柴油發(fā)電機所用的啟動電瓶一般為閥控式鉛酸蓄電池,其基本特點是使用期間不用加酸加水維護(hù),電池為密封結(jié)構(gòu),不會漏酸,也不會排酸霧,電池蓋子上設(shè)有單向排氣閥,該閥的作用是當(dāng)電池內(nèi)部氣體量超過一定值,即當(dāng)電池內(nèi)部氣壓升高到一定值時,排氣閥自動打開,排出氣體,然后自動關(guān)閥,防止空 氣進(jìn)入電池內(nèi)部。閥控式鉛酸蓄電池的設(shè)計壽命一般為10-15年。
閥控鉛酸蓄電池(柴油發(fā)電機啟動電瓶)的極柵主要采用鉛鈣合金,以提高其正負(fù)極析氣(H2O和O2)過電位,達(dá)到減少其充電過程中析氣量的目的。正極板在充電達(dá)到70%時,氧氣就開始發(fā)生,而負(fù)極板達(dá)到90%時才開始發(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,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H2O、O2氣體析出減少。采用超細(xì)玻璃纖維(或硅膠)來吸儲電解液,并同時為正極上析出的氧氣向負(fù)極擴散提供通道。這樣,氧一旦擴散到負(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)致浮充電過程中產(chǎn)生的氣體90%以上被消除(少量氣體通過安全閥排放出去)。
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(fù)載提供電流;
3、浮充電流足以維持電池內(nèi)氧循環(huán)。
二、端電壓的偏差(靜態(tài)偏差與動態(tài)偏差)
動態(tài)偏差在浮充運行初期較大。實際上,剛出廠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(fù)合反應(yīng)的進(jìn)行,從而使浮充電壓過高,電解液飽和的電池會因不斷的充電使水分解而“自動調(diào)整”至非飽和狀態(tài),6個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(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,最高電壓與最低電壓值偏差為20mV,動態(tài)時,最高電壓值與最低電壓值偏差不超過50mV。
電力部DL/T637-1997規(guī)定,靜態(tài)時,最高電壓與最低電壓值偏差為30mV,動態(tài)時,最高電壓值與最低電壓值偏差不超過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(xì)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(fù)極,要求隔膜和極板活性物質(zhì)不能被電解液所飽和,否則會阻礙氧氣經(jīng)過隔膜的通道,影響氧氣在負(fù)極上的還原。為了使電化學(xué)反應(yīng)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(jié)構(gòu)的電池只有采取緊裝配的組裝方式,才能達(dá)到此目的。
采用緊裝配的組裝方式有三個優(yōu)點:
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極板表面上竄到電池頂部,使氧氣充分地擴散到負(fù)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(nèi)連接方式,安全閥上面有一蓋子通過幾個點與電池殼相連,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有連接條和安全閥,只有正負(fù)極柱。
閥控鉛酸蓄電池剖析圖
四、溫度的影響
電池充電時其內(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,都會使電池?zé)崾Э丶觿 ?/span>
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℃會使電池槽變形。溫度低于-40℃時,閥控式鉛酸蓄電池還能正常工作,但蓄電池容量會減小。
閥控鉛酸蓄電池由于結(jié)構(gòu)問題對溫度要求很高,這一點大家都注意到了,為此,在設(shè)計充電設(shè)備時都考慮了溫度補償措施,但溫度采樣點的選取至關(guān)重要,它直接關(guān)系著補償?shù)男Ч?。溫度采樣點有三處,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,基本都采用此法,但這種方法很不準(zhǔn)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用;第三處最能反應(yīng)蓄電池的實際情況,但較難實現(xiàn);第二處最實際,也較容易實現(xiàn),有企業(yè)根據(jù)第二處的采樣設(shè)計溫度補償單元。
閥控鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)圖
五、使用壽命
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(柴油發(fā)電機啟動電瓶)。循環(huán)使用的電池以深循環(huán)次數(shù)來表示其使用壽命,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%容量時認(rèn)為壽命終止。
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