电池
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电池技术方案
1、概述
阀控式密封铅酸蓄电池是国际上80年代末研制成功的一种新型蓄电池，可完全取代传统的开口式铅酸蓄电池，广泛应用于国防、科研、交通、电力、冶金、石油、化工等领域。
如：通讯、计算机、直流屏、UPS不间断电源、汽车、摩托车启动电源、应急灯电源及多种家用电器电源。
还应用于政府机关、商务机构、银行、商场、宾馆等大型建筑设施的备用电源等。
2、适用标准
IEC 60896 Part21-VRLA电池测试方法；
IEC 60896 Part22-VRLA电池要求；
BS 6290 Part4-VRLA电池分类技术规格；
Eurobat“General Purpose”-欧洲电池分类标准“一般用途”。
3、主要优点
12V整体式电池；
为15分钟到20小时放电而进行的优化设计；
10年的设计寿命；
便于安装在电池柜或电池架上；
无溢出；
FOV级阻燃塑料外壳；
VRLA AGM电池技术和内部气体在复合效率达99%；
免维护无需加水；
对于航空/海洋/铁路/公路运输均无危害；
100%可循环使用；
4、技术特点
极板与板栅采用加厚的极板和板栅，保证了长久的使用寿命；
隔板采用超细玻璃纤维隔板；
外壳材质采用ABS塑料，可用FV0防火型材料；
安全阀采用安全低压力阀；
螺母式M6/M8端子保证了最大的导电性，最大的扭矩保持力且易于安装；防泄漏端子密封设计防止了在一个较宽的温度范围内的酸渗漏；
每个电池配备了单向安全阀允许因过充而生成的过量气体排出；
滤气片阻止了火花或明火进入电池内部；
符合IEC 707标准FOV级阻燃ABS塑料外壳；
特别设计的厚壁塑料外壳和中盖具有极高的机械强度；
每月自放电（20℃）小于2%，允许6个月的贮存时间。
5、规格型号
注：所有尺寸的公差为±2mm
6、电性能特点
浮充电压（20-25℃）：备用时2.27-2.28V/cell；
均充电压：2.35V/cell；
最大充电电流：0.25C20A（例如：额定容量100AH电池最大充电电流为25A）；浮充电压温度补偿系数：-2.5Mv/℃/cell；
自放电（20℃）：< 2%/月。
7、电池的使用
7．1 使用环境
（1）SP阀控式密封铅酸蓄电池可在-40℃～+60℃之间使用，
最佳使用温度为25℃。
（2）SP阀控式密封铅酸蓄电池可在浮充状态使用和循环条件下
使用。
蓄电池的浮充单体电压为：2.24V+0.01V
7．2 充放电制度
7．2．1 恒压充电当电池放电后，应立即进行恢复充电。
恒压充电的方法为：恒定充电电压：2.35～2.40V。
最大充电电流0.25C10A，推荐采用0.1C10A。
在25℃时，全放电态电池充满电需18-24小时，充电电压应随环境温度的变化而调整。
充电电流连接三小时不变化，表明电池已充满电。
蓄电池在浮充状态下使用两年后，应做一次容量检验，其检验方在25℃时，全放电态电池充满电需18-24小时，充电电压应随环境温度的变化而调整。
充电电流连接三小时不变化，表明电池已充满电。
蓄电池在浮充状态下使用两年后，应做一次容量检验，其检验方法同上。
电池充满电后，再转为浮充状态。
7．2．2浮充电
A、本电池是为连续浮充电设计制造的，也可以用循环充放，充电设备的浮充
电压必须一直保持+1%范围以内。
恒压法是GM型电池唯一允许的充电方法。
推荐的浮充电压范围为每个单体电池2.23-2.25V，不应高于或低于推荐的浮充电压，否则会减少电池容量或寿命。
B、蓄电池的浮充电压和充电电压应随温度变化进行适当调整。
环境温度高于25℃时，充电电压应降低；环境温度低于25℃时，充电电压应增加；温度每变化1℃时，单体电池电压增减0.003V。
图4-2为不同温度下单体电池浮充电压。
7．2．3 均衡充电
均衡性充电主要是针对蓄电池里部分蓄电池单只电池质量没有问题，但受其它原因影响容量降低，造成整组蓄电池容量不均衡。
蓄电池组容量不均衡，对蓄电池的使用寿命有很大影响。
因此，蓄电池的均衡性至关重要，在下列情况下需对电池组进行均衡充电。
（1）电池系统安装完毕，对电池组进行补充充电；
（2）电池组浮充运行三个月后，浮充电压有电池低于2.20V时。
（3）电池组循环运行一个月后，有电池开路电压低于2.10V时。
（4）电池搁置停用时间超过三个月
