电压下降越缓慢。在锂离子电池的实际使用过程中,尽可能希望电池工作在平台区; 3)在电池电量接近放完时,电池负载电压开始急剧下降直至达到放电截止电压。从容量测试的结果中,同时还可以得到放电电流与容量的曲线关系,如图4所示。
图4 不同放电电流与容量的关系曲线 从图中可以看出,电池放电电流的大小,会直接影响到电池的实际容量。放电电流越大,电池容量相应减小,这表明放电电流越大,到达终止电压经历的时间越短。所以谈到电池容量时,应指明其放电电流(放电倍率)。 二、电池开路电压特性 开路电压测试[6]得到锂离子电池开路电压与电池SOC的关系曲线如图5所示。 图5 电池充电与放电时的OCV-SOC曲线
从图中可以看出,电池的OCV-SOC曲线与电池放电电压曲线趋势基本相同。在SOC的中间区间(20%<SOC<80%)内,电池的OCV变化极小,电池处于平台区;而在SOC的两端区间(SOC<10%和SOC>90%),OCV 的变化率较大,整个磷酸铁锂电池的OCV-SOC曲线呈现中间区域平坦,头尾两端陡峭的样子,开路电压法即是利用这一稳定的对应关系进行SOC估计。 锂离子电池OCV-SOC关系曲线受温度、放电倍率、老化程度因素影响较小[7],但在充放电2种状态下,两条特性曲线之间会存在一定差异。 三、电池内阻特性 图6表示磷酸铁锂电池在充电和放电时的欧姆内阻。 图6 电池内阻变化曲线
蓄电池充放电试验步骤 直流系统蓄电池充放电试验 MK-11-65AH/220V 型直流电源 一、 1、断开直流系统蓄电池充电开关。 2、拆除蓄电池充电开关接线,并用绝缘胶带做好标记。 3、将放电试验仪器与蓄电池出充电关连接。 4、合上蓄电池充电开关,调节放电试验仪器将电流控制在10A以内 5、每隔半小时记录电流、每块电池的电压及温度。 6、当电池电压降到10、5V时停止放电试验。 7、试验过程中随时检查电池,若温度或电压出现明显变化将其隔离后再进行试验。 8、当故障蓄电池达到整组蓄电池的20%时,更换整组蓄电池。 记录各只蓄电池的端电压、温度,进行下面步骤: (1)选择放电电流为10小时放电率的电流,在直流屏上合上放电柜的小开关,观察放电柜电流表显示值应小于10小时率放电电流,然后调节放电电阻,使放电电流为10小时放电率电流为止。此时,观察毫伏表所反映的电流与放电柜的电流一致,当明显不一致时,应检查接线是否有误,如果只存在一定误差,应以毫伏表的读数为准; (2)维持该放电电流,初始阶段每两小时记录一次每只电池的端电压、温度,观察电池是否出现酸液外溢、外壳裂损等异常现象。———————————————————————————————————————————————
但当放电至电池电压普遍降至10.9V左右时,应每小时记录一次。在放电末期,当电池电压普遍降至10.87V左右时,电池电压下降很快,应密切注意电池的端电压,防止过放电; (3) 在放电过程中,如果有个别电池过早降至终止电压10.8V或其它异常现象要对其进行隔离,方法是先断开放电小开关,中止放电,再将异常电池与前后电池的连接板断开,使异常电池与蓄电池组隔离,然后用已准备好的长2m、截面积为50mm2的短接线将异常电池前后的电池连接,使蓄电池组重新构成回路,这样就将异常电池隔离。之后在直流屏上合上接放电柜的放电小开关3QF,继续放电。注意应该先断开异常电池与前后电池间的连接板,再将其前后电池连接,否则将使电池正负极直接短路,造成损坏电池、伤害人身的事故; (4)蓄电池的放电终止电压为10.8V,当电池电压普遍降为10.8V时,并使电压不合标准的电池数控制在3% 以内,断开直流屏上放电柜小开关3QF,停止放电,观察各电池是否有异常,如果有,应该分析原因并解决问题。 (5) 放电完毕,检查各只蓄电池电压、温度、电池绝缘等是否正常,并计算出放电容量; 1) 电池容量的计算方法为: C25=Ct/[1+0.008(t-25?)] 式中:C25——换算为25?时的容量,Ah Ct——电解液平均温度为t?时的容量,Ah T——电解液的平均温度,? ——————————————————————————————————————————————— 上式只适用于电解液温度在10-40?范围内;
