关于VRLA蓄电池密封后初充电的探讨

第5期2016年10月No.5 October，2016第43卷 第5期Vol.43 No.41 阀控蓄电池的概念阀控蓄电池盖子上设有单向排气阀，也称作安全阀，该阀能够在电池内部气体压力值超过一定数值，即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关阀，防止外部空气进入电池内部，因此称为阀控蓄电池。

阀控密封铅酸蓄电池已成为最新一代的产品。

阀控铅酸蓄电池的性能特点能满足目前大多数场合的使用条件和要求，且它的生产制作工艺很成熟，是当前应用最为广泛普及的蓄电池[1]。

2 阀控铅酸蓄电池密封原理铅蓄电池工作原理是电子导体与电解质溶液进行的一种化学变化，有化学反应产生完整的导电体系，其内部化学方程式如下：24422222pb pbO H HSO PbSO H O ++++↔+（1）铅酸蓄电池密封关键技术在于解决充电时水的电解。

对于传统上的铅酸电池来说，当充电电压达到2.30V 时，在蓄电池内部水进行电解，蓄电池的正极上放出氧气，负极上放出氢气。

这些气体会释放到大气中，形成酸雾，从而腐蚀了蓄电池的电极，也带来很大的环境污染问题；与此同时，蓄电池电解液中的水不断减少，需要对电池定期加水维护，增加了维护成本，使用极不方便。

另外，由于电解作用，造成电池的积极老化，减少蓄电池的使用寿命，增加了企业成本。

阀控式铅酸蓄电池成熟应用解决了这些难题。

其主要特点如下：（1）阀控式铅酸蓄电池电极采用多元优质板栅合金，据实验研究分析，阀控蓄电池气体释放过电位发生在其端电压为2.35V ，环境温度在25℃时，气体释放到大气环境中较少，减少了环境污染。

（2）基于电池容量及使用寿命方面，进行了优化设计，利用阴极吸收原理合计数，通过化学反应：2242422022O Pb Pb H SO H O PbSO +→+→+，产生水，减少内部气体释放量。

（3）蓄电池运用新材料为超细玻璃纤维隔板，便于阴极吸收技术的实现，增加吸附硫酸电解液的能力，防止电解液的溢出，从而减少电解液腐蚀电极的概率，降低污染因素影响。

交流与探讨V R LA蓄电池的失效模式研究V R L A蓄电池的失效模式研究王吉校．(重庆通信学院王秋虹重庆400035)摘要：首先介绍了V R LA蓄电池的密封原理，而后系统地分析了V R L A蓄电池的各种失效模式的原因，并且针对产生V R L A蓄电池极板硫酸盐化、电池内部微短路、电池失水、正极板栅腐蚀和热失控的不同原因分别提出了相应的解决办法．文章最后详细分析了V R L A蓄电池的各种失效模式之间的关系。

关键词：V R L A蓄电池：失效模式：硫酸盐化中图分类号：T M912．4文献标识码：A文章编号：1006—0847(2008)02—0058—04St udy on t he f ai l ure m ode s of t he V R L A bat t er i esW A N G Ji-xi ao，W A N G Q i u-hong(C hongqi ng C om m uni cat i on I ns t hut e，C hongq i ng400035)A bs t r act：T hi s paper i nt roduc es t he s ea l i ng pri nc i pl e of V R L A be t t er y．A l l t he c a u s e s r e sul t i ng i n t he ba t t er y f a i l ur e ar e an al ys ed s yst e m a t i ca l l y and bas ed on t he di f f er e nt f ai l ur e m od es，s u ch a s pl at e s ul f at i on，m i cr o-s ho r t ci r c ui t i n c el l s，w a t er l O SS，posi t i ve sr i d c or rosi on and t her m al r un—a w ay，cor res pond i ng m eas ur es ar e pre se nt e d．In a ddi t i on，t he r el a t i ons hi p am ong t he f ai l ur e m od es of V R L A ba t t e r i e s iS di scus sed i n m or e det a i LK ey w o r ds：V R L A bat t er i es；f ai l u r e m ode；sul f a t i on1引言近年来V R LA蓄电池已经广泛应用于工业、农业、交通运输和国际等各个行业，特别是随着信息技术的迅猛发展，U PS电源的应用达到了前所未有的广度，据统计绝大部分的U PS电源都把V R LA蓄电池作为后备能量储存装置。

