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| 供貨周期 | 現(xiàn)貨 | 規(guī)格 | NP38-12 |
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| 貨號 | 宇力達(dá)蓄電池 | 主要用途 | UPS電源,、直流屏、配電柜 |
產(chǎn)品分類品牌分類
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產(chǎn)品簡介
詳細(xì)介紹
南昌宇力達(dá)蓄電池NP38-12/12V38AH含稅 營銷中心
南昌宇力達(dá)蓄電池NP38-12/12V38AH含稅 營銷中心
目前,，閥控式鉛酸蓄電池在電力操作電源、通信電源中廣泛使用,，由于閥控式鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)的特殊性,，在運行中可靠地檢測蓄電池的性能，并有針對性地對蓄電池進(jìn)行維護(hù)變得困難但又很迫切,。從電源系統(tǒng)運行的高可靠性要求,，各類蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)也在廣泛使用。但不同的測試模式對蓄電池的性能狀況反映也不一樣,，多年的研究和運用表明,，內(nèi)阻檢測是目前zui為可靠的測試方式之一。而蓄電池的不同失效模式對內(nèi)阻的反映情況也不一樣,，了解蓄電池的內(nèi)阻和各種失效模式的關(guān)系,，合理地分析閥控式鉛酸蓄電池的內(nèi)阻數(shù)據(jù)，有利于更好地對蓄電池進(jìn)行檢測和維護(hù),。近年來,，由于原材料的漲價，國內(nèi)很多閥控式鉛酸蓄電池廠家采用了很多新的生產(chǎn)工藝,，由此帶來對新工藝蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)分析也發(fā)生了新的變化,。合理地選擇此類蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，對判斷閥控式鉛酸蓄電池性能有很大的幫助,。合理地運用內(nèi)阻數(shù)據(jù)維護(hù)蓄電池,，對延長蓄電池的使用壽命有很大的作用，為獲得zui大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益有著很重要的意義,。
2 常見的蓄電池失效模式
對于閥控式鉛酸蓄電池,，通常的性能變壞機(jī)制有：電池失水、極板群的腐蝕,、活性物質(zhì)的脫落,、深放電引起的鈍化和深度放電后的恢復(fù)等等。幾種性能變壞的情況分述于下。
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鉛酸蓄電池失水會導(dǎo)致電解液比重增高,、導(dǎo)致電池正極柵板的腐蝕，使電池的活性物質(zhì)減少,，從而使電池的容量降低而失效,。
閥控式鉛酸蓄電池充電后期，正極釋放的氧氣與負(fù)極接觸，發(fā)生反應(yīng)，重新生成水,，即
O2 + 2Pb→2PbO
PbO + H2SO4→H2O +PbSO4
使負(fù)極由于氧氣的作用處于欠充電狀態(tài)，因而不產(chǎn)生氫氣,。這種正極的氧氣被負(fù)極鉛吸收，再進(jìn)一步化合成水的過程，即所謂陰極吸收。
在上述陰極吸收過程中,，由于產(chǎn)生的水在密封情況下不能溢出，因此閥控式密封鉛酸蓄電池可免除補加水維護(hù),，這也是閥控式密封鉛酸蓄電池稱為免維電池的由來,。但當(dāng)充電過程中，充電電壓超過2.35V/單體時就有可能使氣體逸出,。因為此時電池體內(nèi)短時間產(chǎn)生了大量氣體來不及被負(fù)極吸收,，壓力超過某個值時,，便開始通過單向排氣閥排氣,，排出的氣體雖然經(jīng)過濾酸墊濾掉了酸霧，但畢竟使電池?fù)p失了氣體,，也等于失水,，所以閥控式密封鉛酸蓄電池對充電電壓的要求是非常嚴(yán)格的，不能過充電,。
?、啤∝?fù)極板硫酸化
電池負(fù)極柵板的主要活性物質(zhì)是海棉狀鉛，電池充電時負(fù)極柵板發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
