阀控式铅酸蓄电池原理及使用维护-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

1 引言
在我国随着国民经济的快速增长，通信行业也随之呈现快速发展趋势。根据信息产业部的统计显示，截至今年4月底，全国电话用户超过7.7亿户。其中，手机用户数超过4.16亿户，固定电话用户数超过3.6亿户。
而所有的通信电源为保证通信的不间断性、稳定性都必须配备蓄电池，现在使用的蓄电池几乎全部是密封阀控式铅酸蓄电池。使用数量之多，从以下数据中可见一斑：2007年上半年中国移动集团公开发标采购2V系列200~3000AH密封阀控式铅酸蓄电池约“3亿Ah”。若再加上国内其他5大通信运营商采购的蓄电池合计起来肯定更是一个惊人的数字。
2 使用情况简介
这些电池的使用情况一般可以分为两类。
一是在市区的交换局、中心机房使用的，配备电池的容量较大，至少配置2组；市电比较稳定，所以放电次数少、放出容量比例小。这类电池一般可使用5年以上，甚至质量好的电池能达到10年以上。
二是在基站使用的，配备蓄电池容量较小一般为200～500AH，有的还只配备1组；市电情况一般不稳定，放电频繁，甚至有一天内多次放电的情况。这类电池一般寿命只有3年左右，质量不好的蓄电池甚至使用1年就会出现“早期容量损失现象”。所以此类电池才是应该加以重点注意的，加强维护以确保其性能和寿命。本文就是针对此类使用情况的蓄电池提出几点意见和建议。
3 原理简介
要想很好的对密封阀控式铅酸蓄电池进行维护，首先要了解它的原理，以便于有的放矢。
1860年法国人普兰特(G.Plante)将中间用橡胶条隔开的两块铅皮浸在稀硫酸中经过正向反向地反复充电，所得的产品能以比当时任何一次电池更大的电流放电，这就是世界上第1个铅酸蓄电池。
铅酸蓄电池经过100多年的发展，已有各种类型和各种用途的专用电池，但不论何种铅酸蓄电池，其原理都是一致的。在正极上：
PbO2+4H++SO42-+2e → PbSO4+2H2O ……. ①
在负极上：
Pb+ SO42- → PbSO4 +2e ….......②
从整体上看，蓄电池放电反应方程式为：
PbO2+ Pb + 2H2SO4 → 2 PbSO4 + 2H2O ……..③
此反应为放出能量的过程，只要条件具备，可快速自发地进行。二氧化铅和铅作为活性物质分别存在于正负极上，其放电反应后分别在正负极上生成了硫酸铅，所以称此为双极硫酸盐化理论。反应过程中释放出能量(电能和热能)。蓄电池充电反应方程式即①~③的逆反应。
上世纪70年代，创制出了第1个贫液式结构的密封阀控式铅酸蓄电池。密封阀控式铅酸蓄电池以其少维护、安全、清洁等特点迅速在各个领域被使用。在我国从上世纪90年代初开始，密封阀控式铅酸蓄电池迅速代替开口式蓄电池占领绝大部分市场。
密封阀控式铅酸蓄电池实现其密封的原理是，当电池充电开始产生气体后，从正极析出的氧气到达负极，在负极上发生化合反应，方程式如下：
在正极上：
H2O →1/2O2 +2H+ + 2e ….. ….④
在负极上：
PbSO4 +2e → Pb+SO42- …..….⑤
在负极上同时：
Pb+ 1/2O2 +2H++ SO42- → PbSO4+H2O …..….⑥
从以上反应原理可以看出，蓄电池在正常充放电时，内部电解液会发生分解－化合循环反应，这样可以保证电解液不会损失。但要想实现这个原理，还要注意一点，电池在充入电解液时内部隔板要保持有约10%的孔隙不被电解液所占，正极生成的氧气才能通过这部分孔隙到达负极而被吸收。
实现电池的密封的同时还要考虑到电池出现过充电时如何保护电池。因而密封电池使用了安全阀。蓄电池正常充放电时内部气体被吸收，安全阀处于密封状态，避免外部大气中氧气进入与负极铅反应。如电池出现过充电时，如因内部气体产生速度过快来不及被吸收，气压上升到开阀压时安全阀打开排出气体，避免电池遭受破坏。
4 如何维护才能保证密封阀控式铅酸蓄电池的寿命和最佳性能
通过以上原理简介可以了解到，密封阀控式铅酸蓄电池内部的活性物质和电解液是按一定比例组装好的，并且为了保证气体密封反应的需要，电解液处于相对“贫乏”的状态。所以要保证密封阀控式蓄电池的寿命和性能，就要保证极板上活性物质的充分利用，避免电池因过充电、高温等造成电解液的损失。从以下几方面着手加强维护可以从一定程度上保证蓄电池的性能和寿命。
4-1 工作温度
根据生产厂家提供的技术资料看，电池在25℃环境下可获得较长的寿命和较好的放电性能。根据厂家提供的资料，电池的环境温度每增加10℃，电池的寿命会缩短一倍，即设计寿命为10年的电池，在35℃环境下使用，寿命只能达到5年。寿命加速损耗推断的原理如下：作为备用电池使用的密封阀控式蓄电池其寿命主要由正极板受腐蚀的程度决定。由于正极板腐蚀也是电化学反应，其反应速度与温度的关系一般可描述为温度每升高10℃，腐蚀速度提高1倍。因此可用高温条件下相对缩短的寿命时间试验来推算常温时电池寿命。据此原理，蓄电池使用温度在一定范围内越低越好。
但是使用环境温度低于25℃的时候，对电池寿命没有影响，电池容量却会受到影响，据我国通信行业标准YD/T799-2002，电池放电时如不是25℃，则需将实测容量按以下公式进行换算为25℃基准温度时的容量：

