通信用vrla电池的技术与维护

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1、通信用VRLA电池的技术与维护哈尔滨工业大学教授博士生导师胡信国隆源双登集团总工程师一、VRLA电池在通信电源系统中的作用后备电源，包括直流供电系统和UPS系统滤波调节系统电压一、VRLA电池在通信电源系统中的作用二、通信电源系统中所用铅酸蓄电池的类型固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池（GF电池）固定型阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）AGM－－阴极吸收式（贫液式）GEL－－胶体式德国阳光公司OPzV隆源双登富思特GFMJ三、VRLA电池的工作原理正极放电反应反应1中等当量H＋和电子分别来自电解质溶液和板栅界面，称为双注入过程双注

2、入过程1.PbO2＋2H++2ePb(OH)22.Pb(OH)2+H2SO4PbSO4+2H2O三、VRLA电池的工作原理负极放电反应Pb＋H2SO4-PbSO4＋2H++2e电池内气体的产生过充电正极板栅腐蚀自放电H2OH2＋1/2O2四、VRLA电池的关键技术氧复合原理四、VRLA电池的关键技术过充（正极）H2OO2扩散充电（负极）PbSO4Pb+（O2）同H2SO4反应反应PbO氧循环原理图（GasRecombination）（（HH22OO111///222OOO222HH22OO））四、VRLA电池的关键技术

3、高孔隙率的AGM隔板，为O2的复合提供通道电池极群的紧装配，预压缩技术装配压在40－6OKpa高纯度的板栅合金，提高析氢过电位开、闭压可靠的安全阀开阀压：10－49Kpa闭阀压：1－10Kpa过量的负极活性物质正、负极板容量比1:1.1-1.2恒压限流的充电方式定量灌酸，贫液设计GF电池的缺点VRLA电池与防酸隔爆式（GF）电池的比较流动电解液不密封充放电析出酸雾，污染环境及腐蚀设备需经常补加酸和水不能卧放占地面积大，须与通讯设备、开关电源隔离放置。内阻小，超细玻璃棉隔板吸收电解液，具有93％以上的孔隙率其中10％左右

4、作为O2的复合通道。AGM技术特点五、VRLA电池的两大类技术VRLA电池的两大类技术AGM技术Gel技术（胶体技术）特点VRLA电池的两大类技术内阻较大，SiO2胶体吸收电解液，胶体的微裂纹作为O2的复合通道，使用初期有酸雾逸出。Gel技术（胶体技术）VRLA电池的两大类技术六、VRLA电池的电特性开路电压工作电压终止电压容量理论容量实际容量额定容量放电制度放电倍率使用寿命浮充寿命循环寿命六、VRLA电池的电特性充电特性浮充充电六、VRLA电池的电特性充电特性快速充电最大充电电流≤0.2C10A均衡充电均充电压设定为

5、2.35V/单体(25℃)。充电最大电流为0.25C10A六、VRLA电池的电特性放电特性不同倍率的放电特性曲线六、VRLA电池的电特性高倍率放电特性不同倍率放电容量放电率给出的容量（25℃）10小时率放电100%C10１小时率放电>55%C10六、VRLA电池的电特性温度与容量的关系六、VRLA电池的电特性浮充特性VLRA电池不同温度时的浮充电压环境温度（℃）浮充电压（约V±0.01V/单体）0～102.3111～152.2816～252.2526～302.2331～352.2136～402.20六、VRLA电池的电

6、特性浮充电压与寿命的关系不同浮充电压下VRLA电池寿命与温度的关系1、电池的均一性问题七、VRLA电池的失效模式1、板栅的腐蚀与增长板栅腐蚀是VRLA电池失效的重要原因，无论是在开路状态，还是在浮充状态或是充放电状态，板栅都存在被腐蚀的现象。特别是在过充放电状态下，正极由于析氧反应，水被消耗，浓度增加，导致正极附近酸度增高，板栅腐蚀加速，如果电池使用不当，长期处于过充放电状态，那么很快这些电池的容量降低，最后失效。正极板栅在遭受腐蚀的同时产生变形，使板栅尺寸线性增大，甚至于个别筋条断裂，最终导致整个电池的损坏。针对正极

7、板栅存在着腐蚀和变形的必然性，我们采取以下技术措施减缓正极板栅的腐蚀和增长，保证电池的使用寿命。（1增加正极板栅的厚度，保证VRLA电池板栅的工作年限。（2采用更耐腐蚀的板栅合金材料，耐腐蚀性好，抗蠕变强度也明显增加。（3在电池设计上采用玻璃棉隔板紧装配或胶体电介质使电极承受压力，提高板栅的机械支撑力。1、电池的均一性问题七、VRLA电池的失效模式VRLA电池失水途径有三：（1）氧复合无效导致失水。保持低电压充电可减少失水现象。但再充电过程太长。充电效率低，或较高电池加速充电，可造成明显失水现象。（2）通过电池槽、盖渗

8、漏。容器渗水取决于材料的性质和厚度，电池周围大气的相对湿度也有影响。常用电池槽材料为ABS，PP，PVC，各有优缺点。PVC强度低，但氧气保持量最大；ABS硬度最大，氧气保持量优于PP；PP的水蒸气渗透率小于ABS。（3）板栅腐蚀造成失水。板栅合金腐蚀的微电池反应为：2、失水2H++2e→H2Pb(合金)－2e+H2SO4→PbS