維基蓄電池MFJ12-150

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常見故障及其分析
3.1浮充電壓不均衡性
閥控式密封鉛酸蓄電池的均勻性是指電池在完成生產(chǎn)過程后測量的開路電壓和蓄電池組在浮充狀態(tài)下浮充電壓的差值，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定蓄電池組中各單體電池的開路電壓之差不大于20mV，各單體電池在浮充狀態(tài)下浮充電壓之差不大于100mV。
閥控式密封鉛酸蓄電池較普遍存在浮充電壓不均勻和開路電壓偏差的問題。如果蓄電池組中存在電壓偏低會造成落后電池早期失效。
影響電池均勻性的因素
⑴原材料和半成品質(zhì)量
原材料(包括隔板、硫酸)中有害雜質(zhì)會降低電池的浮充電壓，加速電池自放電。極板、隔板、酸量的不均一，累加的結(jié)果造成各電池的吸酸飽和度不同，使浮充電壓不均勻。
⑵安全閥的開啟和關(guān)閉壓力
電池在長期使用過程中很難做到使安全閥的開啟和關(guān)閉壓力始終保持均勻一致。開啟壓力大的電池極群上部空間的氣體壓力大，則浮充電壓就高，反之亦然。
⑶注酸量
因電池是貧液設(shè)計(jì)，電池的放電容量受酸量控制，因而其浮充電壓對電池的注酸量非常敏感。
⑷電池制造工藝的控制
只有在每道工序上都嚴(yán)格按工藝規(guī)定要求生產(chǎn)，才能最大限度地保證電池性能的均勻性。
3.2 電池鼓脹變形
這是AGM密封鉛酸蓄電池在使用不當(dāng)時出現(xiàn)的一種具有很大破壞性的現(xiàn)象，即熱失控現(xiàn)象，導(dǎo)致電池槽鼓脹變形，失水速度加大，甚至電池?fù)p壞。膠體密封鉛酸蓄電池因其電解液量與開口式鉛酸蓄電池相當(dāng)，極群周圍與槽體之間充滿凝膠電解質(zhì)，有較大的熱容量和散熱性，不會產(chǎn)生熱量積累現(xiàn)象。電池沒有熱失控現(xiàn)象。
3.3 電池漏液
閥控式密封鉛酸蓄電池不同程度存在漏液問題，主要表現(xiàn)在安全閥漏液、極柱漏液和電池槽蓋密封不良造成漏液。
3.3.1電池槽蓋漏液
電池槽蓋密封一般采用環(huán)氧膠粘密封和熱熔密封兩種方法。相對而言，熱熔密封效果較好，方法是通過加熱使電池槽蓋塑料(ABS或PP)熱熔后加壓熔合在一起。但是，一旦熱熔層存在蜂窩狀沙眼，在一定氣壓下，O2會帶著酸霧沿沙眼通道產(chǎn)生漏液。
環(huán)氧膠粘接密封漏液較多，密封膠與殼體粘接是界面粘接，如果結(jié)合不好，容易脫落，出現(xiàn)缺膠孔或造成龜裂，產(chǎn)生漏液。
3.3.2安全閥漏液
造成安全閥漏液主要原因?yàn)椋?br /> ⑴加酸量過多，電池處于富液狀態(tài)，致使O2再化合的氣體通道受阻，O2增多，內(nèi)部壓力增大，超過開啟壓力，安全閥開啟，O2帶著酸霧放出，酸霧在安全閥周圍結(jié)成酸液。
⑵安全閥耐老化性差，安全閥的橡膠受O2和H2SO4腐蝕而老化，安全閥彈性下降，開啟壓力下降，甚至長期處于開啟狀態(tài)，造成酸霧，產(chǎn)生漏液。
3.3.3極柱端子漏液
這是目前國內(nèi)閥控式密封鉛酸蓄電池普遍存在的問題。極柱端子一旦被腐蝕，產(chǎn)生多孔狀的PbO和PbSO4，H2SO4沿著腐蝕通道在內(nèi)部氣壓作用下，流到端子表面產(chǎn)生漏液，也叫爬酸或滲漏。
3.4電池失水
閥控式密封鉛酸蓄電池是在“貧液”狀態(tài)下工作的，其電解液完全貯存在多孔性的AGM隔膜之中。一旦電池失水，就會引起電池正負(fù)極板跟隔板中電解液脫離接觸，引起電池放不出電。
使用效果表明，當(dāng)前大部分閥控式密封鉛酸蓄電池組容量下降的原因，都是由電池失水造成的。當(dāng)水損失達(dá)到3.5ml/Ah時，電池容量會降至初始容量的75%以下;當(dāng)水損失達(dá)到25%時，電池壽命將會終止。
4. 應(yīng)用與維護(hù)
通過以上分析，為了保證電源無故障運(yùn)行，延長蓄電池組使用壽命，這里提出如下運(yùn)行維護(hù)方案：
4.1放電操作
在新電池裝入電源系統(tǒng)之前進(jìn)行一次檢查性深放電，即以10小時率放電電流放至1.80V左右，然后充足電裝進(jìn)電源系統(tǒng)之中。對照下表中電壓值，判斷電池是否正常。如果各個電池放電終止前的電壓差別不大，比較均勻，則本組電池性能一定不錯;如若其中個別電池電壓下降很快，則很可能是落后電池，必須查明原因采取措施。

