汤浅蓄电池12V38AH 免维护蓄电池

汤浅蓄电池12V38AH 免维护蓄电池

汤浅蓄电池电量减少的原因解析
汤浅蓄电池是UPS电源设备的重要组成部分。当前UPS设备中使用的电池主要是阀控式铅酸电池。在实际使用中，例如由于市电频繁停电，UPS动力电池深度放电且充电不足，导致早期容量损失； UPS电源电池容量下降的原因是什么？
1.印版面积的影响
在壳体积相同的条件下，选择薄板，并增加板数，即增加板面积，提高了电池和比 能量的容量，并且改善了UPS电池的高电流。低温放电功能，但缺点是浮动充电寿命会小幅下降。
2.平板高度的影响
在板的高度方向上，活性物质利用率不均匀，特别是当板高时，板下半部的利用率很差。放电上部的电流密度比下部的电流密度低约2至2.5倍。放电时电流密度逐渐降低，但上部下部的电流密度为比，因此板布局不应太小，高度也不要太高。
3.板厚的影响
以前，已经评论了放电速率对容量的影响。由于H2SO4的分散会限制活性物质的分散，因此随着添加板的厚度，活性物质的利用率会降低。这在大电流放电中越来越明显。但是，由于电解质的浓度
在铅酸电池中，电解质也是反应。当体积恒定时，所添加的电解质的浓度等于反应物质的添加。因此，在实际使用的电解质浓度的范围内，容量也与电解质浓度的增加相加。当执行高速率放电并且电池容量受到正极板的限制时，尤其如此。因此，在选择合适的电解质浓度时，结合实际应用领域。

一、UPS蓄电池的品种
蓄电池是UPS系统中的一个重要组成局部，它的优劣直接关系到整个UPS系统的牢靠水平，但是汤浅蓄电池却又是整个UPS系统中均匀病时间（MTBF）短的一种器件。假如用户可以正确运用和维护，就可以延长其运用寿命，反之其运用寿命会大大缩短。
蓄电池的品种普通可分为阀控式密封铅酸蓄电池、胶体电池等。UPS请求所选用的蓄电池必需具有在短时间内输出大电流的特性。目前，在线运转的蓄电池根本上是这两种，不属于铅酸蓄电池。
阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)
因其体积较小、密封性能好、绝少维护而被普遍应用于各类UPS电源中。VRLA避免电池内部电解液活动有两种技术办法:一种是将硫酸电解液与SiO2，胶体混合后充溢电池内部，制成胶体电池(简称GEL)。这类产品产量较低，约占VRLA电池总量的15%。另一种是应用超细玻璃棉将电解液不饱和地吸附住，制成吸液式电池或贫液式电池(简称AGM)。由于后者具有较好的大电放逐电性能，在UPS系统中较多采用，国内厂家也大多消费AGM蓄电池。
胶体电池
胶体电池属于铅酸蓄电池的一种开展分类，简单的做法，是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。广义而言，胶体电池与常规铅酸电池的区别不只仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体，从电化学分类构造和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子资料，俗称陶瓷板栅，亦可视作胶体电池的应用特征。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂，大大进步了极板活性物质的反响应用率，据非公开材料标明可到达70wh/kg的重量比能量程度，这些都是现阶段工业理论及有待工业化的胶体电池的应用范例。胶体电池与常规铅酸电池的区别，从初了解的电解质胶凝，进一步开展至电解质根底构造的电化学特性研讨，以及在板栅和活性物质中的应用推行。其重要的特性为：用较小的工业代价，沿已有150年历史的铅酸电池工业路子制造出更的电池，其放电曲线平直，拐点高，比能量特别是比功率要比常规铅酸电池大20%以上，寿命普通也比常规铅酸电池长一倍左右，高温及低温特性要好得多。
引起汤浅蓄电池容量不足的原因很多，汤浅蓄电池归纳为以下几方面：
（1）汤浅蓄电池出厂后到达用户外来能及时安装使用，造成长期贮存，温度高低对汤浅蓄电池的自放电有很大影响，长期贮存势必造成自放电会引起汤浅蓄电池容量的不足。
（2）正极板腐蚀，变形引起汤浅蓄电池容量不足。
汤浅蓄电池正极板是影响该汤浅蓄电池工作寿命的主要因素。汤浅蓄电池充放电循环的容量，尤其是深循下的容量下降与正极板质量偏差密切相关。
a、正极板栅上活性物质软化脱落
微观上活性物质中存在着大孔和缴孔，大孔尺寸超过0、5cm，它是由许多小孔组成的，随着放电循环的进行，活性物表面收缩，形成核心而成珊瑚状结构，多次放电循环使用小孔聚集增多，使大孔不断增加，破坏了正极结构，导致活性物脱落。
出现这些情况的主要原因是大电流充放电所致。避免发生应充放电的电流和避免出现过充或过放的现象。
b、正极板栅腐蚀变形
板栅的腐蚀速度取决于板栅合金的组成，但储存温度越高，腐蚀速度越快，放电深度越深，腐蚀越严重。
（3）负极板硫酸盐化
在正常工作中，负极板上的PbSO4颗粒小，放电很容易恢复为绒状铅，但有的时候汤浅蓄电池内部生成了难以还原的硫酸铅，称为硫酸盐化。
引起负极盐化的原因很多，诸如放电后不能及时充电，汤浅蓄电池长期搁置，引起严重的自放电，电解液浓度过高，长期充电不足，高温下长期放电，这种硫酸铅用常规方法很难还原，这样活性物质的减少势必影响到汤浅蓄电池的容量。

