什么是閥控式鉛酸蓄電池?

閥控式鉛酸蓄電池的極柵主要采用鉛鈣合金，以提高其正負(fù)極析氣（H2和O2）過(guò)電位，達(dá)到減少其充電過(guò)程中析氣量的目的。正極板在充電達(dá)到70％時(shí)，氧氣就開始發(fā)生，而負(fù)極板達(dá)到90％時(shí)才開始發(fā)生氧氣。在生產(chǎn)工藝上，一般情況下正負(fù)極板的厚度之比=6：4，根據(jù)這一正、負(fù)極活性物質(zhì)量比的變化，當(dāng)負(fù)極上絨狀pb達(dá)到90％時(shí)，正極上的pbO2接近90％，再經(jīng)少許的充電，正、負(fù)極上的活性物質(zhì)分別氧化還原達(dá)95％，接近完全充電，這樣可使H2、O2氣體析出減少。采用超細(xì)玻璃纖維（或硅膠）來(lái)吸儲(chǔ)電解液，并同時(shí)為正極上析出的氧氣向負(fù)極擴(kuò)散提供通道。這樣，氧一旦擴(kuò)散到負(fù)極上，立即為負(fù)極吸收，從而抑制了負(fù)極上氧氣的產(chǎn)生，導(dǎo)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）。

閥控鉛酸蓄電池-特性
浮充電壓
浮充電壓=開路電壓＋極化電壓
=（電解液比重＋0.85）＋(0.10～0.18)V
=（1.30＋0.85）＋(0.10～0.18)V
=2.15V＋0.10V
=2.25V

例如，美國(guó)圣帝公司的電池電解液比重為1.240g/cm3,所以它的浮充電壓為2.19V。日本YUASA公司的浮充電壓為2.23V。

浮充電流
固定型防酸隔爆蓄電池的浮充電流有兩個(gè)作用：
1）補(bǔ)充蓄電池自放電的損失；
2）向日常性負(fù)載提供電流。
閥控式鉛酸蓄電池的浮充電流有三個(gè)作用：
1）補(bǔ)充蓄電池自放電的損失；
2）向日常性負(fù)載提供電流；
3）浮充電流足以維持電池內(nèi)氧循環(huán)。

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(yùn)行初期較大。實(shí)際上，剛出廠的蓄電池可能是因?yàn)椴糠蛛姵刂刑幱陔娊庖猴柡蜖顟B(tài)而影響了氧復(fù)合反應(yīng)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(diào)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)。
我國(guó)GB13337.1－Q1及德國(guó)DJN43539－84規(guī)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(guī)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(guī)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。

閥控鉛酸蓄電池-氣體的復(fù)合
在正常浮充電電壓下，電流在0.02C以下時(shí)，氣體100％復(fù)合，正極析出的氧擴(kuò)散到負(fù)極表面。100％在負(fù)極還原，負(fù)極周圍無(wú)盈余的氧氣，負(fù)極析出的氫氣是微量的。若提升浮充電壓，或環(huán)境溫度升高，使充入電流徒升，氣體再化合效率隨充電電流增大而變小，在0.05C時(shí)復(fù)合率為90％，當(dāng)電流在0.1C時(shí)，氣體再化合效率近似為零。如圖1所示，這時(shí)聚集在負(fù)極的氧氣和負(fù)極表面析出的氫氣很多，電池內(nèi)壓徒升，排氣閥開啟，造成蓄電池嚴(yán)重缺水。

閥控鉛酸蓄電池-溫度的影響
電池充電時(shí)其內(nèi)部氣體復(fù)合本身就是放熱反應(yīng),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(nèi)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，電池周圍環(huán)境溫度升高，都會(huì)使電池?zé)崾Э丶觿　?/p>

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。

閥控式鉛酸蓄電池由于結(jié)構(gòu)問(wèn)題對(duì)溫度要求很高，這一點(diǎn)大家都注意到了，為此，在設(shè)計(jì)充電設(shè)備時(shí)都考慮了溫度補(bǔ)償措施，但溫度采樣點(diǎn)的選取至關(guān)重要，它直接關(guān)系著補(bǔ)償?shù)男Ч?。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(nèi)部電解液溫度。第一處最容易，目前基本都采用此法，但這種方法很不準(zhǔn)確，因?yàn)橛捎谀撤N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(bǔ)償措施基本無(wú)用；第三處最能反應(yīng)蓄電池的實(shí)際情況，但較難實(shí)現(xiàn)；第二處最實(shí)際，也較容易實(shí)現(xiàn)，目前已有企業(yè)根據(jù)第二處的采樣設(shè)計(jì)溫度補(bǔ)償單元。

閥控鉛酸蓄電池-種類
閥控式鉛酸蓄電池分為三類，即大型、中性、小型。單體在200Ah及以上為大型，20～200Ah為中型，20Ah以下為小型。
電力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上一般均選用大型鉛酸蓄電池,而UpS電源在設(shè)計(jì)上則選用中型鉛酸蓄電池。

