湯淺電池是否需要定期充放電?
湯淺蓄電池正板活物質(zhì)中的PbO2分α與β兩種晶型,前面已經(jīng)講過(guò),α型結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,放電容量低,而β型結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低,放電容量高。在電池初期的充放電過(guò)程中,α型PbO2逐漸向β型PbO2轉(zhuǎn)變,表現(xiàn)為電池容量隨著充放電的進(jìn)行在初期的多次放電中不斷有所提高,直到達(dá)到值。過(guò)去的GF型蓄電池經(jīng)過(guò)50次左右的充放循環(huán)才能達(dá)到容量,VRLA在10次以內(nèi)就能達(dá)到容量,且初次放電就能達(dá)到容量。在供電情況比較好的地區(qū),每年也有幾次交流電斷電情況,因此靠交流電斷電在3年內(nèi)也能使電池容量達(dá)到活化的狀態(tài)。即使沒(méi)有停電的情況,電池容量也達(dá)到,不會(huì)影響使用。因此,從電池性能與維護(hù)成本上考慮,不必要對(duì)電池進(jìn)行定期的放電維護(hù)。
湯淺鉛酸蓄電池工作原理湯淺鉛酸蓄電池工作原理
1、鉛酸湯淺蓄電池電動(dòng)勢(shì)的發(fā)生
鉛酸蓄電池充電后,正極板二氧化鉛(PbO2),在硫酸溶液中水分子的作用下,少數(shù)二氧化鉛與水生成可離解的不安穩(wěn)物質(zhì)--氫氧化鉛(Pb(OH)4),氫氧根離子在溶液中,鉛離子(Pb4)留在正極板上,故正極板上缺少電子。
鉛酸蓄電池充電后,負(fù)極板是鉛(Pb),與電解液中的硫酸(H2SO4)發(fā)生反響,變成鉛離子(Pb2),鉛離子轉(zhuǎn)移到電解液中,負(fù)極板上留下剩下的兩個(gè)電子(2e)。
可見(jiàn),在未接通外電路時(shí)(電池開(kāi)路),因?yàn)榛瘜W(xué)作用,正極板上缺少電子,負(fù)極板上剩下電子,如右圖所示,南北極板間就發(fā)生了必定的電位差,這就是電池的電動(dòng)勢(shì)。
鋰電池原理
鋰離子電池的正極資料一般有鋰的活性化合物組成,負(fù)極則是特別分子結(jié)構(gòu)的碳.常見(jiàn)的正極資料首要成分為L(zhǎng)iCoO2,充電時(shí),加在電池南北極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子,嵌入負(fù)極分子擺放呈片層結(jié)構(gòu)的碳中.放電時(shí),鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中分出,重新和正極的化合物結(jié)合.鋰離子的移動(dòng)發(fā)生了電流.
化學(xué)反響原理盡管很簡(jiǎn)單,可是在實(shí)踐的工業(yè)生產(chǎn)中,需求考慮的實(shí)踐問(wèn)題要多得多:正極的資料需求添加劑來(lái)堅(jiān)持多次充放的活性,負(fù)極的資料需求在分子結(jié)構(gòu)級(jí)去規(guī)劃以容納更多的鋰離子;填充在正負(fù)極之間的電解液,除了堅(jiān)持安穩(wěn),還需求具有超卓導(dǎo)電性,減小電池內(nèi)阻.
盡管鋰離子電池很少有鎳鎘電池的回想效應(yīng),回想效應(yīng)的原理是結(jié)晶化,在鋰電池中幾乎不會(huì)發(fā)生這種反響.可是,鋰離子電池在多次充放后容量仍然會(huì)下降,其原因是雜亂而多樣的.首要是正負(fù)極資料本身的改動(dòng),從分子層面來(lái)看,正負(fù)極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸洼陷、堵塞;從化學(xué)視點(diǎn)來(lái)看,是正負(fù)極資料活性鈍化,呈現(xiàn)副反響生成安穩(wěn)的其他化合物.物理上還會(huì)呈現(xiàn)正極資料逐漸掉落等狀況,總之究竟降低了電池中能夠自在在充放電進(jìn)程中移動(dòng)的鋰離子數(shù)目.