PbSO4 + 2e = Pb + SO4-
正極上發(fā)生氧化反應(yīng)：
PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO4- + 2e
放電過程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是這一反應(yīng)的逆反應(yīng),，當(dāng)閥控式密封鉛酸蓄電池的荷電不足時,，在電池的正負(fù)極柵板上就有PbSO4存在，PbSO4長期存在會失去活性,，不能再參與化學(xué)反應(yīng),，這一現(xiàn)象稱為活性物質(zhì)的硫酸化。為防止硫酸化的形成,，電池必須經(jīng)常保持在充足電的狀態(tài),，蓄電池不能過放。
⑶ 正極板腐蝕
由于電池失水,，造成電解液比重增高,，過強(qiáng)的電解液酸性加劇正極板腐蝕，防止極板腐蝕必須注意防止電池失水現(xiàn)象發(fā)生,。
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熱失控是指蓄電池在恒壓充電時，充電電流和電池溫度發(fā)生一種累積性的增強(qiáng)作用,，并逐步損壞蓄電池,。造成熱失控的根本原因是浮充電壓過高。
一般情況下,，浮充電壓定為(2.23 ~ 2.25)V/單體(25℃)比較合適,。如果不按此浮充范圍工作，而是采用2.35V/單體(25℃),，則連續(xù)充電4個月就可能出現(xiàn)熱失控;或者采用2.30V/單體(25℃),，連續(xù)充電(6 ~ 8)個月就可能出現(xiàn)熱失控;要是采用2.28V/單體(25℃)，則連續(xù)(12 ~ 18)個月就會出現(xiàn)嚴(yán)重的容量下降,，進(jìn)而導(dǎo)致熱失控,。熱失控的直接后果是蓄電池的外殼鼓包、漏氣,，電池容量下降,，zui后失效。
3 閥控鉛酸蓄電池內(nèi)阻模型研究
阻抗分析是電化學(xué)研究中的常用方法,，是電池性能研究和產(chǎn)品設(shè)計的必要手段[10],。
圖3-1是常用的鉛酸電池阻抗的等效電路。
圖1 蓄電池阻抗等效電路
圖1中Lp,、Ln為正負(fù)極電感; Rt.p和Rt.n 是電極離子遷移電阻;Cdl.p,、Cdl.n是極板雙電層電容; Zw.p、Zw.n為Warburg阻抗,，是由離子在電解液和多孔電極中擴(kuò)散速度決定的;RHF是前面提到的歐姆電阻,。
文獻(xiàn)[4]研究中將Warburg阻抗表示為一個電阻和電容串聯(lián)組成的阻抗ZW。
式中 λ——Warburg系數(shù),，表示反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散傳質(zhì)特性;ω——角頻率
電池的阻抗包括歐姆電阻和正負(fù)極阻抗：
Zcell = Zp + Zn + RHF (2)
電池阻抗是一個復(fù)阻抗,，在其它條件不變的情況下，與測試頻率有關(guān),。
通常情況的內(nèi)阻是指某一固定頻率下的內(nèi)阻值,，對于一般的VRLA蓄電池，多數(shù)采用低于100Hz的頻率,，在實際使用中常把復(fù)阻抗的模稱為內(nèi)阻,。
4 內(nèi)阻在線測量方法
備用場合使用的VRLA電池一般容量很大,，在幾十Ah到數(shù)千Ah，電池的內(nèi)阻值很小,。由于阻值低,，電池正負(fù)極輸出感應(yīng)的電壓幅值很小，要準(zhǔn)確測量內(nèi)阻有一定難度,，尤其是在線測量時電池端存在充電紋波和負(fù)載變動時的動態(tài)變化,。常見的內(nèi)阻測試方法簡述于下。
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直流方法是在電池組兩端接入放電負(fù)載,，根據(jù)在不同電流(I1、I2)下的電壓變化(U1-U2)來計算內(nèi)阻值,，見圖2,。常采用式(3-3)計算
圖2 蓄電池放電電壓曲線
由于內(nèi)阻值很小，在一定電流下的電壓變化幅值相對較小,，給準(zhǔn)確測量帶來困難,，由于放電過程電壓的變化，需要選擇穩(wěn)定區(qū)域計算電壓變化幅值,。實際測量中,，直流方法所得數(shù)據(jù)的重復(fù)性較差、準(zhǔn)確度很難達(dá)到10%以上,。