深循环VRLA电池充电方法的研究岳超华1,2，史鹏飞1，王常波2(1.哈尔滨工业大学应用化学系，黑龙江哈尔滨150001；2.哈尔滨光宇蓄电池股份有限公司，黑龙江哈尔滨150086)摘要：对VR LA电池用不同的充电方法进行充电，做深循环寿命试验，并对实验结果进行分析,总结各种充电制度对深循环VR LA电池寿命的影响。

结果表明：1、充电制度对深循环VR LA 电池的寿命有着重要的影响；2、恒压（限流）充电方法容易导致电池长期充电不足，从而发生硫酸盐化；3、恒流充电的电池失效原因是正极板铅膏发生软化、脱落；4、脉冲充电的方法可使深循环VR LA电池寿命提高。

关键词：深循环VR LA电池;充电制度;循环寿命;中图分类号：TM912文献标识码：B文章编号：1006-0847(2009)04-0156-03 Study on charging method for deep cycling VRLA batteryYUE Chao-hua,SHI Peng-fei，WANG Chang-bo(1.Department of Applied Chemistry,School of Science,Harbin Institute of Technology,HarbinHilongjiang150001;2.Harbin Guangyu Battery Co.,Ltd.,Harbin Hilongjiang150086)Abstract:The deep cycle life experiments were made by using different charging methods,the results of experiments were analyzed,and the effects on deep cycling VRLA batteries were summarized.The re-sults showed that:(Ⅰ)the charging method had significant influence on deep cycling VRLA batteries; (Ⅱ)the constant-voltage(restrict current)charging method tended to long-term undercharge the batter-ies;(Ⅲ)the failure cause of constant-current charging batteries was that the active material would be soften and shed;(Ⅳ)the VRLA battery's serveice life would be improved by using pulse-charging method.Key words:deep cycle VRLA battery;charging method;serveice life1前言随着电动车及太阳能电池的兴起，人们对深循环VRLA电池寿命的研究越来越重视，但深循环VRLA电池的寿命至今仍是困扰着国内外许多铅酸蓄电池生产厂家的一个难题。

VRLA蓄电池结构组成及充放电原理一.教学目标：熟悉VRLA蓄电池型号命名规则，以及VRLA蓄电池组成结构和蓄电池的充放电原理。

二.教学重点、难点：重点是蓄电池充放电原理；难点就是蓄电池的组成结构各部分的含义。

三.教学过程设计：1.VRLA蓄电池型号命名规则：蓄电池型号部分是根据汉语字母命名的，比如阀控式则为F，密封式则为M，固定式则为G。

给出几个型号的案例让学生能够对型号有个大体的了解GFM-1000，这里省略第一项串联单体电池，则表示2V单体，GFM表示固定阀控密封式蓄电池，1000表示额定容量为1000Ah。

6-FM-65表示12V单体，阀控密封式蓄电池，65Ah的额定容量在给出一个蓄电池的型号后，能够分析处蓄电池的额定容量及单体电池的额定电压。

2.VRLA蓄电池组成结构铅酸蓄电池的组成主要包括：正极板组，负极板组，电解液，隔板，电池槽，安全阀，引出端子等。

正极为红棕色的活性物质二氧化铅PbO2；负极为海绵状的金属铅Pb；采用稀硫酸作为电解液；正负极之间采用隔板隔开；电池槽，或叫电池壳，是装载上述物质的槽体，一般是塑料外壳；当电池槽内的气体较多时，会打开安全阀，使壳内气体溢出；为了能够引出蓄电池的电，在正负端子处会引出极柱。

3.VRLA蓄电池充放电原理在放电正极的PbO2，和负极的Pb，与电解液稀硫酸发生化学作用，产生PbSO4，并析出水，而在充电电流的作用下，PbSO4会被分解，重新恢复为PbO2和Pb，并附着在正负极板上。

在放电时，负极板绒状铅与硫酸作用产生多余的电子，呈负电位，而正极板PbO2与硫酸作用失去电子，呈正电位，从而在蓄电池开路时正负极板之间产生了电位差，形成了电动势，从而将化学能转换成电能，向外电路输出在充电时，利用外加直流电源加载到蓄电池上，此时可以看出，它是放电的逆过程，在此过程中，正负极板上的硫酸铅和电解液中的水，在充电电流的作用下分别还原为活性物质PbO2，和Pb，以及H2SO4。

