阀控式铅酸蓄电池的优点和缺点.doc

1993 <2) 箔电池 39阀控式铅酸蓄电池的优点和缺点1993 <2) 箔电池 391993 <2) 箔电池 39摘 要 为改善世界各地的生活条件，需要一种可满足少维护要求的、有 效的储能装置阀控式铅酸蓄电池（VRB）有希望以具有竞争性的价格满 足这一要求由于对这种技术的有效性很少进行严格的分析，因此，本文 对衣储能装芥中使用的VRB近电池的优点和块点进行了详细的分析.其优点是：无需加水维护；很少溢酸；析出的酸雾和氢乞极少；无特 殊的通凤妥求；在正常温度不需要过充电；运输方便；并且可以侧辰使用其块点是：耐过充电性能不如雷液式电:'丸，舛且必须采用杵殊的充.电 方法才可达到其使用寿命：其它还右不能;则量电解滋•第应；祠盍寿命受限 制（两虫＜；,热失控增加辛1.引言在储能装置中曾用过多种蓄电池，如： 镉鎳、银铁和铅酸蒂电池铅酸蒂电池是 最常用的，主要原因是该电池的成本低虽 然谏镉蒂电池使用寿命校长，但是，价格 却比铅酸蓄电池高5倍而傑合金蓄电池 自放电速度快，水损耗大（排气式），充电 效率低铅酸蓄电池可以分为两类，即：阀控 式（VRB）和富液式前者为最新技术，而且应用范围越来越广泛阀控铅酸蓄电池 也称“免维护”“密封”或“贫液式”蓄电 池。

现在有两种存在形式，一是胶体电解 液式，另一种是玻璃纤维隔板吸附式阀控蓄电池的主要优点是不需要加水 维护这是由于充电时正极板上产生的氧 气在负极上还原成水，这种“再化合”反 应是由以下这些电池持点决定的1） 正极板与负极板活性物质化学当 按的比率接近，使正极板比负极板校早析 出气体•释放岀的氧气扩散到负极板上，与 负极板上的金属沿与硫酸反应生成硫酸铅 和水；（2） —般不采用佛合金板栅；（3） 采用不流动电解液，这种形式增 进氧气由正极板向负极板扩散；（4） 蓄电池是密封的，在内压下工作 以促进氧气再化合；（5） 安装排气装置以释放过虽气体因为阀控蓄电池是密封的，所以电池 槽不破损就不会溢酸由于其电解液的不 流动性，即使电池槽破裂，所能流岀的电 解液也是极少的因此，阀控蓄电池危险 性较低，运输方便，也就是说，阀控蓄电 池在空运和海运中可作为无危害货物运 输相反.富液蓄电池在运输过程中总是 被归入危险货物中，而这一类货物需要特 殊的包装，使运费增加阀控蒂电池在正常使用条件下只放岀 极少量的酸雾和氢气，因此阀控蓄电池不 需要特殊的排气装置.对蓄电池工作间的 其它金属物体腐蚀小，氢气爆炸的危险也 小得多。

所有这些，简化了蓄电池工作间 的设计，也就是说使蓄电池工作间禹建筑 和维护费用相对减少阀控式蓄电池特别 适合在精密的电子设备中使用，吸附式玻 璃纤维隔板蓄电池的内阻非常低，使其具 有优良的高倍率放电性能因此，吸附式 玻璃纤维隔板蓄电池认为最适合UPS电 源、备用电源使用，在这些应用中，充电 时间和条件可以预测并旦校规则阀控蓄电池的主要缺点是必须严格控 制充电制度，如果蓄电池单-格电压超过某 一水平（一般为2・35〜2. 40V/单格），蓄 电池就无法使产生的氧气充分再化合电 压过高，在负极板上生成氢气（仅有少部 分被再化合）产生的压力造成蕃电池失水 其有效的充电方法如下：（1）恒流充电至 再化合开始电压，即2. 45〜2. 5V/单格； （2）小电流恒流充电达到预定的电压变化