汤浅蓄电池容量(Ah)的选择
蓄电池容量(Ah)是指在规范环境温度下，每2V电池单体在给定时间至1.80V终止电压时，可提供的恒定电流值(A)与持续放电时间(h)的乘积。给定持续放电时间为10h的容量称为10h率容量，用符号C10来表示。蓄电池容量可用20、10、8、5、3、1、0.5h率等多种办法表示，普通采用C10作为蓄电池的额定容量来标称蓄电池。额定容量是蓄电池的主要参数，不少工程人员就以为，两种品牌相同额定容量的蓄电池能够在同一套UPS系统中替代运用。这种观念是有问题的，由于两种蓄电池具有相同额定容量，只表示它们的l0h放电性能分歧，但在l0min和30min、lh和3h等时间内可提供的恒功率值和恒电流值则可能差别较大，而UPS后备时间通常不到l0h，所以UPS配用蓄电池时，调查其在后备时间内的放电性能就尤为重要。
在已知UPS主机一些根本参数和肯定蓄电池品牌后，就能够依据这一蓄电池品牌样本材料中提供的恒功率放电数据表域值放逐电曲线，经过功率定型法或电流定型法来计算肯定蓄电池的容量和型号。
1.功率定型法
这种办法比拟烦琐，依据蓄电池恒功率放电参数表能够快速地选出蓄电池型号。计算在后备时间内，每个2V的蓄电池至少应向UPS提供的恒功率：P=Scosφ／(ηN•K)(1)
式中：S---UPS标称输出功率
cosφ---UPS输出功率因数；
η----逆变器效率；
N---在UPS中以12V电池计算时所需的串联电池个数，由UPS正常工作电压肯定；K---系数，厂家提供的电池恒功率放电数据表，普通是以2V单元电池为计算基准的，12V／节电池相当于6个2V单元串联，此时取K=6；假如电池厂家提供的电池恒功率放电数据表是以12V单元电池为计算基准的，则K=1。
然后肯定蓄电池的放电终止电压UT:UT=Umin／(N*6)(2)
式中:Umin---UPS工作电压
我们能够在厂家提供的UT下的恒功率放电参数表中，找出等于或稍大于P的功率值，这一功率值所对应的型号即能满足UPS系统的请求。假如表中所列的功率值均小于P，可经过多组电池并联来到达功率请求，普通并联不应4组。
下面举例阐明：例如一台80kVA梅兰日兰UPS后备15min，已知UPS输出功率因数cosφ为0.8，逆变器效率η为0.94，正常工作电压为384V，工作电压Umin为320V，则配套蓄电池组N应为32节(384V／12V)12V／节电池串联，依据式(1)得出P=354.6W，依据式(2)得出放电终止电压UT=1.67V。如我们选用美国GNBSprinter系列电池，依据GNBSprinter样本提供的在25℃时每单元恒功率放电数据表，查找15min列下等于或稍大于354.6W的功率值为373W，对应的型号为S12V370，其额定容量为100Ah，也就是说，用32节GNBS12V370蓄电池串联，能够满足该UPS系统的请求。假如选用2V／节电池串联，则在2V系列电池的恒功率放电数据表中查出相应型号，整组串联电池数量为6N。
2.电流定型法
这是依据某一品牌蓄电池的恒放逐电曲线来肯定蓄电池容量和型号的办法。计算UPS系统请求的蓄电池放电电流：Imax=Scosφ／(ηUmin)（3）
式(3)中各符号的含义与功率定型法中所定义的相同。在计算出电池串联数量N和放电终止电压UT后，就能够依据UPS请求的后备时间从蓄电池恒放逐电曲线中查出放电速率n，然后依据放电速率的定义：n=Imax／C10，得出配置蓄电池的额定容量C10并肯定电池型号。
下面仍以80kVA梅兰日兰UPS后备15min系统配套美国GNBSprinterl2V电池为例来阐明。按式(3)计算蓄电池的放电电流，Imax=212．8A，由式(2)得出每2V单元的放电终止电压UT=1.67V。在sprinter恒放逐电曲线图(图1)中，依据后备时间15min(横坐标)和放电终止电压1.67V(纵坐标)，可得出放电速率n为2.13C(容量)。据此可得电池的额定容量为：C=Imax／n=99.9Ah(即C10)。100Ah所对应的型号为S12V370，即用32节GNBS12V370。

