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鉛酸雙登蓄電池基本知識
發布時間:2022-02-09   瀏覽次數:156

一.鉛酸雙登蓄電池的基本知識
1.1什么是鉛酸雙登蓄電池?
以鉛和酸作為化學反應物質制成的雙登蓄電池叫做鉛酸雙登蓄電池。它是一種直流電源,充電時將電能轉變成化學能,放電時將儲存的化學能轉變成電能的一種裝置。
1.2鉛酸雙登蓄電池的優缺點
鉛酸雙登蓄電池在常用體系的雙登蓄電池中電壓最高為2.0V。其二是它的廉價性,其三是高倍率放電性能良好,高低溫性能良好可在-40—60°C的條件下工作。易于浮充使用沒有“記憶”效應等。當然鉛雙登蓄電池也具有某些難以克服的缺點,首先是它的壽命比較短,在放電狀態下長期保存會導致電極的不可逆硫酸鹽化。在某些結構的電池中由于氫的析出有爆炸的危險等。
1.3鉛酸雙登蓄電池的分類
鉛酸電池具有廣泛的用途按照極板的結構可分為涂膏式、管式和形成式。按荷電狀態可分為干荷電態和濕荷電態幾種。(我們公司代理的GS電池為濕荷電態,VHB為干荷電態)按電池蓋和排氣栓結構可分為排氣式、防酸隔爆式、防酸消氫式和閥控密封式。
1.4鉛酸雙登蓄電池的一般結構
構成雙登蓄電池的主要部件是負極板、正極板、隔板、電解液、電池槽此外還有一些零件如端子、連接條、排氣栓等。
1.5牽引用鉛酸雙登蓄電池的結構設計
?負極板構造
牽引用雙登蓄電池的負極板比正極板多一塊,一般采用格柵型設計并涂上海綿狀的Pb膏即涂膏式,這樣能滿足電池的大負荷工作。其板柵像鐵絲網原則上與汽車雙登蓄電池相同,但常使用厚極板,高度較高。所以活性物質的利用率較低一般在35%左右。?正極板構造
正極板有兩種類型,即管式和涂膏式。(我司代理的GS和VHB牽引蓄電池其正極板均采用管式結構)管式正極板的結構是用一導電骨架與一模仿極平的頂部集流條和許多圓柱骨芯焊在一起構成的。骨芯數目由極板尺寸決定,骨芯外邊套有惰性玻璃纖維管套,其內部填充pbo2(pbo2在填充之前已經和H2SO4充分反應過)?管式正極板的優越性
1.)在使用壽命期間活性物質保持在管中,不發生脫落。2.)極板孔率提高,有利于活性物質利用率的提高。
3.)鉛合金的骨架由于被活性物質包圍,其腐蝕速率降低。使得充放電循環達1500次以上。而相同厚度的板柵涂膏式極板在腐蝕作用下只有800次。?隔板
作用是防止電池的正負極板接觸造成短路。我們采用聚丙烯PE材料,其韌性好,又有很好的滲透性,保證電池內部離子的有效傳遞。?電解液
電解液為稀硫酸,我們使用的是符合德國DIN標準的酸液,其雜質含量很小,能有效防止電池的自放電,增強電池的使用效率,延長電池使用壽命。?單體殼體
采用抗沖性能好,難以產生裂痕和破損的合成樹脂制成。?注液塞
電池充電時無需打開蓋子就能將氣體排出(充電時產生的H2和O2),同時也防止在工作過程中電解液劇烈翻騰濺出而產生危險。打開注液塞就可以測量電解液的比重和溫度。?電池單體間的聯結
電池單體之間的聯結分為鉛片焊接式、螺接式和插接式。鉛片焊接式技術保證電池單體間的良好聯結,鉛聯結片外面蓋有塑料蓋加以保護,防止短路。螺接式電池單體間的聯結采用可繞曲的電纜連接,電纜中間是銅線,外面包有一層熱塑性塑料。擰上防松螺栓加以固定,螺栓上面的頂蓋設計非常安全。單體間的更換無需危險的焊接操作。插接式可以和螺接式一樣方便單體間的更換,但是使用時間長以后容易發生短路現象。?極柱
內部鑄上銅,外邊再鑄上鉛降低電阻。很多電池在極柱上加了一個塑料套,這樣可以避免極柱過多的與硫酸接觸延長電池的使用壽命。
二.鉛酸電池的化學反應式
以鉛和酸作為化學反應物質制成的蓄電池叫做鉛酸雙登蓄電池.它的反應原理為:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放電時:H2SO4逐漸減少,水增多,密度下降充電時:H2SO4逐漸增多,水減少,密度增加