锂电池笑效率模型: 目前提出的各种锂电池等效模型可以分为:内阻模型、阻容模型和基于运行时间的电路模型,较为常用的电池模型为Thevenin电路模型,它用电压源表示电源的电动势,电阻表示电池的直接内阻,用RC 电路模拟电池的极化内阻和极化电容 电池的充电限制电压是指电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值,对一般的锂离子电池,其值为 4.2V,若电池到达限制电压后仍采用恒流充电,电池内部会持续升温,活化过程中所产生的气体膨胀,使电池内压增大,压力达到一定程序,会有外壳破裂。 电池的终止电压是指电池放电时电压下降到不适宜再继续放时的最低工作电压。电池在使用过程中,如果电池的端电压已经到达终止电压,继续放电能得到的容量很少,但是对电池的使用寿命会带来极大的破坏。所以在放电过程中,必须在终止电压时停止放电。终止电压与电池的放电电流、温度等因素有关,不同的工作环境下电池的终止电压将有所不同。我国国家标准规定,单体电池的终止电压为 2.75V,即电池的负载电压达到 2.75V 时,应立刻停止放电。 电池的内阻包括欧姆内阻和极化内阻,欧姆内阻包括电池电极本身的电阻、电解液的电阻、离子透过隔膜时所受到的阻力、正负极与隔离层的接触电阻。欧姆内阻与电池的类型、正负极材料、电解质有关,也受电池的大小、结构、装配等因素影响。极化内阻指在电池的正极与负极进行电化学反应时极化所引起的电阻,包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。极化内阻并不服从欧姆定律,其阻抗一般呈容性。 R2为电池的欧姆电阻,R 1为电池的极化电阻,C1 为电池的极化电容,通常R2比较稳定,在电池工作过程中变化较小,R1和C1 是动态的,在电池充放电过程中会改变。 电池的内阻很小,基本在200 毫欧以内。在小电流放电时,由于外部电阻较大,电池内部压降相对于外电压可以忽略不计。但电池进行大电流放电时,电池极化严重,电阻增大,会产生大量的热量使电池温度升高,电池端电压降低,放电时间缩短,对电池性能和寿命造成严重影响 电池的实际容量是指在一定的放电条件下电池实际放出的电量,理论上等于电池放电电流与放电时间的积分。其值通常要少于理论容量和额定容量。 在研究电池充放电电流时,通常用C为单位,C为电池额定容量,对于1500mAh的电池,1C的放电倍率就是1500mA。锂离子电池典型的充电方式为恒流恒压充电方式,充电开始时先采用恒流充电,使用快速充电时充电倍率一般为0.5C-1C,随着恒流充电的进行,电池电动势逐渐升高,为了维持电池的恒定充电电流,充电器两端电压也必须慢慢升高。当电池端电压达到充电限制电压(通常为4.2V)时,充电过程进入恒压阶段,充电器两端输出恒定电压,在此阶段充电电流持续下降,当电流少于某一设定值,则认为电池已经充满。锂离子最大充电电流通常为1C-1.5C。 图2-6 是锂离子电池在固定充放倍率下的电压曲线,可见充电曲线和放电曲线不会重合,充电曲线的电压高于放电时的电压,这种现象叫做电池的迟滞效应(hysteresis effect)
蓄电池的放电特性和放电要求 发布者:dcxfy发布时间:2008-3-22 12:46:26 阅读:195次 1.放电特性 蓄电池在出厂前都会进行容量试验。依据YD/T799-1996标准,容量试验的步骤如下: ①将被试验蓄电池完全充电。 ②将被试验蓄电池静置1~24h,使蓄电池表明温度达到25℃±5℃。 ③固定型蓄电池采用0.1C10连续对负载恒流放电,在放电过程中定期测试 蓄电池的端电压。蓄电池电压达到1.80V/单格时为放电终止。最后累积放电量达到100%即为合格。 对于蓄电池来说,放电终止的依据是蓄电池的端电压,即单体蓄电池的终止电压约为1.80V。但是蓄电池的端电压与正、负极的3种极化密切相关,终止电压1.80V/单格是针对0.1C10左右的放电速率而设置的。由于极化的存在,放电速率减小时,放电终止电压也应该越来越高,否则极有可能导致蓄电池过放电,出现不可逆硫酸盐化、寿命提前终止。 2.放电终止电压 在蓄电池放电时需要注意的是放电速率和放电终止电压,尤其是不同环境温度下放电速率和放电终止电压的设定。由于不同的环境温度会极大的影响蓄电池中电解液的冰点和活性物质的活性,为保证化学反应的充分进行,蓄电池最低温度最好控制在25℃左右。 而蓄电池放电时终止电压的设定是为了防止在放电过程中蓄电池组内出现各单体蓄电池的电压和容量不平衡的现象。通常过放电越严重,下次充电时落后的蓄电池越不容易恢复,这就将严重影响蓄电池组的寿命。通常蓄电池放电速率为0.02C10、0.1C10、0.2C10或0.3C10。为了防止过充电,不仅要尽可能的避免放电速率过小,而且还必须根据放电速率,同时结合环境温度,精确地设计放电的终止电压。在一般情况下,如果放电速率为(0.01~0.025)C,终止电压可设定为2.00V;放电速率为(0.5~0.25)C时,终止电压可