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交流方法相對直流法簡單。
當(dāng)使用受控電流時,，ΔI = Imax Sin(2πft),產(chǎn)生的電壓響應(yīng)為：
ΔV = Vmax Sin(2πft + φ) (4)
這種情況的阻抗均為：
(5)
即阻抗是與頻率有關(guān)的復(fù)阻抗,，其模為 |Z|= Vmax/Imax, 相角為φ。
從理論上講,，向電池饋入一個交流電流信號,，測量由此信號產(chǎn)生的電壓變化即可測得電池的內(nèi)阻,。
R = Vav / Iav (6)
式中 Vav----檢測到交流信號的平均值;
Iav ---- 饋入交流信號的平均值
在實際使用中,，由于饋入信號的幅值有限，電池的內(nèi)阻在μΩ或mΩ級,，因此,，產(chǎn)生的電壓變化幅值也在μ量級，信號容易受到干擾,。尤其是在線測量時,，受到的影響更大。采用基于數(shù)字濾波器的內(nèi)阻測量技術(shù)和同步檢波方法可以克服外界干擾,，獲得比較穩(wěn)定的內(nèi)阻數(shù)據(jù),。
5 對內(nèi)阻值影響的因素
⑴ 不同測量方法對內(nèi)阻值的影響
由于測量方法的不同，蓄電池內(nèi)阻數(shù)值有較大的差異,。因此,，在研究內(nèi)阻變化時需要在同一方法下進(jìn)行測量。
?、撇煌潆姞顟B(tài)對內(nèi)阻值的影響
蓄電池處于不同的狀態(tài),，其內(nèi)阻值也有很大的差異。放電容量達(dá)到80%后,，內(nèi)阻急劇上升,。轉(zhuǎn)入充電后，內(nèi)阻很快恢復(fù)到正常數(shù)值,。
?、遣煌Ｊ綄?nèi)阻值的影響
蓄電池的不同失效模式反映在內(nèi)阻變化的幅值并不一樣。
圖3 是不同劣化模式下的電池放電曲線,。與一般的腐蝕模式對比可以發(fā)現(xiàn)：同樣的歐姆內(nèi)阻變化幅度,，失水模式能提供的輸出容量比腐蝕模式要低。
圖3 失水模式與板柵腐蝕的放電差異[61]
另外的電池劣化模式也從不同的角度影響電池的內(nèi)阻,，除腐蝕和失水外,，活性物質(zhì)的不同結(jié)晶狀態(tài)也影響輸出容量和內(nèi)阻。
對處于正常浮充電壓一定時間后的電池,，可以認(rèn)為是在*充電狀態(tài),。
溫度對電池內(nèi)阻影響甚微，低溫有些影響,。在運行條件較好的場合,，可以不考慮溫度的影響。
目前國內(nèi)還沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋說明,，只有IEEE Std 1188-1996中對內(nèi)阻測量和數(shù)據(jù)分析作了簡單的說明,。IEEE Std 1188-1996指出：內(nèi)阻受包括物理連接、電解液離子導(dǎo)電性和電極表面的活性物質(zhì)的活性3方面因素的影響,。內(nèi)阻值與所采用的儀器和測量方法有關(guān),，內(nèi)阻的變化可以當(dāng)作電池性能或者說容量變化的指示。明顯的內(nèi)阻變化表明蓄電池有大的性能改變,，超過30%的變化即可認(rèn)為明顯,，但這個變化幅度可能跟不同廠家的電池有關(guān)。
6 現(xiàn)場測量與數(shù)據(jù)分析
為了獲得可靠數(shù)據(jù),，我們對裝備有動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的五十組通訊電源的蓄電池進(jìn)行了測試,，其中采用改進(jìn)工藝的蓄電池有三十二組，投入運行的時間從2001年8月到2005年10月,，其余的蓄電池為1997年到2000年的老電池,，測試的蓄電池均為國產(chǎn)品牌且廣泛使用的型號,。所測試的蓄電池生產(chǎn)廠家有三家，本次測試的蓄電池均按重量區(qū)分蓄電池的工藝,，按廠家的說明書,，近些年生產(chǎn)的蓄電池重量均明顯小于2001年前相同容量的蓄電池的重量，故以重量作為區(qū)分蓄電池工藝的方法,。
內(nèi)阻測試設(shè)備使用BM6500蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)的增強(qiáng)型,，BM6500采用了交流法的內(nèi)阻測試系統(tǒng)，增強(qiáng)型的內(nèi)阻測試精度為2%,。