铅酸汤浅蓄电池的失效是许多因素综合的结果，既决定于极板的内在因素，诸如活性物质的组成。晶型、孔隙率、极板尺寸、板栅材料和结构等，也取决于一系列外在因素，如放电电流密度、电解液浓度和温度、放电深度、维护状况和贮存时间等。这里介绍主要的外部因素。
1、放电深度
放电深度即使用过程中放电到何程度开始停止。100％深度指放出全部容量。铅酸汤浅蓄电池寿命受放电深度影响很大。设计考虑的就是深循环使用、浅循环使用还是浮充使用。若把浅循环使用的电池用于深循环使用时，则铅酸蓄电池会很快失效。
因为正极活性物质二氧化铅本身的互相结合不牢，放电时生成硫酸铅，充电时又恢复为二氧化铅，硫酸铅的摩尔体积比氧化铅大，则放电时活性物质体积膨胀。若一摩尔氧化铅转化为一摩尔硫酸铅，体积增加95％。这样反复收缩和膨胀，就使二氧化铅粒子之间的相互结合逐渐松弛，易于脱落。若一摩尔二氧化铅的活性物质只有20％放电，则收缩、膨胀的程度就大大降低，结合力破坏变缓慢，因此，放电深度越深，其循环寿命越短。
2、过充电程度
过充电时有大量气体析出，这时正极板活性物质遭受气体的冲击，这种冲击会促进活性物质脱落；此外，正极板栅合金也遭受严重的阳极氧化而腐蚀，所以电池过充电时会使应用期限缩短。
3、温度的影响
铅酸汤浅蓄电池寿命随温度升高而延长。在10℃～35℃间，每升高1℃，大约增加5～6个循环，在35℃～45℃之间，每升高1℃可延命25个循环以上；50℃则因负极硫化容量损失而降低了寿命。
电池寿命在一定温度范围内随温度升高而增加，是因为容量随温度升高而增加。如果放电容量不变，则在温度升高时其放电深度降低，固寿命延长。
4、硫酸浓度的影响
酸密度的增加，虽对正极板容量有利，但电池的自放电增加，板栅的腐蚀也加速，也促使二氧化铅的松散脱落，随着汤浅蓄电池中使用酸密度的增加，循环寿命下降。
5、放电电流密度的影响
随着放电电流密度增加，电池的寿命降低，因为在大电流密度和高酸浓度条件下，促使正极二氧化铅松散脱落。

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