過(guò)度充電和過(guò)度放電,將對(duì)鋰離子電池的正負(fù)極形成的損壞,從分子層面看,能夠直觀的了解,過(guò)度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過(guò)度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)洼陷,過(guò)度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去,而使得其間一些鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái).這也是鋰離子電池為什么一般配有充放電的操控電路的原因.
不適合的溫度,將引發(fā)鋰離子電池內(nèi)部其他化學(xué)反響生成我們不希望看到的化合物,所以在不少的鋰離子湯淺蓄電池正負(fù)極之間設(shè)有保護(hù)性的溫控隔膜或電解質(zhì)添加劑.在電池升溫到必定的狀況下,復(fù)合膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性,電池內(nèi)阻增大直到斷路,電池不再升溫,保證電池充電溫度正常.
而深充放能行進(jìn)鋰離子電池的實(shí)踐容量嗎?專家明確地告訴我,這是沒(méi)有意義的.他們乃至說(shuō),所謂運(yùn)用前三次全充放的“”也相同沒(méi)有什么必要.可是為什么很多人深充放往后BatteryInformation里標(biāo)明容量會(huì)發(fā)生改動(dòng)呢?后邊將會(huì)提到.
鋰離子電池一般都帶有處理芯片和充電操控芯片.其間處理芯片中有一系列的寄存器,存有容量、溫度、ID、充電狀態(tài)、放電次數(shù)等數(shù)值.這些數(shù)值在運(yùn)用中會(huì)逐漸改動(dòng).我個(gè)人認(rèn)為,運(yùn)用闡明中的“運(yùn)用一個(gè)月左右應(yīng)該全充放一次”的做法首要的作用應(yīng)該就是修改這些寄存器里不妥的值,使得電池的充電操控和標(biāo)稱容量符合電池的實(shí)踐狀況.
充電操控芯片首要操控電池的充電進(jìn)程.鋰離子電池的充電進(jìn)程分為兩個(gè)階段,恒流快充階段(電池指示燈呈黃色時(shí))和恒壓電流遞減階段(電池指示燈呈綠色閃耀.恒流快充階段,電池電壓逐漸升高到電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓,隨后在操控芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段,電壓不再升高以保證不會(huì)過(guò)充,電流則跟著電池電量的上升逐漸減弱到0,而究竟結(jié)束充電.
電量核算芯片經(jīng)過(guò)記載放電曲線(電壓,電流,時(shí)間)能夠抽樣核算出電池的電量,這就是我們?cè)贐atteryInformation里讀到的wh.值.而鋰離子電池在多次運(yùn)用后,放電曲線是會(huì)改動(dòng)的,假如芯片一向沒(méi)有機(jī)會(huì)再次讀出無(wú)缺的一個(gè)放電曲線,其核算出來(lái)的電量也就是不的.所以我們需求深充放來(lái)校準(zhǔn)湯淺蓄電池的芯片.