三.牽引用鉛酸電池技術參數
3.1單體電壓
每個單體的額定電壓2V,如果叉車上配用的電池是48V,此塊電池應該是由24個單體串聯而成的。每個單體的實際工作電壓取決于電池的工作狀況。一般電池單體在充滿電后,放置半小時接上負載后,測量電壓約為2.17V左右。(可利用定律:電壓=比重+0.84算出單體的標準范圍電壓)整塊電池的電壓為單體數×2.17V
3.2電池的額定容量
若把電池視為一個燃油箱,它就表示為燃油箱的容積。額定容量的定義為:在溫度為30°C時,電解液的比重為1.29kg/l,讓電池恒流放電5小時到每單個電池的電壓降到1.7V,電池輸出電量的多少。記為C5。容量與極板的多少面積有關。一般情況下只可使用80%的額定容量。
3.3工作電壓
工作電壓也叫做閉路電壓,指雙登蓄電池接通負荷時在放電過程中所顯示的電壓。雙登蓄電池在接通負荷后,由于電阻和電位的存在工作電壓將低于開路電壓。其數值與放電條件有關,高速率低溫條件下工作電壓將降低。
3.4放電電流
正常工作時雙登蓄電池的額定容量÷5H=放電電流
3.5終止電壓
放電終了時所規定的端電壓。(一般規定為1.7V)長時率放電,終止電壓較高,短時率放電終止電壓較低。
3.6電池的能量
在一定條件下雙登蓄電池能供給電能的數量Kw.h.(即容量與電壓的乘積)
3.7VHB電池與GS電池的標準及型號表示
1、VHB電池的標準
符合DIN(德國)標準的PZS系列,其單體寬度為198mm。符合BS(英國)標準的VBS系列,其單體寬度為158mm。
如:4PZS560L
正極板的塊數表示標準表示安時數
表示型號:G---表示低容量型3-
L---表示加強型H---表示高容量
2、GS電池的標準
符合JISD5303及SBA3004的標準,其單體寬度為158mm。
如VSD8A
Vehicle(搬運車)
管式正極板,S---普通容量G---高容量型
表示單體殼體的高度(A:280mm,I,H,G…F:490mm)表示正極板的塊數或GS獨特容量
特殊型號表示
四.雙登蓄電池組的裝配
通常情況下我們所指的牽引用雙登蓄電池是由若干個單體串聯而成的,它的主要部件有單體、箱體、連接條和連接螺母等。因此我們可依據客戶不同的需求來選擇不同規格的箱體、單體生產出各種規格的電池組。值得一提的是,我們公司代理的GS電池是用鉛片焊接方式連接的,VHB電池則用螺接法。
4.1VHB電池連接條的選擇標準
依據不同型號單體額定容量的標準,我們可以選擇不同截面的連接條來進行連接具體如下表,連接條的長短可依據具體的要求確定。



鉛酸雙登蓄電池的基本知識1



4.2VHB電池注液塞的選擇標準
除VBS標準的單體的注液塞是固定的之外,其余PZS標準的單體的注液塞均需選配。它們的選配方法是用額定容量除以單體標準的值與VHB注液塞選配表對應選配。如4PZS560L的單體應該用560÷4=140,我們用140這個值到對照表上找到最接近的數值相對應的注液塞是77的。
4.3電纜線的選配標準
對于電池、充電機電纜線的截面面積的選配,一般標準的電纜長度是3m,相當于在電纜線上產生電壓降了0.5V,如果電纜線的長度不是標準的3m則應加粗電纜線。防止電纜線太長太細,因電阻與電纜線的長度成正比,與電纜線的截面面積成反比。VHB電纜線的粗細可參照VHB連接條的標準選擇。GS電纜線的粗細則是以額定容量來確定的。一般的說400AH以上的選50平的,400AH以下的選35平的。它們的長度可根據圖紙或客戶的要求來確定。
4.4GS液面計的安裝
GS液面計共有6種規格分別是S2B-1、S2B-A1、S4B-1、S4B-A1、K3B-S1、K3B-2其中S2B-1、S2B-A1是三線的,分別為紅、黃、黑三種顏色。S4B-1、S4B-A1是四線的,分別為紅、黃、黑、白四種顏色。另外K3B-S1、K3B-2也是四線的,但它只有三種顏色分別為紅、黃、黑,其中黑色有兩根有均為負極電源線。它們的安裝方法是將帶有液面計連接線的注液塞放入靠近負極柱的第四個單體然后進行安裝,黃線是液面感應器連接線,紅色是正極線,黑色是負極線。一般的說液面計的標準電壓為6V,所以負極線(黑線)應連接在負極極柱上,正極線(紅色)應安裝在離負極極柱的第四個單體與第三個單體連接條上。液面計顯示標牌需按圖紙要求進行安裝。