閥控鉛酸蓄電池-電池容量
鉛酸蓄電池的極板在制造過(guò)程中，對(duì)生極板進(jìn)行充電化成，使正極板上的鉛變成二氧化鉛，負(fù)極板上的鉛變成海綿狀鉛。但由于在制造廠對(duì)極板進(jìn)行化成的時(shí)間有限，不可能將所有的物質(zhì)均轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì)，為此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定新電池達(dá)到90％容量為合格，只有在今后的日常使用中，容量逐漸達(dá)到正常值，安裝2年后要求達(dá)到100％。
我國(guó)、日本、德國(guó)工業(yè)用電池采用10小時(shí)率，美國(guó)的工業(yè)用電池標(biāo)準(zhǔn)為8小時(shí)率。我國(guó)電力、郵電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，10小時(shí)率電池，1小時(shí)率時(shí)容量為0.55C10。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定2V，10小時(shí)率電池，1小時(shí)率時(shí)容量為0.65C10；6V、12V，10小時(shí)率電池，1小時(shí)率時(shí)容量為0.6C10。20小時(shí)率電池，10小時(shí)率時(shí)容量為0.93C20，1小時(shí)率時(shí)容量為0.56C20。電力系統(tǒng)一般在設(shè)計(jì)上均選用10小時(shí)率鉛酸蓄電池,而UpS電源在設(shè)計(jì)上則選用20小時(shí)率鉛酸蓄電池。

閥控鉛酸蓄電池-壽命
工業(yè)電池可分為兩類：一類為深循環(huán)使用的電池，另一類為浮充使用的“備用電源”電池。循環(huán)使用的電池以深循環(huán)次數(shù)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(dá)到1200次以上；而浮充使用的電池，年限可達(dá)到10～12年，有的可達(dá)到15～20年。蓄電池只有80％容量時(shí)認(rèn)為壽命終止。

閥控鉛酸蓄電池-閥控式鉛酸蓄電池的應(yīng)用
例如：某UpS的功率輸出為50kVA，其
直流電壓范圍330～480V；
放電時(shí)間30min；
單體終止電壓1.67V；
UpS效率0.90；
功率因數(shù)0.95。
計(jì)算與選擇
1）將UpS的kVA數(shù)轉(zhuǎn)換為kW數(shù)
50/（0.9×0.95）=58.48kW
2）決定所需電池個(gè)數(shù)n
n=330V/1.67V=198
3）確定電池電壓不超過(guò)直流電壓范圍
198×2.27=449.46V369.19W的功率，設(shè)計(jì)壽命15年。

電力系統(tǒng)蓄電池的選擇
例如：某220kV變電所220V直流負(fù)荷為
經(jīng)常負(fù)荷16.0A;
事故照明18.2A;
通信電源9.1A;
遠(yuǎn)動(dòng)電源4.5A;
電流統(tǒng)計(jì)47.8A;
1小時(shí)容量統(tǒng)計(jì)47.8Ah。

計(jì)算與選擇
1）根據(jù)最高電壓確定蓄電池個(gè)數(shù)n
n=1.05×額定電壓/浮充電壓
=1.05×220/2.25
=102.67取n=102個(gè)
2）蓄電池放電終止電壓UZ
UZ≥0.85×額定電壓/n
=0.85×220/102
=1.83V
3）蓄電池容量選擇CC
CC=KK×CS/KCC
=可靠系數(shù)×放電容量/容量系數(shù)
=1.4×47.8/0.656
=102Ah
（容量系數(shù)可從表2查出）。
選擇蓄電池的標(biāo)稱容量C10=200Ah。
注：可靠系數(shù)取1.4,其中已考慮低溫對(duì)蓄電池的影響、電池的參數(shù)不一致的影響及當(dāng)電池容量低80％時(shí)為壽命終止。

閥控鉛酸蓄電池-使用注意事項(xiàng)
閥控式密封鉛酸蓄電池也有人稱之為“免維護(hù)電池”，由于使用方便，近幾年來(lái)在電力及郵電通信部門得到廣泛的應(yīng)用，但由于不了解閥控式密封鉛酸蓄電池的特性，往往幾年就報(bào)廢了，給企業(yè)造成極大的損失。

首先將“免維護(hù)電池”當(dāng)作不用維護(hù)就錯(cuò)了，“免維護(hù)電池”只是制造商的廣告用語(yǔ)。閥控式密封鉛酸蓄電池在使用中應(yīng)注意觀察電池的溫度情況，隨時(shí)注意觀察浮充電壓，若充電設(shè)備沒(méi)有補(bǔ)償溫度的功能，就應(yīng)按溫度每上升1℃，每單體電池浮充電壓下降3mV進(jìn)行修正。

由于觀察不到閥控式密封鉛酸蓄電池內(nèi)部的情況，因此在使用中應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行放電試驗(yàn)，以檢測(cè)蓄電池容量，避免因其容量下降而起不到備用電源的作用。需要注意的是蓄電池在放電時(shí)不要過(guò)放電，放電后必須在12h內(nèi)補(bǔ)充電，否則將造成蓄電池的永久損壞。

注意選用閥控式密封鉛酸蓄電池的容量與電池的類型，同樣兩組100Ah220V日本湯淺電池，實(shí)際情況是：一組100Ah，36節(jié)電池，10小時(shí)率100Ah，1小時(shí)率時(shí)60Ah，15年壽命；另一組100Ah，18節(jié)電池，20小時(shí)率100Ah，1小時(shí)率時(shí)56Ah，3年壽命。可見(jiàn)在容量上有差別，在壽命上亦有差別，在價(jià)格上的差別竟是4～5倍。