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 閥控式密封鉛酸蓄電池的失效與維護(hù)要求
    
 對閥控式密封鉛酸蓄電池的失效模式進(jìn)行研究，對蓄電池出現(xiàn)的常見故障進(jìn)行分析與探討，提出了對通信用閥控式密封鉛酸蓄電池組的維護(hù)要求。
1 引言
自1859年法國科學(xué)家普蘭特發(fā)明鉛酸蓄電池以來，至今已有一百多年的歷史。它與其它化學(xué)電源一樣，是一個電能與化學(xué)能互相轉(zhuǎn)換的裝置。由于它具有電動勢高、充放電可逆性好、使用溫度范圍廣、電化學(xué)原理清楚、生產(chǎn)工藝易于掌握和原材料豐富而價廉等特點(diǎn)，獲得了最廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，從五十年代起，不斷對傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池進(jìn)行技術(shù)改造。特別是閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)的問世，克服了酸液和酸霧易于外溢的令人頭痛的弊病，使它能與電子設(shè)備放在一起使用，符合用戶要求產(chǎn)品使用方便的歷史發(fā)展潮流，使它的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。
1.1產(chǎn)品市場前景
根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：1999年全世界鉛酸蓄電池的銷售收入約為198億美元，且每年以5%的速度遞增。
在我國,隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，汽車工業(yè)、通訊、電力、交通鐵路、計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，這些行業(yè)都處于一個高成長時期，對蓄電池的需求日益增長，大大促進(jìn)了蓄電池行業(yè)的發(fā)展，近十年來我國鉛酸蓄電池的需求更以每年10%的速度快速增長。
根據(jù)中國電池工業(yè)協(xié)會2000年10月公布的《電池行業(yè)第十個五年計(jì)劃》提供的數(shù)字：1999年全國鉛酸蓄電池產(chǎn)量達(dá)到2625萬KVAh，年銷售量為10.5億美元。鉛酸蓄電池在十五規(guī)劃的目標(biāo)是：以2625萬KVAh為基數(shù)，年均5%適度增長。2005年產(chǎn)量達(dá)到3500萬KVAh。
統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示:全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池逐步取代傳統(tǒng)的開口式鉛酸蓄電池將成為今后鉛酸蓄電池行業(yè)的發(fā)展趨勢。
1.2工作原理
閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理，基本上沿襲于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，它的正極活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2)，負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀鉛(Pb)，電解液是稀硫酸(H2SO4)，其電極反應(yīng)方程式如下：
正極：PbO2+H2SO4+2H++2e-←→ PbSO4+2H2O
負(fù)極：Pb+ H2SO4←→ PbSO4+2H++2e-
整個電池反應(yīng)方程式：
Pb+ PbO2+2H2SO4←→ 2PbSO4+2H2O
普通的鉛酸蓄電池在充電過程中，正極析出氧氣，負(fù)極析出氫氣：
正極：H2O→1/2O2+2H++2e-
負(fù)極：2H++2e-→H2
從上面反應(yīng)式可看出，充電過程中存在水分解反應(yīng)，當(dāng)正極充電到70%時，開始析出氧氣，負(fù)極充電到90%時開始析出氫氣，由于氫、氧氣的析出，如果反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不能重新復(fù)合利用，電池就會失水干涸。
閥控式密封鉛酸蓄電池在結(jié)構(gòu)、材料上作了重要的改進(jìn)，正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金，負(fù)極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金，隔板采用超細(xì)玻璃纖維棉(AGM)，并使用緊裝配和貧液設(shè)計(jì)，在電池的上蓋中設(shè)置了一個單向的安全閥。這種電池結(jié)構(gòu)，由于采用無銻的鉛鈣錫鋁四元合金，提高了負(fù)極析氫過電位，從而抑制氫氣的析出，同時，采用特制安全閥使電池保持一定的內(nèi)壓，采用超細(xì)玻璃纖維棉(AGM)隔板，利用陰極吸收技術(shù)，通過貧液式設(shè)計(jì)，在正負(fù)極之間、隔板之中預(yù)留氣體通道。因此在規(guī)定充電電壓下進(jìn)行充電時，正極析出的氧(O2)可通過隔板通道傳送到負(fù)極板表面，還原為水(H2O)，其反應(yīng)式如下：
維基蓄電池MFJ12-150