4.5GS注液塞與連接條的選擇
因GS電池只有一種標準的注液塞,它的連接條也是固定的尺寸,在此不做太多的討論。

五.雙登蓄電池的初充電與檢測調整
我們工廠為了確保電池的使用壽命,對每個電池都要求加入了符合DIN標準的電解液,同時用小電流對電池進行了超過18個小時以上的初充電。充電完畢,用比重計測量所有單體的密度,對每個單體進行電解液的重新調配。再次充電,使電解液上下充分混合,再測量其電壓、密度,直至各項標準完全達到要求,進行包裝出廠。
5.1雙登蓄電池的初充電步驟
首先檢查電池的外殼有無裂痕,連接條是否有松動,出氣孔是否暢通。確認液面高出極板上沿15mm,電池溫度低于45°C。然后接上充電機插頭,設定充電電流、充電時間后,按下充電機啟動鍵進行充電。
5.2怎樣設定充電電流。
由于VHB是干荷電池,GS是濕荷電池,因此在計算充電電流上有一些區別,現將VHB電池的計算方法以48V5PZS560L為例,則用560÷30=18.7A其中30為充電參數,560為額定容量。GS電池是以電氣量÷充電所需時間=充電電流,在這里值得特別注意的是電氣量這個概念。電氣量=理論容量×300%的積,表示容量=0.38×理論容量,表示容量就是電池的額定容量。
5.3雙登蓄電池的檢測調整步驟
當雙登蓄電池初充電完畢后,需對其進行檢測(包括溫度、密度、電壓),并調整它們的密度。?比重的測量
在電池充滿電的情況下,斷開電池與充電機的連接插座打開注液塞,將比重計豎直放置,吸取一定量的電解液,眼睛水平注視液面凹處,浮標的刻度即為比重的數值,電解液的實際比重與溫度有關,所以我們在檢測密度的同時還應該用溫度計測量電解液的溫度。?實際比重
如要得到實際的比重值,則需依據VHB電池的額定溫度為30°C,密度為1.29kg/l,GS電池的額定溫度為20°C,密度為1.28kg/l的標準,溫度每比30°高一度,校正到30°C時比重應增加0.0007,否則應減少0.0007。例如:45°C測比重為1.26,比30°C高15°C,因此校正值為15×0.0007=0.01。校正到30°C時比重為1.26+0.01=1.27kg/l。20°C測比重為1.28,比30°C低10°C,因此校正值為10×0.0007=0.007,校正到30°C時,比重為1.28-0.007=1.273kg/l。?檢測電流
在檢測電池電壓時充電機設定的充電電流叫檢測電流,它的計算方法為:額定容量÷20=檢測電流,其中20為參數。
?VHB電池正電壓、負電壓與溫度的關系
用檢測電流對電池進行充電,然后用萬用表測出電池單體的正電壓和負電壓。一般的說單體正電壓應該在2.50~2.80V之間,單體負電壓應該在150~220mV之間。超過或太低都說明該單體有問題。同時正負電壓與電池的溫度有關,溫度越高則正負電壓越高。具體可參照VHB正負電壓檢測表。?比重的調整
當我們得到電池的實際比重后,可依據比重調整表對電池比重調整。(即加酸或加水,這里所指的酸是40%的稀硫酸,水是指純凈的去離子水或蒸餾水)一般對電池進行兩次這樣的調整即可得到規定的比重值。