关于VRLA蓄电池密封后初充电的探讨程先清【摘要】通过分析恒电流和改型恒电压充电时电池的温度变化数据,调整加酸数量和初充电工艺,确保了蓄电池的安全性,解决了充电过程中温度升高的问题,实现了小容量VRLA蓄电池密封后再初充电.【期刊名称】《蓄电池》【年(卷),期】2012(049)002【总页数】4页(P63-65,80)【关键词】VRLA蓄电池;温度;初充电;密封;节能;酸雾【作者】程先清【作者单位】福建省闽华电源股份有限公司,福建泉州362442【正文语种】中文【中图分类】TM912.4在经济快速发展，重化工业迅猛增长的情况下，环境污染和生态破坏加剧，直接威胁到人类的健康。

随着人民群众的环保意识和参与程度的明显提高，环保已成为铅酸蓄电池产品生产许可证现场审核的直接否决项。

2010年中国成立了国家能源委员会，国家能源政策首重节能减排。

为响应国家环保和节能的号召，对装配车间的加酸与充电工序进行了优化，取得了比较满意的效果。

早期作业方式是富液加酸—初充电—抽酸—盖安全阀—水洗—密封；现行作业方式已经改为定量加酸—静置—盖安全阀—超声波密封—初充电。

工序优化后带来了诸多的好处：降低了稀硫酸与自来水的消耗，减少了酸液与酸雾排放，节约了污水处理费用，精减了生产工序，延长了充电工装与设备的使用寿命等。

初充电时采用恒电流充电和改型恒电压充电两种充电方式。

恒电流充电方式是：不考虑电池的电压或温度，充电期间电流保持恒定；改型恒电压充电方式是：将电流限制到预定值进行恒电压充电[1]。

试验在25℃环境中进行，文中C表示10小时率实际容量值，所测温度为电池内部温度，电池选用6-FM-7型，电解液密度ρ=1.335 g/cm3（25℃下Na2SO4质量分数为0.8），AGM隔板的饱和度为97%±1%[2]。

使用GRAPHTECGL200A记录仪记录温度变化。

充电前所有电池以0.1C电流值放电至1.75 V/单体。

VRLA电池的充电与放电电子教案➢浮充电压1.自放电现象由于电池内杂质的存在，使正极板和负极板活性物质逐渐被消耗而造成电池容量减小的现象。

2.浮充定义为补充自放电，使蓄电池保持完全充电状态的连续小电流充电。

3.浮充电压定义浮充时的充电电压。

4.浮充电压取值YD/T799—2010规定：“蓄电池浮充电单体电压为2.20~2.27V（25℃）”，具体取值必须严格按照蓄电池厂家的规定为准，否则取2.23V（25℃）。

48V电池组的浮充电压为53.5V （25℃）。

5.温度补偿即以25℃为基准，随温度变化而调整蓄电池的充电电压。

实际温度（t）下单体电池的浮充电压（Ut）：Ut=Ue-0.003×(t-25)蓄电池组的浮充电压绝对值（│UZt│）：│UZt│=n[Ue-0.003×(t-25)]式中Ue为蓄电池厂家规定的25℃时单体电池浮充电压（V）；t为蓄电池的实际温度（℃）；例题：某电池在25℃浮充电压为2.25V，计算48V电池组在35 ℃的浮充电压。

解：35 ℃时单体电池浮充电压=2.25-0.003×(35-25)=2.22V35 ℃时48V电池组浮充电压=2.22×24= 53.28V6.均衡性指标进入浮充状态24小时后，各蓄电池之间的端电压差应不大于90mV（2V）、240mV（6V）和480mV（12V）。

➢均充电压1.均衡充电定义为使蓄电池组中所有单体电池的电压等达到均匀一致的充电，称为均衡充电（简称均充）。

2.均充电压定义均充时的充电电压。

3.均充电压取值YD/T799—2010规定：“蓄电池均充电单体电压为2.30~2.4V （25℃）”，具体取值必须严格按照蓄电池厂家的规定为准，否则取2.35V（25℃）。

48V电池组的均充电压为56.4V （25℃）；4.均充时间一般均充6~18小时，最长不超过24小时。

➢恒压限流充电蓄电池组的工作方式为全浮充工作方式；通信局（站）现在广泛采用的充电方法是恒压限流充电方式。

VRLA蓄电池中文全称:阀控式密封铅酸蓄电池。

英语全称为：Valve Regulated Lead Acid Battery它诞生于20世纪70年代，到1975年时，在一些发达国家已经形成了相当的生产规模，很快就形成了产业化并大量投放市场。