閥控式密封鉛酸蓄電池的失效與維護(hù)要求
 
這是閥控式密封鉛蓄電池特有的內(nèi)部氧循環(huán)反應(yīng)機(jī)理，這種充電過程，電解液中的水幾乎不損失，使電池在使用過程中達(dá)到不需加水的目的。
當(dāng)今閥控式密封鉛酸蓄電池有兩類，即分別采用超細(xì)玻璃纖維棉(AGM)隔板和硅凝膠二種不同方式來“固定”硫酸電解液。它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的，但給正極析出的氧氣到達(dá)負(fù)極提供的通道是不同的。對AGM密封鉛酸蓄電池而言，AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液，但必須使10%的隔膜孔隙中不進(jìn)入電解液。正極生成的氧氣就是通過這部分孔隙到達(dá)負(fù)極而被負(fù)極吸收的。對膠體密封鉛酸蓄電池而言，電池內(nèi)的硅凝膠是以SiO2質(zhì)點(diǎn)作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后，骨架要進(jìn)一步收縮，使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負(fù)極板之間，給正極析出的氧氣提供了到達(dá)負(fù)極的通道。
由此看出，兩種電池的區(qū)別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達(dá)負(fù)極通道的方式有所不同，因而兩種電池的性能也各有千秋。本文主要討論AGM密封鉛酸蓄電池的性能特性。

維基蓄電池MFJ12-88

維基蓄電池是一種電能貯存設(shè)備，它是運(yùn)用化學(xué)能和電能彼此轉(zhuǎn)化的原理進(jìn)行作業(yè)的。在充電時，蓄電池將電能貯存為化學(xué)能；而在需求放電時，則將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。蓄電池在人類的出產(chǎn)日子中運(yùn)用極廣，因而深化知道怎么保護(hù)蓄電池，是至關(guān)重要的。
為了讓冠軍蓄電池能正常運(yùn)作，有必要對蓄電池進(jìn)行必要的保護(hù)。保護(hù)的首要項(xiàng)目通常包括以下幾個保護(hù)項(xiàng)目：
1、端電壓
2、銜接處有無松動、腐蝕表象
3、電池殼有無滲漏和變形
4、極柱、安全閥周圍是不是有酸霧酸液逸出
按蓄電池的保護(hù)周期分類，則應(yīng)當(dāng)包括以下項(xiàng)目：
月：
1、全部清洗
2、丈量各電池端電壓和環(huán)境溫度
3、查看蓄電池殼體極柱功用
季：
充電
年：
1、查看引線及端子的觸摸狀況，丈量饋電母線、電纜及銜接頭壓降
2、核對性放電實(shí)驗(yàn)
3、校對外表
4、容量實(shí)驗(yàn)（三年一次）
在冠軍蓄電池的保護(hù)過程中，應(yīng)當(dāng)注意以下幾個方面：
1、充電設(shè)備的浮充電壓值有必要堅(jiān)持在±1％的差錯之內(nèi)，波紋系數(shù)≤2％，具有過流、過壓、欠壓主動報(bào)警功用。
2、蓄電池每年以實(shí)踐負(fù)荷做一次核對性放電實(shí)驗(yàn)，放電電流0.1CA放出額外容量的30％－40％，放電時每小時應(yīng)測一次電壓（單體及電池組），放電電流，環(huán)境溫度，放電后應(yīng)進(jìn)行均衡充電然后轉(zhuǎn)浮充運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、每半月應(yīng)測一次電池單體電壓及總電壓并保存記載，查看外觀是不是清洗，有無變形和發(fā)熱。
4、熱脹冷縮會致使銜接線松動，每月應(yīng)查看一次銜接導(dǎo)線是不是結(jié)實(shí)，是不是有腐蝕，并及時進(jìn)行替換或緊固。
5、正常浮充時不需求均衡充電，如有下列狀況應(yīng)均衡充電：
ａ、正常浮充時，單體電池誤差大于±50ｍｖ
ｂ、單個單體電池電壓低于2.20V
ｃ、長時間浮充電壓偏低，每半年一次
ｄ、放電后，放置期超越24小時
ｅ、深度放電放出容量大于0.7C
ｆ、長時間小電流放電。
6、應(yīng)每月對蓄電池進(jìn)行打掃，可用棉布和肥皂水清洗電池，但不得運(yùn)用酒精等有機(jī)溶劑。
7、應(yīng)堅(jiān)持冠軍蓄電池室的溫度在5－30℃。

電力系統(tǒng)用閥控密封鉛酸蓄電池的維護(hù)
    