六.雙登蓄電池使用與維護
6.1電池的使用
?將電池的插頭與充電機的插頭聯接上,正極接正極、負極接負極,(在電池和充電機的電纜上都粘有橡皮帶,粘紅色橡皮帶的一端為正極,粘黑色橡皮帶的一端為負極)。錯誤的聯結可造成瞬時的高電流,嚴重損壞電池和充電機。
?充電過程中要注意電池電解液的溫度,不能超過45°C,否則應停止充電。待溫度下降后,再充電。充電
結束后,打開注液塞蓋觀察其液位,如果液位降低,應進行補充加水(一定加蒸餾水或去離子水)。?充電完畢,脫開電池與充電機的插頭。將雙登蓄電池的表面用濕布擦拭干凈(不能用干布或雞毛撣子擦拭充
完電的電池,會起靜電)。
?雙登蓄電池通常都很重,小心避免電池的電解液泄漏或對電池造成機械損傷。請用戶使用適當的起吊設備,
一定要同時起吊電池上的四個起吊孔,否則會損壞電池。?將電池放在叉車的適當位置處,保證鎖緊裝置安全可靠。
?聯接電池與叉車的插頭,您將從雙登蓄電池獲得直流電源,帶動叉車運動。
?注意:一輛叉車通常需要二個或多個馬達以適應不同的動作要求,包括:行駛(前進或后退),貨物的調整(貨叉側移),傾斜(門架前后傾斜),提升或放低貨物,等等。這些操作可同時進行,但我們建議兩種主要的動作最好不要同時進行,如行駛、提升。當行駛和提升同時進行時,無法利用電池的所有能量(大電流放電)。?記?。阂粋€電瓶的容量將根據放電頻率有所變化。實際上瞬時放電量越大,電瓶能夠釋放的儲存能越少。
6.2電池的維護:
電池在充電過程中會放出氫氣和氧氣,當空氣中氫氣含量達到4%時會產生爆炸危險,請注意排氣。維護要點:
?放完電的電池應及時進行充電,不允許擱置超過一天。?電池充電時,不要對電池進行維修工作。?電池上不要放置金屬工具。?充電期間不要打開加液塞蓋。?電池附近嚴禁吸煙或一切明火。
?每天充完電后;打開加液塞觀察液位,液位應達到額定高度。
?每個月應檢查各聯接部件(電纜、連接線、插頭、插座等)是否緊固,是否處于最佳狀態。?電池放電時,不要使用臨時接線夾。
?當電池處于重載工況時或以大電流放電時,檢查電解液溫度。電池的工作極限溫度為55°C。?保持電池的干燥與清潔,如果殼體被碰掉漆,清理后涂上防酸漆。?其他相應的安全措施詳見相關的說明。
6.3補充加水時應注意的事項:
?一定使用蒸餾水或去離子水
?在充電結束時進行補充加水(若充電前加水,液位上升,充電后期電解液會翻滾濺出。)?充電期間不允許加水
?補充加水時要慢慢加,謹防一次加水過多會溢出。?如果加水過多,導致電解液溢出會使電池:
1)電池容量減少6-
2)各單體的電解液密度不一樣
3)電池單體間的連接件、電池箱體、叉車以及其他金屬件被腐蝕
?加水完畢,檢查所有的加液塞是否蓋好
?盛水的容器不可采用鐵制容器,可選用純鉛罐、瓷制罐、陶制罐或PVC(塑料容器)。
6.4長期擱置不用的電池的保存方法:
如果您購買的電池是備用電池并長期不用,最好購買干荷電池,也就是不加液的電池做為備用。如果您的電池已加液了,而又需擱置一段時間不用,它會自放電。自放電會減少電池的容量(蓄電量),導致極板的硫化,并隨時間的遷移危害電池的使用壽命,因此必須考慮以下措施。
?如果電池長期不用,必須將其保存在干燥、陰涼的地方,每個月定期對電池進行一次補充充電,即使測
量電池的電解液密度仍很高,也應進行這一步驟。
?充電時應保證充滿,直到所有的單體都冒出氣體,同時電池的電壓和電解液密度值保持2小時不變。?長期擱置的電池再使用時,應進行均衡充電,并檢查電解液密度和液位。
6.5雙登蓄電池的主要維護手段簡述
?確保電池的清潔與干燥。?確保電纜聯線干凈、緊固。
?只能使用蒸餾水或去離子水進行補充加水。?不要過量加液。
?經常檢查電解液密度與電壓。?記錄測量值。?不要過充電。
?普通充電機應檢查自動整流裝置是否在正確值上。?尤其注意的是在充電后期,檢查電流強度值。?確保電解液溫度不超過45°C。?每個星期進行一次均衡充電。?放電時間不超過規定時間。
?放電量不超過容量的80%,電解液比重不低于1.14kg/l。



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