現(xiàn)場測試的一組數(shù)據(jù)見表1,。
蓄電池型號：采用新工藝的GFMG1000AH，投入運行日期2002年1月,，內(nèi)阻變化率的基準(zhǔn)值為2003年5月的測試值,。
表1 蓄電池現(xiàn)場測試結(jié)果
電 池 號01020304 05 06 07 08
浮充電壓V2.3402.2912.2702.3502.3272.2362.2682.295
內(nèi) 阻 0.254 2.2460.258 0.272 0.228 0.268 0.254 0.233
內(nèi)阻變化%11.49.3 12.217.24.617.512.85.9
測試結(jié)果壞壞壞壞 好 壞壞好
電 池 號 09 10 11 12 13 14 15 16
浮充電壓V2.316 2.279 2.292 2.289 2.282 2.243 2.219 2.251
內(nèi) 阻 0.264 0.255 0.243 0.292 0.234 0.235 0.256 0.264
內(nèi)阻變化%15.88.56.525.97.37.315.3 15.7
測試結(jié)果壞壞好壞好 好 壞壞
電 池 號 17 18 19 20 21 22 23 24
浮充電壓V 2.250 2.260 2.248 2.280 2.250 2.220 2.332 2.254
內(nèi) 阻 0.243 0.248 0. 242 0.249 0.262 0.286 0.242 0.276
內(nèi)阻變化%10.09.7 5.24.712.9 25.47.121.1
測試結(jié)果壞壞好好壞壞好壞
浮充電壓zui大動態(tài)誤差為2.340V(No1)-2.219V(No15)=0.121V，大于YD/T799-1996規(guī)定zui高及zui低電壓值偏差50Mv,。從浮充電壓可以知道,，本組蓄電池的性能并不理想，內(nèi)阻zui大變化率為No12,。
圖4為動力環(huán)境集中監(jiān)控軟件中記錄的前20分鐘放電曲線, 放電電流為286A
圖4
本次測試的所有蓄電池性能分析結(jié)果見表2,。
表2 蓄電池性能分析結(jié)果
新 工 藝 蓄 電 池老 工 藝 蓄 電 池
蓄電池內(nèi)阻變化率好蓄電池
數(shù)量劣化蓄電池
數(shù)量蓄電池內(nèi)阻
變化率好蓄電池
數(shù)量劣化蓄電池
數(shù)量
0%—10%32840%—10%1760
10%—20%1393610%—20%1352
20%—30%584720%—30%368
30%—40%192030%—40%1713
40%—50%21240%—50%1013
50%以上0650%以上220
總數(shù)544124總數(shù)37656
通過分析發(fā)現(xiàn)，在蓄電池劣化時,，采用新工藝的蓄電池內(nèi)阻值明顯小于采用老工藝的蓄電池,，對于新工藝的蓄電池內(nèi)阻預(yù)警值應(yīng)更為嚴(yán)謹(jǐn)。
7 小結(jié)
對內(nèi)阻與SOH(State Of Health)關(guān)系的分析得到以下結(jié)論,。
(1) 不能直接用內(nèi)阻數(shù)據(jù)來計算SOH(State Of Health),，而且建立標(biāo)準(zhǔn)亦很困難。內(nèi)阻不能同容量一樣進(jìn)行量化表達(dá),，只是性能的反映,。
(2) SOC(State Of Charge)和SOH(State Of Health)無疑影響電池內(nèi)阻，劣化的蓄電池內(nèi)阻都有很大的變化,。
(3) 大容量電池的歐姆內(nèi)阻很小,，其變化幅度就更小，需要相當(dāng)精度的測試手段,。
(4) 部分電池的內(nèi)阻變化明顯,，但此時的電池容量仍可能保持在良好水平。
(5) 劣化嚴(yán)重的電池內(nèi)阻變化數(shù)值將超過某個范圍,。
(6) 蓄電池的監(jiān)測應(yīng)是對蓄電池的運行參數(shù)、內(nèi)阻變化,、電壓監(jiān)測等綜合參數(shù)監(jiān)測,，對內(nèi)阻的變化率的監(jiān)測是很有意義的,。
(7) 新工藝蓄電池的性能、壽命明顯低于老的蓄電池,，更需要嚴(yán)格監(jiān)測其運行參數(shù),，定期的核對放電*。