换算容量Ce=

关键字：电池原理编辑：冰封引用地址：阀控式铅酸蓄电池原理及使用维护

上一篇：基于交流或直流电源的LED驱动电路设计实例
下一篇：英飞凌推出符合“80 PLUS 白金”认证标准的银盒电源参考设计

推荐阅读最新更新时间：2023-10-18 15:18

如何使电动车电池寿命更长的原理及方法

如何使电动车电池寿命更长的方法总结　　现在的电池厂家琳琅满目，质量又各不一样，如何挑选电池成为一个难题。　　第一，我们考虑的是品牌（我是指电池品牌，而不是电动车品牌。为什么有的电动车品牌信不过呢？因为，即便有的是名牌！现在很多经销商为了利益和退货方便，往往不是使用原厂配套的品牌电池，而是本地生厂质次的电池。所以，大家在买车的时候留一下心，可以问问是什么牌子的电池。）如果金钱方面允许的话，尽量选择品牌电池，如超威，天能，松下，贵是贵了，可质量比较信得过，如果价格上无法承受，那就选择一些（各个地方都有）口碑好，价格适中的电池。千万不要贪图便宜。　　其次，考虑的是售后服务。售后服务要有保障。弄清楚电池的真实保修期。有的维

[电源管理]

电动汽车电池充电器电路原理图讲解

这是电动汽车电池充电器的方案图。如图所示，该电路是一个传统的电源，后面是一个由运算放大器控制的稳压器 LM338，负责控制充电状态，以检测必须停止和启动 LED 指示灯的精确时刻。电阻分压器可实现三个阶段，首先为运算放大器获取参考电压，另一方面通过运算放大器的输出控制稳压器LM338。因此，当电流低于 Amp 介质时，当电路开始振荡，驱动晶体管电流传递到 LED 使其发光以指示负载结束时，就会发生负载脱落。请注意，整流桥的电流为 10 安培(50V 或更高电压)，因此它不适合焊接在印刷电路上，而是用螺钉固定在计算机的金属机柜上，并通过 crimpeadas 端子连接。初始滤波电容器可以焊接到板上，或者可以通过两个塑料密

[嵌入式]

电动汽车<font color='red'>电池</font>充电器电路<font color='red'>原理</font>图讲解

质子交换膜燃料电池系统原理分析

1 引言　　质子交换膜燃料电池已经大规模的应用在汽车，航天等等领域，因此对其建模，并根据模型性能评估，控制系统设计就显得尤为重要。国际上已有ADVISOR ，特定于燃料电池在汽车上模拟。学术界已经提出各种各样的模型，而此类模型大多只模拟燃料电池的部分特性。为了能在工程上使用燃料电池的模型来达到设计控制器以及评估燃料电池，需要一种面向控制的燃料电池模型，Jay T.pukruspan 在中提出一种面向控制的燃料电池模型，全面地描述了燃料电池的特性。本文集于此模型，更深入的将燃料电池的各个部分模块化，再基于Matlab/Simulink 和Matlab 本身强大的界面编程能力，设计出了一套燃料电池模拟器，用户可以在GUI 界面

[电源管理]