这种现象可定义如 r：即由于蓄电池内部失拎的放热反应而 导致蓄电池内温度上升有时还造成蓄电 池失火•因此，充电过程中，应将蓄电池 放置在电池架上，保持蓄电池通风吸附式玻璃纤维隔板的孔没有浸满电 解液，因此这些空孔允许氧气传递到负极 上，这些电池会岀现电解液失水，-•般说 来，无论是阀控式还是富液式蒂电池，在 较长的串联组中，单体蓄电池容最都可能 变得不一致，在极端情况下，个别单格在 放电时会造成反极，此状况可由如下原因 而加重：（1〉初充电状态差距大；（2）电 池质址不同，如极板涂存量不一致；（3）电 池年过长；（4）深放电；（5）充电不足等 由于阀控蓄电池再化合效率有差别，所以表1与富液式电池比较阀控电池的优、 缺点优 点缺 点不加水充电制度严格不溢酸热管理极其严格酸雾极少最大充电电压差距较 大运输方便温度上升以后，要求 过充屯增多不需要专门的通在选择最佳条件丁・风装置 边深循环寿命降低可以平放使用不能测量电解液密度在室温条件下不 盖耍过充电不具备干荷电性能高倍率放电容量搁进寿命最长两年犬它对上述现象比富液式蓄电池更敏感然 而，采用适当的充电方法可以减少单格容 量不平衡现象，用微处理器控制，再加上 精心设计的充电制度，可将此危害降到最 低水平。

有的研究结果表明.在较高的温度下 （例如45 0,阀控蓄电池需要额外的充电 时间和过充电这种现象与舊电池充电接 受能力低下有关，如果不作额外的充电，蓄 电池容址将缓慢F降，从而造成充电接受 能力的进一步降低阀控式蓄电池还有在使用中无法测量 电解液密度的缺点，因此，单格电压和电 池组电流是唯一能用来评价状态的参数 另外，阀控舊电池没有干荷电形式，致使 搁置寿命仅两年（注：如果干荷电富液式 蓄电池被密封、不透气，则搁置寿命可长 达五年）2.结 论阀控式蓄电池的最大优点是不需要加 水维护，但是，这种电池需要用微机严格 控制充电制度以达到满意的使用寿命吸40 蒂电池 1995 (2)密封铅蓄电池用新型电解液载体的开发(四)——在叉车电池中的应用吉冈俊树盐见正昭 高桥克仁两田一美摘 要 讨论了牵引用的新型阀控式辄酸蓄电池的性能，并公布了3年实车试验结果这种以粒状二氧化硅为电解液義体的新型电池，其初期性能与普通富液式和阀控式胶休电解质的相同，其循环寿命性能比阀控式胶体电池要好俘多，但不如富液式的根据3年实车试验结杲，送种新•型电池40 蒂电池 1995 (2)也优于胶体电池，可用于牵引车R前，在固定型、UPS等装置中使用 的铅蓄电池，不需补水的密封式铅蒂电池 占主流。

在以电池呃动附取车方面，用户 强烈要求研制岀不需补水的密封弍铅蒂电 池以代替目前毎2〜3周需要进行一次补 水的传统液式电池，但目前日本这种电池 尚未达到实用化叉车用铅蕃电池.因其 釆用背式正极板，与采用平板的涂膏式极 板的电池不同，很难使用玻纤毡作电解液 载体而达到密封化在欧洲正极板采用管式，电解液保持 胶状，即胶体密封式铅蓄电池，这类产品 其中一部分已投放市场，但还未达到普及, 其原因是寿命性能问题在这种状况下，为了开发具有耐久能 力的密封式电池，我们着手研究了以颗粒 二氧化硅为电解液载体的粒状二氣化硅式 密封铅蕃电池本文就采用管式正极板制 做的标准尺寸的叉车用密封式铅蓄电池的 各种性能试验结果报告如下2.试尷方滋(1) 试-验电池作为叉车用铅蓄电池，最通用的型号 为 VCF4 型(2V280Ah/5HR)电池表 1 列出粒状二氧化硅、胶体及液式三种电池 的内容并进行了各种试验这些电池的大 致结构示于图1在粒状二氧化硅电池中，极板的间隙 及周围都均匀地充填着颗粒二氧化硅，用 多孔性树脂薄膜板固定后，注入电解液，使 其保持在颗粒二氧化硅中在胶体电池中 以胶体代替颗粒二氧化硅，电解液保持为 胶体。

这两种密封式铅蓄电池都设有安全 阀，由于充电电池内部产生压力，当内压 上升到一定值时顶开电池阀，电池内部压 力下降，使电池内部处于减压状态，同时 安全阀还可防止外部空气侵入另外，粒状二氧化硅及胶体电池的极 板面积是液式电池极板面积的1. 3倍40 蒂电池 1995 (2)40 蒂电池 1995 (2)附式玻璃纤维隔板蓄电池目前还不适合深 电池要少得多放电使用，但这种电池的高倍率放电性能最 (原载《Journal of Power Sources》好，所以最适合用于UPS和备用电源总 Vol. 52 (1994), 149-153之，阀控式蓄电池并非是完全不要维护，端 高悦敏编译)子和连接器仍需要维护，但是比起富液式蓄。