（5）电池全浮充运行达三个月。
均衡充电推荐采用如下方法进行：常温下，最大充电电流0.25C10A，充电电压为2.30～2.40V，充电时间为12～24小时。
8、电池结构
9、阀控铅酸蓄电池的失效模式
9.1 电池失水
铅酸蓄电池失水会导致电解液比重增高、电池正极栅板腐蚀，使电池的活性物质减少，从而造成电池容量降低而失效。
充电时水的电解是长期以来困扰铅酸蓄电池密封化的难点，当充电达到一定电压时（一般在2.30V/单体以上），蓄电池正极放出氧气，负极放出氢气。
一方面释放气体造成酸雾污染；一方面电解液中水分减少，必须隔一段时间进行补加水维护。
阀控铅酸蓄电池就是为了克服这些缺点而研制的产品，其产品特点为：（1）采用多元优质板栅合金，提高气体释放的过电位。
普通蓄电池板栅合金在2.30V/单体（25℃）以上时释放气体，采用优质多元合金后，在2.35V/单体（25℃）以上时才释放气体，相对减少了气体释放量。
（2）采用阴极吸收技术，使正极的氧气被负极的铅吸收，并进一步化合成水。
让负极有多余的容量，比正极容量多出10%，充电后期正极释放的氧气与负极接触发生反应，重新生成水，负极由于氧气的作用处于欠充电状态，因而不产生氢气。
（3）采用超细玻璃纤维隔板，以利于正极释放的氧气尽快流通到负极。
超细玻璃纤维隔板的孔隙率由普通铅酸蓄电池所使用的微孔橡胶隔板的50%提高到90%以上，从而使氧气易于达到负极，再化合成水。
此外，超细玻璃纤维板具有吸附硫酸电解液的功能，因此阀控式密封铅酸蓄电池采用贫液式设计，即使电池倾倒，也无电解液溢出。
（4）采用密封式阀控滤酸结构，使酸雾不能逸出，达到安全、环保的目的。
在上述阴极吸收过程中，由于产生的水在密封条件下不能溢出，因此阀控式密封铅酸蓄电池可免除补加水维护，这也是阀控式密封铅酸蓄电池被称为“免维护电池”的由来。
阀控式密封铅酸蓄电池均加有滤酸垫，能有效防止酸雾逸出。
但密封蓄电池不逸出气体是有条件的，如：电池在存放期间应无气体逸出；充电电压在2.35V/单体（25℃）以下应无气体逸出；放电时应无气体逸出。
当充电电压超过2.35V/单体时就有可能使气体逸出，因此时电池体内短时间产生大量气体来不及被负极吸收，压力超过某阈值时便开始通过单向排气阀排气，排出的气体虽然经过滤酸垫滤掉了酸雾，但毕竟造成了电池的气体损失。
所以阀控式密封铅酸蓄电池对充电电压的要求是非常严格的，不能过充电。
9.2 负极板硫酸化
电池负极栅板的主要活性物质是海绵状铅，电池充电时负极板栅发生如下化学反应：PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO4－+ 2e；负极上发生还原反应：PbSO4 + 2e = Pb + SO4－。
放电过程发生这一反应的逆反应。
当阀控式密封铅酸蓄电池的荷电不足时，在电池的正负级栅板上就会有PbSO4存在，PbSO4长期存在会失去活性，不能再参与化学反应。
这一现象称为活性物质的硫酸化。
硫酸化使电池的活性物质减少，降低电池的有效容量，也影响电池的气体吸收能力，久之将导致电池失效。
为防止硫酸化的形成，电池必须经常保持在充足电的状态。
9.3 正极板腐蚀
由于电池失水，造成电解液比重增高，过强的电解液酸性加剧正极板腐蚀。
防止极板腐蚀必须注意防止电池失水现象发生。
9.4 热失控
热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐步损坏蓄电池。
普通富液型铅酸蓄电池由于在正负极板之间无间隙地充满了液体，所以在充电过程中正极产生的氧气不能到达负极，从而负极未去极化，较易产生氢气，随同氧气逸出电池。
由于不能通过失水的方式散发热量，阀控式密封铅酸蓄电池在充电过程中产生的热量要多于富液型铅酸蓄电池。
热失控的直接后果是蓄电池的外壳鼓包、漏气，电池容量下降，电池失效。
选择合理的浮充电压，是减少热失控发生，延长电池使用寿命的重要因素。
9.5 综述
失水、硫化、极板腐蚀及热失控是造成蓄电池失效的主要原因。
蓄电池在使用时应处于合理的充电电压、电流、温度下，并且尽量避免大电流、深度放电，能够减缓上述四种失效模式的出现。
由于上述四种原因所造成的蓄电池失效在蓄电池内部最直接的反映将是蓄电池内阻升高。
蓄电池的内阻测试被国际电化学学会公认为对蓄电池最有效、最简洁的测试手段。
9.6蓄电池故障现场。
