阀控式密封铅酸蓄电池充放电过程及其注意事项

阀控式密封铅酸蓄电池充放电过程及其注意事项

摘要：阀控式铅酸蓄电池又称免维护蓄电池，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，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。下面以大同二电厂II期扩建工程110V铅酸蓄电池为例对蓄电池初次充放电过程做一浅析，以使我们更好地了解和维护阀控式密封铅酸蓄电池。

关键词：阀控式铅酸蓄电池充放电过程

1、阀控式密封铅酸蓄电池的初次充电与充电特性

1．1蓄电池的初次充电过程

初次充电的实质，就是使正极板的有效物质变成二氧化铅，负极板的有效物质变成铅棉的过程。也就是使正、负极板进行充分的化学反应。初次充电操作是否正确，对蓄电池的寿命以及投入运行后的电性能有极大的关系，如果初次充电的电流过大、中途停顿、电解液温度过高等，都会直接影响到极板上、参加化学反应的数量，同时也会使蓄电池的极板受到损坏，并影响投入运行后的容量和寿命。

在大同二电厂II期扩建工程中，主厂房新安装的蓄电池，其充电过程采用限流恒压充电方式，第一步进行恒流充电：I=（0.08～0.1）C，C为蓄电池容量；即：110V蓄电池恒流充电电流为100A，220V蓄电池恒流充电电流为180A。当单格电压达到（2.35±0.02）V时转为恒压充电。第二步恒压充电：将电池组总压恒定在（2.35±0.02）×N（V），即：110V蓄电池恒压充电电压为122V，220V蓄电池恒压充电电压为244V；恒压充电时电流逐渐下降，当电流降至0.01C10(A)以下，即110V蓄电池电流降至10A以下，220V蓄电池电流降至20A以下，保持3～5小时不变，再恒压3～5小时即可转为浮充电。

1．1．1恒流充电特性

充电开始时，两极板上立即有硫酸析出，有效物质细孔内的电解液密度骤增，蓄电池电动势很快上升，必须提高外加电压，才能保持恒定的电流充电。充电中期，电动势增加缓慢，内电阻逐渐减小，故维持恒定电流，只需缓慢提高电压。充电至未期，正负极板上的硫酸铅已大部分还原为二氧化铅和铅棉，此时充电电压约为2.3V。如果继续充电，则使大量的水被电解，在正极板上释出氧气，负极板上释出氢气，吸附在极板表面的气泡使内电阻大大增加。因此为了维持恒定的充电电流，必须急速提高外加电压到2.5～2.6V。

1．1．2恒压充电与限流恒压充电

恒压充电是蓄电池运行时常用的充电方法，有些蓄电池的初充电也使用这种充电方法。恒压充电的充电电压一般取每只为2.25～2.35V，比蓄电池的电动势高。充电开始时电流较大，随着蓄电池电动势的升高，充电电流逐渐减小。这种充电方法用于蓄电池初充电或深放电后再充电时，开始阶段的充电电流将大于合理值，但一般不超过允许值。

限流恒压充电，是对恒压充电的改进，但充电设备较复杂，要求有限流功能。对一般固定铅酸蓄电池的充电电压一般仍是每只取2.25～2.35V,限流值一般宜取(0.07～0.1)C10A。有的密封铅酸蓄电池允许承受较大的充电电流，其限流值允许取至0.2C10A。

1．1．3充电过程中的注意事项：

①.蓄电池初次充电时，往往经过一次充电后，尚不能使极板上的全部有效物质变成二氧化铅和铅棉，所以蓄电池还达不到额定容量。因此，给蓄电池进行初充电时，必须经过若干次的“充电—放电”循环，并要进行放电容量试验，直到蓄电池达到额定容量后，初次充电才算完成。

②.初次充电是否完成，可由下列现象来判断：1、每个蓄电池均产生强烈的气泡。2、单个蓄电池的电压升到2.6V以上.3、电压和电解液的密度升至稳定，在3小时内不再继续上升。

③.为了减少在蓄电池充电时用于电解水阶段的电能消耗，应在电解液开始冒气泡时就减小充电电流，一般不超过额定充电电流的百分之五十，使蓄电池的充电更充分和合理。

④蓄电池在充电过程中应注意单体电池的温度偏高或者电压升高过快，（最佳使用温度为10～30℃）如有此类情况应及时停止充电，与相关厂家联系进行处理。

2、阀控式密封铅酸蓄电池的放电特性与蓄电池的容量

2．1蓄电池的放电特性

蓄电池放电时的一般化学反应方程可写成

Pb+PbO2+2H2SO4PbSO4+ PbSO4+2H2O

从化学反应式可知，铅酸蓄电池在放电时，正负极板都变成了硫酸铅，消耗了电解液中的硫酸，同时析出水，使电解液的密度减小。

随着活性物质表面处硫酸浓度的继续下降，与主体溶液之间的浓度差加大，

促进了硫酸向电极表面的扩散过程，于是活性物质表面和微孔内的硫酸得到补弃。在一定的电流放电时，在某一段时间内，单位时间消耗的硫酸量大部分可由扩散的硫酸予以补充，所以活性物质表面处的硫酸浓度变化缓慢，电池端电压比较稳定。但是由于硫酸被消耗，整体的硫酸浓度下降，又由于放电过程中活性物质的消耗，其作用面积不断减少，真实电流密度不断增加，过电位也不断加大，故放电电压随着时间还是缓慢地下降。

随着放电继续进行，正、负极活性物质逐渐转变为硫酸铅，并向活性物质深处扩展。硫酸铅的生成使活化物质的孔隙率降低，加剧了硫酸向微孔内部扩散的困难，硫酸铅的导电性不良，电池内阻增加，这些原因最后导致在后期，电池端电压急剧下降，达到所规定的放电终止电压。

2．2蓄电池的容量

阀控式铅酸蓄电池的实际容量与放电制度(放电率、温度、终止电压)和电池的结构有关。

蓄电池的容量决定于起化学反应的有效物质和数量，它和许多因素有关，如极板的类型、面积的大小和极板数目、电解液密度和数量、放电电流的大小、最终放电电压的数值以及温度等。

蓄电池的容量还与电解液的温度有关。因为温度改变时，电解液的粘度就会改变，影响电解液的渗透和扩散作用，从而影响到蓄电池的电动势和容量。温度的降低引起蓄电池容量有所减小，运行中蓄电池室的温度不得低于10度

2．3蓄电池放电及容量测定过程中的注意事项：

①.温度对电池容量的影响

环境温度对电池的容量影响较大，随着环境温度的降低容量减小。环境温度变化1℃时的电池容量变化称为容量的温度系数。

根据国家标准，如环境温度不是25℃，则需将实测容量按以下公式换算成25℃基准温度时的实际容量Ce，其值应符合标准。

公式中：t是放电时的环境温度

K是温度系数，10hr的容量实验时K=0．006/℃，3hr的容量实验时K=0．008/℃，

1hr的容量实验时K=0．01/℃

②.为保证蓄电池的使用寿命，最好不要使蓄电池有过放电。