《蓄电池原理及失效模式》课件.ppt

阀控铅酸电池的原理结构失效模式及其充放电特性 南都电源客户中心 2007年7月 报告提纲 铅酸蓄电池的发展历史 阀控式铅酸蓄电池的分类 阀控式铅酸蓄电池的基本结构 阀控铅酸蓄电池的基本原理 阀控铅酸蓄电池的充放电特性 阀控铅酸蓄电池的容量及影响因素 阀控铅酸蓄电池的失效模式 铅酸蓄电池的发展历史 1859年，普兰特发明了铅酸蓄电池 1881年，富尔发明了涂膏式极板 1882年，出现了铅锑合金作板栅，增强了硬度。 1938年，A.Dassler 提出密封铅酸电池的气体复合原理 1957年，德国阳光公司发明触变性凝胶的密封铅酸电池 1971年，美国Gates公司，发明了超细玻璃纤维隔板（AGM） 1984年，VRLA电池在美国和欧洲得到小范围应用 二十世纪90年代，世界上VRLA电池用量大幅度增加 化学电源的定义和原理 定义 化学电源是一种把化学反应所释放出来的能量直接转换成低压直流电能的一种装置。 工作原理 化学电源就是一个能源转换的装置。放电时，电池内的化学能转变成电能，并将电能供应给负载；充电时，外界的电能在电池内部转换成化学能并储存起来。 阀控式铅酸蓄电池的定义和原理 阀控式铅酸蓄电池的英文名称为Valve Regulated Lead Acid Battery(简称VRLA电池)，其基本特点是使用期间不用加酸加水维护，电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有单向排气阀（也叫安全阀），该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值（通常用气压值表示），即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关闭，防止空气进入电池内部。 阀控铅酸蓄电池分类 AGM技术:美国的EXIDE、GNB、CD； 日本的YUASA、GS Gel技术:德国Sonnenshein； 意大利FIAMM （交流时提到的电池，不作特殊说明一般指AGM技术） AGM和Gel技术的比较 AGM技术： 内阻小，超细玻璃棉隔板吸收电解液，具有93％以上的孔隙率，其中10％左右作为O2的复合通道。 AGM电池氧气的复合 AGM和Gel技术的比较 Gel技术： 内阻较大，SiO2胶体吸收电解液，胶体的微裂纹作为O2的复合通道，使用初期有酸雾逸出。 胶体电池氧气的复合 VRLA电池一般结构及各组件的作用 VRLA电池一般结构及各组件的作用 板 栅： 由铅合金经过模具铸造形成栅格状的物体，用于支撑活性物质、传导电流。 极 板： 板栅上涂膏后称为极板，它提供电化学反应的活性物质，是电化学反应的场所，电池容量的主要制约者。根据所涂铅膏性质的不同分为正极板和负极板。 隔 板： 储存电解液；作为氧气复合的气体通道；防止活性物质脱落；防止正负极之间短路。 VRLA电池一般结构及各组件的作用 槽 盖： 盛装极群，槽的厚度及材料直接影响到电池是否鼓胀变形。 极 柱： 直接焊接在汇流排上，用以连接连接条形成串联或并联回路，传导电流。 安全阀： 安全阀安装在电池盖上，由阀体和安全阀共同组成，使电池保持一定内压，提高密封反应效率；过充电或高电流充电时，安全阀打开排出气体，防止电池变形甚至发生爆炸；防止外界空气进入电池；防止电解液挥发 LSE系列产品特点 — — 安全阀结构 阀控式铅酸蓄电池的基本原理 — — 充放电过程中活性物质的转变 VRLA电池基本原理 — — 充放电过程中电极的电化学反应 VRLA电池基本原理 — — 氧循环复合原理 VRLA电池实现密封的关键技术 高孔隙率的AGM隔板为O2的复合提供通道 电池极群的紧装配 过量的负极活性物质 正、负极板的容量比为1:1.1 高纯度的无锑板栅合金 提高析氢过电位 开、闭压可靠的安全阀 恒压限流的充电方式 VRLA电池的优点 在电池整个使用寿命期间，无需补加水，调整酸比重等，具有“免维护”的功能 不漏液、无酸雾、不腐蚀设备 自放电小，25℃下自放电率小于2％（每月） 电池寿命长，25℃下浮充状态使用可达10～15年 结构紧凑，放置方便（竖放、卧放），占地面积小 电池的高低温性能较好，可在－40℃～＋65℃范围内使用 没有“记忆效应”（指浅循环工作时容量损失） 比能量较高，大电流放电性能好 VRLA电池基本原理 — —与开口式电池比较 VRLA电池生产工艺流程 铅粒铸造 → 铅粉制造 →和膏→ 涂板→ 固化→切刷耳 板栅制造 → (包极板) → 配组→ 焊组→热胶封→ 气密性→ 灌酸 → 活化 → 储存 → 装箱 → 复检 → 出厂 VRLA电池电性能介绍 1、工作电压 工作电压