留心充電器的選用
UPS電源用的免維護(hù)密封電池不能用可控硅式的“快速充電器”進(jìn)行充電
這是由于這種充電器會(huì)形成蓄電池同時(shí)處于既“瞬時(shí)過(guò)流充電”又“瞬時(shí)過(guò)壓充電的惡劣充電情況。這種情況會(huì)使電池可供使用容量大大下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使蓄電池作廢。 在選用恒壓截止型充電回路的UPS電源時(shí),留心不要將電池電壓過(guò)低維護(hù)作業(yè)點(diǎn)調(diào)得過(guò)低,不然,在它充電初期容易產(chǎn)生過(guò)流充電。
當(dāng)然,選用既具有恒流,又有恒壓的充電器對(duì)其進(jìn)行充電。
保證電源環(huán)境溫度
湯淺蓄電池可供使用的容量與環(huán)境溫度密切相關(guān)。一般情況下,電池的性能參數(shù)都是室溫為20℃條件下標(biāo)定的,當(dāng)溫度低于20℃時(shí),蓄電他的可供使用容量將會(huì)削減,而溫度高于20℃時(shí),其可供使用的容量會(huì)略有增加。不同廠家不同類型的電池受溫度影響的程度不同。據(jù)統(tǒng)計(jì),在-20℃時(shí),蓄電池可供使用容量只能到達(dá)標(biāo)稱容量的60%左右??梢?jiàn)溫度的影響不可忽視。
當(dāng)然,要延伸電池組的使用壽命不但在維護(hù)使用上要留心,而且在挑選時(shí)就應(yīng)充分考慮負(fù)載特性(電阻性、電理性、電容性)及巨細(xì)。不要長(zhǎng)期使電池處于過(guò)度輕載運(yùn)轉(zhuǎn),防止電池放電電流過(guò)小導(dǎo)致湯淺蓄電池作廢。
湯淺蓄電池的充電
電池的充電辦法涉及到怎樣使電池徹底充電,下降過(guò)充電、下降欠充電、延伸壽數(shù),在堅(jiān)持容量方面,高的初始電流是有利的,過(guò)充電盡或許地減少,然后減少水的損耗,又能堅(jiān)持正、負(fù)物質(zhì)的活性,脈沖充電能克服氧化合的影響,所以好的充電辦法不只能堅(jiān)持VRLA電池的容量,還能明顯添加電池的循環(huán)壽數(shù)。
(1)初充電
現(xiàn)階段VRLA的初充電有以下幾種辦法:
①串聯(lián)充電:選用高壓、小電流充電器,一般來(lái)講,充電器的輸出電壓為300—450V,電流輸出5-30A,電流可操控,每個(gè)電池充人的電量可操控,可放電檢測(cè)電池容量,除去缺陷電池,現(xiàn)出產(chǎn)廠家廣泛選用這種辦法。
②并聯(lián)充電:充電器為低電壓、大電流,每個(gè)電池的電流與電池的充電狀況和內(nèi)阻有關(guān)。不能核算每個(gè)電池充人的電量。并聯(lián)充電操控電壓,幾乎無(wú)出產(chǎn)廠家選用。
③串聯(lián)餅聯(lián)混合充電:一般選用先串聯(lián)后并聯(lián)的辦法進(jìn)行,充電器常為150V電壓輸出,電流30-100A,單個(gè)電池?zé)o電壓、電流操控,可分組放電檢查,現(xiàn)有在不少?gòu)S家選用這種辦法。
④單電池充電:可地進(jìn)行充、放電,能操控電流、電壓,能將每個(gè)電池進(jìn)行分級(jí)、挑選,廣泛在查驗(yàn)上運(yùn)用。
⑤模塊操控單電池充電:每個(gè)模塊可充64個(gè)電池,每臺(tái)充電器可充700多臺(tái)電池,在一個(gè)模塊中1臺(tái)或多臺(tái)缺陷不影響其它電池充電,可進(jìn)行恒壓、恒流操控,確保電池不會(huì)過(guò)充,還能檢查容量和進(jìn)行電池分級(jí),這將是往后的發(fā)展方向。
(2)浮充電
當(dāng)VBLA電池浮充時(shí),電壓和電流設(shè)置較低,因而析氣和板珊腐蝕均不嚴(yán)峻,大多數(shù)浮充均選用恒壓浮充,每單體設(shè)置一般為2.20-2.27V左右。對(duì)電池組來(lái)說(shuō),浮充時(shí)各單體電池的電壓是不相同的,飽和度高的電池處于較高電壓并分出氣體,飽和度低的電池由于氧化合的去氧化效果而處于較低電壓,這些電池的負(fù)極有不能徹底充電的危險(xiǎn)。浮充一段時(shí)刻后。各單體電池的電壓將逐步均衡,但湯淺蓄電池的放電效果或許不盡人意。
假若行進(jìn)浮充電壓的設(shè)定值,將縮短電池壽數(shù),若電池處于高溫環(huán)境下,還或許發(fā)作熱失控的危險(xiǎn)。
的辦法是:
①脫離設(shè)備充電,若有兩組電池,則對(duì)電池組進(jìn)行替換充電。關(guān)于一組電池,對(duì)其進(jìn)行短期充電,一般選用2.6V/單體,確保湯淺蓄電池組各單體充電均衡后,連續(xù)一段時(shí)刻后,再進(jìn)行浮充。