磷酸铁锂电池(以下简称锂铁电池)作为铁电池的一种,一直受到业界朋友的广泛关注(也有人说锂铁电池其实就是锂离子电池的一种)。就铁电池而言,它可以分为高铁电池和锂铁电池,今天我们以型号为STL18650的锂铁电池为例,来具体说明一下锂铁的电池的放电特性及寿命。 STL18650的锂铁电池(容量为1100mAh)在不同的放电率时其放电特性如图2所示。最小的放电率为0.5C,最大的放电率为10C,五种不同的放电率形成一组放电曲线。由图1中可看出,不管哪一种放电率,其放电过程中电压是很平坦的(即放电电压平稳,基本保持不变),只有快到终止放电电压时,曲线才向下弯曲(放电量达到800mAh以后才出现向下弯曲)。在0.5~10C的放电率范围内,输出电压大部分在2.7~3.2V范围内变化。这说明该电池有很好的放电特性。 图1 STL18650的放电特性 容量为1000mAh的STL18650在不同的温度条件下(从-20~+40℃)的放电曲线如图2所示。如果在23℃时放电容量为100%,则在0℃时的放电容量降为78%,而在-20℃时降到65%,在+40℃放电时其放电容量略大于100%。 从图3中可看出,STL18650锂铁电池可以在-20℃下工作,但输出能量要降低35%左右。 图2 STL18650在多温度条件下的放电曲线 STL18650的充放电循环寿命曲线如图4所示。其充放电循环的条件是:以1C充电率充电,以2C 放电率放电,历经570次充放电循环。从图3的特性曲线可看出,在经过570次充放电循环,其放电容量未变,说明该电池有很高的寿命。
图3 STL18650的充放电循环寿命曲线 过放电到零电压试验 采用STL18650(1100mAh)的锂铁动力电池做过放电到零电压试验。试验条件:用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满,然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组:一组存放7天,另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满,然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。 试验的结果是,零电压存放7天后电池无泄漏,性能良好,容量为100%;存放30天后,无泄漏、性能良好,容量为98%;存放30天后的电池再做3次充放电循环,容量又恢复到100%。 这试验说明该电池即使出现过放电(甚至到0V),并存放一定时间,电池也不泄漏、损坏。这是其他种类锂离子电池不具有的特性。
? (1)使用寿命长 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。 低酸比重电液,提高电池充电接受能力,增强电池深放电循环能力。 增多酸量设计,确保电池不会因电解液枯竭缩短电池使用寿命。 因此GFM系列蓄电池的正常浮充设计寿命可达15年以上(25℃) (2)高倍率放电性能优良 高强度紧装配工艺,电池内阻极小,大电流放电特性优良,比一般电池提高20[%]以上。 (3)自放电低 高纯度原料和特殊造工艺,自放电很小,室温储存半年以上也可无需补电。 (4)维护简单 特殊氧气吸收循环设计,克服了电池在充电过程中电解失水的现象,在使用过程中电解液水份含量几乎没有变化,因此电池在使用过程中完全无需补水,维护简单。 (5)安全性高 电池内部装有特制安全阀,能有效隔离外部火花,不会引起电池内部发生爆炸。 (6)安装简捷 电池立式、侧卧、叠层安装均可,安装时占地面积小,灵活方便。 (7)洁净环保 电池使用时不会产生酸雾,对周围环境和配套设计无腐蚀,可直接将电池安装在办公室或配套设备房内,无需作防腐处理。 蓄电池的充放电特性 ?蓄电池具有自放电效应。从生产制造车间到用户使用,大约要延误数月的时间。 以PA-NASONIC蓄电池为例,在30℃的环境温度下贮藏8个月,蓄电池的残存容量仅为出厂时的一半,因此对于新购买的与UPS配套的蓄电池,一般要进行一次较长时间的充电,这叫做初充电。蓄电池的初充电电流大小应按0.1C来充电,蓄电池在放电终了后可进行再充电,这叫正常充电。目前在UPS中普遍采用两种充电方式:浮充和脉充。所谓浮充电是指整流器的输出与蓄电池并联工作,并同时向负载供电,实际上此时整流器提供的电流分两路,一路送给负载,另一路送给蓄电池,以补充蓄电池自身内部损耗,浮充充电工作方式接线简单,对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化,用这种方式充电,可以缩短充电时间。 1.充电电压 由于UPS蓄电池属于备用工作方式,市电正常情况下处于充电状态,只有停电时才会放电。为延长蓄电池的使用寿命,UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制,蓄电池充满后即转为浮充状态。