柴油發(fā)電機所用的啟動(dòng)電瓶一般為閥控式鉛酸蓄電池,其基本特點(diǎn)是使用期間不用加酸加水維護,電池為密封結構,不會(huì )漏酸,也不會(huì )排酸霧,電池蓋子上設有單向排氣閥,該閥的作用是當電池內部氣體量超過(guò)一定值,即當電池內部氣壓升高到一定值時(shí),排氣閥自動(dòng)打開(kāi),排出氣體,然后自動(dòng)關(guān)閥,防止空 氣進(jìn)入電池內部。閥控式鉛酸蓄電池的設計壽命一般為10-15年。
閥控鉛酸蓄電池(柴油發(fā)電機啟動(dòng)電瓶)的極柵主要采用鉛鈣合金,以提高其正負極析氣(H2O和O2)過(guò)電位,達到減少其充電過(guò)程中析氣量的目的。正極板在充電達到70%時(shí),氧氣就開(kāi)始發(fā)生,而負極板達到90%時(shí)才開(kāi)始發(fā)生氧氣。在生產(chǎn)工藝上,一般情況下正負極板的厚度之比=6:4,根據這一正、負極活性物質(zhì)量比的變化,當負極上絨狀Pb達到90%時(shí),正極上的PbO2接近90%,再經(jīng)少許的充電,正、負極上的活性物質(zhì)分別氧化還原達95%,接近完全充電,這樣可使H2O、O2氣體析出減少。采用超細玻璃纖維(或硅膠)來(lái)吸儲電解液,并同時(shí)為正極上析出的氧氣向負極擴散提供通道。這樣,氧一旦擴散到負極上,立即為負極吸收,從而抑制了負極上氧氣的產(chǎn)生,導致浮充電過(guò)程中產(chǎn)生的氣體90%以上被消除(少量氣體通過(guò)安全閥排放出去)。
流程圖
一、閥控式鉛酸蓄電池的浮充電流作用:
1、補充蓄電池自放電的損失;
2、向日常性負載提供電流;
3、浮充電流足以維持電池內氧循環(huán)。
二、端電壓的偏差(靜態(tài)偏差與動(dòng)態(tài)偏差)
動(dòng)態(tài)偏差在浮充運行初期較大。實(shí)際上,剛出廠(chǎng)的蓄電池可能是因為部分電池中處于電解液飽和狀態(tài)而影響了氧復合反應的進(jìn)行,從而使浮充電壓過(guò)高,電解液飽和的電池會(huì )因不斷的充電使水分解而“自動(dòng)調整”至非飽和狀態(tài),6個(gè)月后端電壓偏差逐漸減小。但偏差較大也不排除與有的制造商制造質(zhì)量有關(guān)。
中國GB13337.1-Q1及德國DJN43539-84規定固定型電池靜態(tài)偏差范圍為電壓平均值的+0.1~0.05V。
郵電部YD/T799-1996規定,靜態(tài)時(shí),最高電壓與最低電壓值偏差為20mV,動(dòng)態(tài)時(shí),最高電壓值與最低電壓值偏差不超過(guò)50mV。
電力部DL/T637-1997規定,靜態(tài)時(shí),最高電壓與最低電壓值偏差為30mV,動(dòng)態(tài)時(shí),最高電壓值與最低電壓值偏差不超過(guò)50mV。
電池蓋方向俯視圖
三、緊裝配方式
閥控式密封鉛酸蓄電池(柴油發(fā)電機啟動(dòng)電瓶)的電解液處于貧液狀態(tài),即大部分電解液被吸附在超細玻璃纖維隔膜中,其余的被極板所吸收。為了保證氧氣能順利擴散到負極,要求隔膜和極板活性物質(zhì)不能被電解液所飽和,否則會(huì )阻礙氧氣經(jīng)過(guò)隔膜的通道,影響氧氣在負極上的還原。為了使電化學(xué)反應能正常進(jìn)行,必須使極板上的活性物質(zhì)與電解液充分接觸,而貧電解液結構的電池只有采取緊裝配的組裝方式,才能達到此目的。
采用緊裝配的組裝方式有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):
1、使隔膜與極板緊密接觸,有利于活性物質(zhì)與電解液的充分接觸;
2、保持住極板上的活性物質(zhì),特別是減少正極活性物質(zhì)的脫落;
3、防止正極在充電后期析出的氧氣沿著(zhù)極板表面上竄到電池頂部,使氧氣充分地擴散到負極被吸收,以減少水分的損失。
小容量閥控式密封鉛酸蓄電池通常制成電池組,為內連接方式,安全閥上面有一蓋子通過(guò)幾個(gè)點(diǎn)與電池殼相連,留下的縫隙為氣體逸出通道。所以在閥控式密封鉛酸蓄電池蓋上沒(méi)有連接條和安全閥,只有正負極柱。
閥控鉛酸蓄電池剖析圖
四、溫度的影響
電池充電時(shí)其內部氣體復合本身就是放熱反應,使電池溫度升高,浮充電流增大,析氣量增大,促使電池溫度升得更高,電池本身是“貧液”,裝配緊密,內部散熱困難,如不及時(shí)將熱量排除,將造成熱失控。浮充末期電壓太高,電池周?chē)h(huán)境溫度升高,都會(huì )使電池熱失控加劇。
溫度每升高1℃,電池電壓下降約3mV/單電池,致使浮充電流升高,使溫度進(jìn)一步升高。溫度高于50℃會(huì )使電池槽變形。溫度低于-40℃時(shí),閥控式鉛酸蓄電池還能正常工作,但蓄電池容量會(huì )減小。
閥控鉛酸蓄電池由于結構問(wèn)題對溫度要求很高,這一點(diǎn)大家都注意到了,為此,在設計充電設備時(shí)都考慮了溫度補償措施,但溫度采樣點(diǎn)的選取至關(guān)重要,它直接關(guān)系著(zhù)補償的效果。溫度采樣點(diǎn)有三處,即蓄電池附近的空氣溫度、蓄電池外殼的表面溫度及蓄電池內部電解液溫度。第一處最容易,基本都采用此法,但這種方法很不準確,因為由于某種原因使蓄電池溫度升高,但蓄電池溫度的升高很難引起蓄電池附近的空氣溫度的升高,因此這種補償措施基本無(wú)用;第三處最能反應蓄電池的實(shí)際情況,但較難實(shí)現;第二處最實(shí)際,也較容易實(shí)現,有企業(yè)根據第二處的采樣設計溫度補償單元。
閥控鉛酸蓄電池結構圖
五、使用壽命
工業(yè)電池可分為兩類(lèi):一類(lèi)為深循環(huán)使用的電池,另一類(lèi)為浮充使用的“備用電源”電池(柴油發(fā)電機啟動(dòng)電瓶)。循環(huán)使用的電池以深循環(huán)次數來(lái)表示其使用壽命,以0.8C10深度充放電循環(huán)使用的電池,其壽命達到1200次以上;而浮充使用的電池,年限可達到10~12年,有的可達到15~20年。蓄電池只有80%容量時(shí)認為壽命終止。
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