閥控密封鉛酸蓄電池（VRLA）以其密封無污染、免維護(hù)、自放電小等特點(diǎn)在電力系統(tǒng)得到廣 泛的應(yīng)用，通常又被稱為“免維護(hù)蓄電池”；由于在實(shí)際維護(hù)工作中，常常被誤認(rèn)為是不需要維護(hù)的蓄電池，但“免維護(hù)”不是不維護(hù)，它是相對于原有開放型富液鉛酸蓄電池維護(hù)量少而言。電力系統(tǒng)用VRLA一般容量大，大多作為直流電源的后備，在停電和事故狀態(tài)下投用。在電力中斷時，許多重要的設(shè)備必須靠蓄電池來維持運(yùn)行。因此必須在日常工作中注重鉛酸蓄電池的維護(hù)方法，從環(huán)境溫度，放電電流，放電時間，均充浮充電壓等綜合維護(hù)，才能保證電池容量和使用壽命，避免在電力事故停電時帶來慘重的經(jīng)濟(jì)損失。

維基蓄電池MFJ12-88

MFJ系列電池的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：

· 深度放電后回充性強(qiáng)，甚至在放電后在未及時補(bǔ)充電的情況下容量能100%得到回充。

· 是最理想的用于循環(huán)使用的電池——最適于每天使用。

· 長時間放電具有優(yōu)越的性能。

· 更適合于高溫環(huán)境使用。

· 適于電力干線供電不穩(wěn)定的環(huán)境。

· 無流動性的膠體電解液，使電解液在電池內(nèi)部不產(chǎn)生分層現(xiàn)象。

· 無需平衡充電。

· 自放電小。

· 非常準(zhǔn)確的酸量控制，有效地保護(hù)了正極板并極大地提高了電池壽命。

· 采用厚極板，減小了板柵的腐蝕，并極大地提高循環(huán)壽命。

· 內(nèi)阻低，充電接受能力強(qiáng)。

· 與MF電池相比，在正常的充電條件下，電池內(nèi)部水份損耗非常小。

· 德國先進(jìn)技術(shù)造就的高分子聚合物隔板，提高了電池的性能及壽命。

· 隔板超高機(jī)械強(qiáng)度隔板的應(yīng)用，避免了短路的產(chǎn)生的可能。

· 在沒有完全充足電的情況下，可以對電池進(jìn)行放電，且對電池不會有任何損壞。

維基蓄電池MFJ12-50

MFJ12V系列蓄電池基本規(guī)格：

維基蓄電池MFJ12-24

MFJ膠體蓄電池特性曲線

維基蓄電池MFJ12-12

通過化學(xué)反應(yīng)來取得能量，是一種通過化學(xué)反應(yīng)來獲取電能的器件，又叫化學(xué)電源。化學(xué)電源是在氧化還原的電化學(xué)過程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化微電能的。它的結(jié)構(gòu)跟普通電池一樣，是由正極、負(fù)極、電介質(zhì)構(gòu)成。在工作時，正極和負(fù)極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而放電，因此冠軍蓄電池在使用后，鉛酸蓄電池通過極板生成，在正極板上生成二氧化鉛，正極負(fù)極電位不同，分別為1.682V一0.395V（對于單個電壓為2V的鉛酸蓄電池而言）。可以在很大的溫度范圍正常工作，一般廠家的鉛酸冠軍蓄電池工作的溫度范圍都在一40℃一65℃之間。
實(shí)際上也與冠軍蓄電池內(nèi)阻有關(guān)，有一定的對應(yīng)關(guān)系。蓄電池內(nèi)阻越小，容量越大。但是，冠軍蓄電池的容量與環(huán)境溫度有很大的關(guān)聯(lián)，這點(diǎn)大家應(yīng)該比較容易理解，因?yàn)槠�車蓄電池本身就是化學(xué)電池，溫度不同，化學(xué)反應(yīng)的速度不同，體現(xiàn)的容量就有差異了。因此，選擇蓄電池時，在南方高溫環(huán)境和北方低溫環(huán)境就是需要考慮的因素。
極板的表面會析出硫酸鹽，冠軍蓄電池逐漸的覆蓋于極板表面，而硫酸鹽具有極強(qiáng)的抵抗，析出的硫酸鹽阻礙了極板的電通，增大了鉛酸電瓶的內(nèi)部抵抗，因此充電電流被限制變小，同時被充滿前就停止了充電，原因是強(qiáng)大的內(nèi)部抵抗讓冠軍蓄電池的電壓上升，充電回路顯示充滿電而停止充電，一直保持容量很少的狀態(tài)，并且會不斷析出硫酸鹽，使電池的性能急劇降低，硫酸密度也隨之下降，冠軍電池廠家因此說硫酸鹽是決定冠軍蓄電池壽命的的最大要因。

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