这种电池虽然也是铅酸蓄电池，但是它与原来的铅酸蓄电池相比具有很多优点，而倍受用户欢迎，特别是让那些需要将电池配套设备安装在一起(或一个工作间)的用户青睐，例如UPS、电信设备、移动通信设备、计算机、摩托车等。

这是因为VRLA电池是全密封的，不会漏酸，而且在充放电时不会象老式铅酸蓄电池那样会有酸雾放出来而腐蚀设备，污染环境，所以从结构特性上人们把VRLA电池又叫做密闭（封）铅酸蓄电池。

为了区分，把老式铅酸蓄电池叫做开口铅酸蓄电池。

由于VRLA电池从结构上来看，它不但是全密封的，而且还有一个可以控制电池内部气体压力的阀，所以VRLA铅酸蓄电池的全称便成了“阀控式密闭铅酸蓄电池”。

关键词：VRLA蓄电池安装监测1 蓄电池容量的定义通常电源设备的容量用kVA或kW来表示。

然而，作为电源的VRLA电池，选用安时（Ah）表示其容量则更为准确。

蓄电池容量定义为：理论上，t可以趋于无穷，但实际上，当电池放电低于终止电压时仍继续放电，这可能损坏电池，故t值有限制。

电池行业中，以小时（h)表示电池的可持续放电时间，常见的有：C240,C20,C10,C8、C3,C1等标称容量值。

小电池的标称容量以毫安时（mAh)计，大电池的标称容量则以安时(Ah)、千安时(kAh)计等。

电信工业常取C10、C8等标称容量值。

例如，常见的Deka电池12AVR100 SH为12V单体，100Ah容量，即可持续放电10h，电流为10 A，共放出Ah数为10×10=100Ah（实际测试中，为使电流值保持恒稳，当电压变化时，应调整外电路负载，以便计量）。

2 蓄电池的理论容量、实际容量、标称容量理论容量也称计算容量由电池极板所含活性物质的量决定。

阀控密封式铅酸蓄电池的充电方法阀控密封式铅酸（Valve Regulated Lead Acid，VRLA）蓄电池的充电方法有：浮充充电、均衡充电、补充电和循环充电等多种方法。

对充电方法主要是浮充充电和均衡充电两种方法的VRLA蓄电池。

为了延长VRLA蓄电池的使用寿命，必须了解不同充电方法的充电特点和充电要求，严格按要求对VRLA蓄电池进行充电。

VRLA蓄电池的充电方法按VRLA蓄电池两端电压、电流的控制方法的不同可分成恒压限流式、恒流式、两阶段恒压式（即在充电初期设定为高电压并限制VRLA蓄电池的最大充电电流，当VRLA 蓄电池电压达到设定值时，系统将充电电压切换至低电压直至充电结束，此时充电不限流）、半恒流充电式（即充电电流随充电过程中VRLA蓄电池电压的上升而下降，但下降趋势较缓慢，电流曲线部分呈平坦趋势，类似于恒流充电曲线，故称半恒流充电）等4种主要的充电方法。

1、初充电现阶段VRLA蓄电池的初充电有以下几种方法。

（1）串联充电采用高压、小电流充电器，通常充电器的输出电压为300～450V，输出电流为5～30A，电流可控制，每个VRLA蓄电池充入的电量可控制，可放电检测VRLA蓄电池容量，剔除故障VRLA蓄电池，现生产厂家普遍采用这种方法。

（2）并联充电充电器为低电压、大电流，每个VRLA蓄电池的充电电流与蓄电池的充电状态和内阻有关。

不能计算每个VRLA蓄电池充入的电量，几乎无生产厂家采用。

（3）串联并联混合充电一般采用先串联后并联的方法进行，通常充电器常的输出电压为150V，电流为30～100A，单个VRLA蓄电池无电压、电流控制，可分组放电检查，现有不少厂家采用这种方法。

（4）单体VRLA蓄电池充电可准确地进行充、放电，能控制电流、电压，能将每个VRLA 蓄电池进行分级、挑选，普遍在测试上使用。

（5）模块控制单体VRLA蓄电池充电每个模块可充64个蓄电池，每台充电器可充700多只VRLA蓄电池，在一个模块中一台或多台故障不影响其他VRLA蓄电池充电，可进行恒压、恒流控制，保证VRLA蓄电池不会过充，还能检查容量和进行VRLA蓄电池分级，这将是今后的发展方向。