质子交换膜燃料<font color='red'>电池</font>系统<font color='red'>原理</font>分析

燃料电池车的构成有哪些氢燃料电池电动汽车的基本原理

燃料电池车的构成燃料电池车主要由燃料电池、动力电池、高压储气罐、燃料电池升压器、电机、动力控制装置（包括 DC/AC 转换器）等组成。燃料电池并非直接燃烧燃料产生动力，而是利用电化学将燃料的化学能转化为电能。换言之，燃料电池车相当于是自带电化学发电机的电动车。燃料电池理论上可在接近100%的热效率下运行，具有很高的经济性。目前实际运行的各种燃料电池，由于种种技术因素的限制，再考虑整个装置系统的耗能，总的转换效率多在45%-60%范围内，如考虑排热利用可达80%以上。根据电解质类型的不同，当前燃料电池主要分为以下6种：质子交换膜燃料电池（PEMFC）、甲醇燃料电池（DMFC）、磷酸盐燃料电池（PAFC）、碱性燃料电池（AFC

[嵌入式]

燃料<font color='red'>电池</font>车的构成有哪些氢燃料<font color='red'>电池</font>电动汽车的基本<font color='red'>原理</font>

蓄电池充放电测试仪原理介绍

在所有信息化、自动化程度不断提高的运行设备、运行网络系统中,不间断供电是一个最基础的保障.而无论是交流还是直流的不间断供电系统，蓄电池作为备用电源在系统中起着极其重要的作用。平时蓄电池处于浮充备用状态，一旦交流电失电或其它事故状态下，蓄电池则成为负荷的唯一能源供给者。我们知道,蓄电池除了正常的使用寿命周期外，由于蓄电池本身的质量如材料、结构、工艺的缺陷及使用不当等问题导致一些蓄电池早期失效的现象时有发生。为了检验蓄电池组的可备用时间及实际容量，保证系统的正常运行，根据电源系统的维护规程,需要定期或按需适时的对蓄电池组进行容量的核对性放电测试,以早期发现个别的失效或接近失效的单体电池予以更换,保证整组电池的有效

[测试测量]

通用的电池充电器原理图

定时电路能防止过度充电。电源加至此电路时，IC2开始定时。IC2的输出馈给Q1。IC2的输出为高电位时，晶体管Q1就导通，充电电路停止充电。IC2的输出为低电位时，晶体管截止，接地的通路被断开。通用的电池充电器原理图:

[电源管理]

通用的<font color='red'>电池</font>充电器<font color='red'>原理</font>图

电动车电池修复器原理图

此款电动车电池修复器是用变压器调压、555电路构成的可调脉宽震荡器驱动CMOS管的高性能修复器。一般使用了近3年的旧电瓶修复一天即可见效，修复3天即可恢复额定容量的70%以上。电动车电池修复器适合不同电压的电瓶。从3v到36v电瓶均可修复。必须注意的是，修复电瓶时所选用电压档是电瓶电压的两倍。如修复12v电瓶选择24v变压器档，修复36v电瓶选择60v变压器档，但脉宽电位器必须调整到最小状态（即电流为最小状态）。充电时可选择相同电压档位变压器，适当调整脉宽电位器使电流为合适的充电电流。电动车电池修复其它方法： 1、不转绿灯的、充电发热的、涨鼓的、续行能力下降到新电池三分之一及以下的电池以及测算结果提示加水的电池必须加

[模拟电子]

电动车<font color='red'>电池</font>修复器<font color='red'>原理</font>图

蓄电池过放电保护电路原理及元件选择（附电路图）

　　OFweek 电子工程网：蓄电池过放电会造成极板酸化，影响蓄电池的正常使用寿命。为解决该问题，特设计了一款微功耗蓄电池过放电保护电路，如上图所示，该电路具有极低的检测电流（检测电流≤l.lmA）、保护电路动作后不再消耗电能、抗干扰能力强等优点。　　一、电路原理　　手动闭合脱扣开关Kl后，电路得电进入工作状态。首先因C1两端的电压不能突变，保持0V附近，02截止，当蓄电池电压 10.7V,稳压管D1导通，al饱和导通，Q2控制极因得不到触发电压而截止，K1不动作，蓄电池和后级电路处于闭合工作状态，当蓄电池电压 10.7V时，稳压管D1截止，Ql转为截止，电阻R3给电容C1充电。当C1两端电压达到0.6V左

[电源管理]

蓄<font color='red'>电池</font>过放电保护电路<font color='red'>原理</font>及元件选择（附电路图）

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■TI 有奖直播 | 使用基于 Arm 的 AM6xA 处理器设计智能化楼宇

■Follow me第二季第3期来啦！与得捷一起解锁高性能开发板【EK-RA6M5】超能力！

■报名直播赢【双肩包、京东卡、水杯】| 高可靠性IGBT的新选择——安世半导体650V IGBT

■30套RV1106 Linux开发板（带摄像头），邀您动手挑战边缘AI~

Vishay线上图书馆

白皮书技术文章视频热门推荐