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行 业:IT 机房布线 铅酸蓄电池
发布时间:2023-03-24
广州市诚商电子科技有限公司是UPS电源系统领域技术机房工程的公司。
低温阀控式密封铅酸蓄电池的研究
从有利于电池低温放电性能的各个方面入手,在电池容量、重量等其他性能指标满足要求的同时,尽量提高电池-40℃低温放电性能,延长电池使用寿命。本文研究的产品主要用于车辆、端低温环境等领域的阀控式铅酸蓄电池,采用了发明技术,电池在-40℃低温5小时率容量达到常温容量的50%以上,优于30%行业指标要求。
本文从利于电池低温放电性能的各个方面入手,在电池容量、重量等其他性能指标满足要求的同时,尽量提高电池-40℃低温放电性能,延长电池使用寿命。
1温度对铅酸蓄电池的影响
(1)蓄电池实际容量
温度对铅酸蓄电池的容量影响较大,随着温度的降低容量减少。
蓄电池的额定容量通常是在25℃环境温度下以及在的放电率情况下规定的。电池的工作温度是25℃,当电池放电工作温度不是25℃时,由于电化学的作用,实际容量应按式(1)换算成25℃基准温度时的容量
式中:Ct为实测容量(Ah);
Ce为环境温度在25℃时的标称容量(Ah);
T为实际环境温度(℃);
K为容量的温度系数,10小时率容量实验时
K=0.006/℃、3小时率容量实验时K=0.008/℃、1小时率容量实验时K=0.01/℃。从式(1)中可以看出,当环境温度高于25℃时,蓄电池的实际释放容量Ct大于设计额定容量Ce;而环境温度低于25℃时,它的实际可释放容量Ct低于设计额定容量Ce。从温度系数K的取值还可看出,放电率越大,温度对容量的影响也越大。
(2)温度与电池电解液性能的关系
电池容量随温度降低而减少,这与温度对电解液粘度和内阻有严重影响密切相关。电解液温度高时,扩散速度增加、内阻降低,其电动势也略有增加。因此,铅酸蓄电池的容量及活性物质利用率随温度增加而增加。电解液温度降低时,其粘度,离子运动受到较大阻力,扩散能力降低。在低温下电解液的电阻,电化学反应阻力增加,结果导致电池容量下降。
(3)低温对铅酸蓄电池板的影响
在低温工作条件下,负板上的海绵状铅易变成小尺寸的晶粒,容易使小孔被冻结和堵塞,从而大大降低活性物质的利用率。假若在低温恶劣情况下大电流放电使用,负活性物质中的小孔将会被阻塞得更严重,海绵状铅可能变为致密的PbSO4,使得电池可放出的电量大大降低。对于正板来说,其温度系数为负值,因而在低温下具有较高的电电势。从而在低温情况下正放电速率远大于负放电速率。这样,在负生成PbSO4层前,正PbO2转化为PbSO4的过程已经结束,所以正板在低温下不生成致密的PbSO4晶粒。所以,温度过低将会导致阀控式密封铅酸蓄电池的容量下降。
电池电压影响电池可靠性
蓄电池是个单个的“原电池”组成,每一个原电池电压大约2伏,原电池串联起来就形成了电压较高的电池,一个12伏的电池由6个原电池组成,24伏的电池由12个原电池组成等等。UPS的电池充电时,每个串联起来的原电池都被充电。原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高,这部分电池就会提前老化。只要串联起来的某一个原电池老人性能下降,则整个电池的性能就将同样下降。试验电池寿命和串联的原电池数量有关,电池电压就越高,老化的就越快。
UPS容量一定时,设计时应尽可能让电池电压,这样UPS电池寿命就越长,对于电池电压一定时,应选择数量少电压原电池串联的电池,不要选择数量多电压低的原电池串联的电池。有些厂家UPS的电池电压比较高,这是因为容量一定时,电压越高,电流就越小,就可选用较细的导线和功率较小的半导体,从而降低UPS成本。容量1KVA左右的UPS的电池电压一般为24-96V。
蓄电池主要优点:1. 使用寿命长
高强度紧装配工艺,提高电池装配紧度,防止活特质脱落,提高电池使用寿命。增多酸量设计,确保电池不会因电解液枯竭缩短电池使用寿命。
2. 自放电低
采用高纯度原料和制造工艺,自放电很小,室温储存半年以上也可无需补电。
3. 维护简单
氧气吸收循环设计,克服了电池在充电过程中电解失水的现象,在使用过程中电解液水份含量几乎没有变化,因此电池在使用过程中完全无需补水,无需维护。
4. 安全性高
电池内部装有特制安全阀,能有效隔离外部火花。
5. 洁净环保
电池使用时不会产生酸雾,对周围环境和配套设计无腐蚀,可直接将电池安装在办公室或配套设备房内,无需作防腐处理。
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