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    直流屏閥控鉛酸蓄電池的特點及失效機理介紹

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    2019-06-11 09:21:00 來源:萬正電源集團有限公司

    直流屏內的閥控鉛酸蓄電池廣泛應用于石化行業的供電系統中。因其維護簡便且很少維護,因此被形象的稱為免維護電池,但在實際運行中,還是要進行適當的維護,才能確保電池穩定安全的使用。


    下面就來介紹下直流屏閥控鉛酸蓄電池的功能特性及失效機理介紹:


    一、直流屏閥控鉛酸蓄電池的結構特點:


    1、閥控式鉛酸蓄電池的英文名稱為Valve Regulated Lead Battery(簡稱VRLA電池),其基本特點是使用期間不用加酸加水維護,電池為密封結構,不會漏酸,也不會排酸霧,電池蓋子上設有單向排氣閥(也叫安全閥),該閥的作用是當電池內部氣體量超過一定值(通常用氣壓值表示),即當電池內部氣壓升高到一定值時,排氣閥自動打開,排出氣體,然后自動關閥,防止空氣進入電池內部;


    2、構成閥控鉛酸蓄電池的主要由正負極板、電解液、隔膜、電池殼和安全閥,此外還一些零件如連接條、極柱等組成;


    3、VRLA電池實現了電池的密封,電池密封的關鍵技術是氧在電池內部的再復合實現氧的循環,氧的復合原理如下圖所示:


    直流屏蓄電池氧循環原理圖.png


    直流屏蓄電池氧循環原理圖


    4、采用密封式閥控濾酸結構,酸霧不能逸出,達到安全、保護環境的目的。


    由于閥控鉛酸蓄電池密封的特點,單向安全閥有一定的動作壓力,電解液或水分不能溢出,因此閥控鉛酸蓄電池在一定時期內可免加水維護。這是被稱為免維護電池的由來,也是相對于富液式電池需要經常加酸加水而言的。


    二、直流屏閥控式鉛酸電池的失效機理:


    閥控鉛酸蓄電池故障機理是非常復雜的,主要的故障機理有:電解液失水、負極板硫化、腐蝕和熱失控等。


    1、直流屏電解液失水:


    a、雖然閥控式鉛酸蓄電池一般情況下不會輕易失水或者說失水量很少,但它也并不是全密閉的;


    b、閥控式鉛酸蓄電池頂部設有單向“放氣閥”;


    c、在充電電流或放電電流過大的情況下,蓄電池內部化學反應,會產生氣體,或在蓄電池內部有故障的情況下,氣體也會增多,這樣蓄電池內部壓力就會增大;


    d、放氣閥就是為了在內部壓力過大時,為保護蓄電池不會炸裂而設計的;


    e、當內部壓力達到一定值,這些閥就會打開,向外放氣;


    f、而這些氣體中就有正極上放出氧氣和負極上放出的氫氣,如此電池便“失水”了;


    j、蓄電池的失水會導致電池內部活性物質的減少,蓄電池容量下降,蓄電池內阻增大。


    2、負極板硫化:


    當閥控式密封鉛酸蓄電池的電荷不足時,在電池的負極柵板上就有PbSO4 存在,PbSO4 長期存在會失去活性,不能再參與化學反應,這一現象稱為活性物質的硫酸化,硫酸化使電池的活性物質減少,降低電池的有效容量,久之就會使電池失效,蓄電池內阻增大;


    3、極板腐蝕:


    由于電池失水,造成電解液比重增高,過強的電解液酸性加劇正極板腐蝕。極板腐蝕會造成活性物質的減少,蓄電池容量降低,蓄電池內阻增大;


    4、熱失控:


    a、熱失控是指蓄電池在充電時,充電電流和電池溫度發生一種累積性的相互增強作用,并逐步損壞蓄電池的現象;


    b、電池內部溫度的增加使充電電流增加,充電電流增加即反應速度增大使電池內部溫度升高,如此惡性循環,最終造成電池的熱失控;


    c、熱失控的直接后果是蓄電池的外殼鼓脹、漏氣,電池容量下降,最終導致電池失效;


    d、極端的情況下由于電流過大、溫度過高、使電池極柱、外殼和內部毀壞。


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