理士免维护铅酸蓄电池优缺点分析

由正、负极板、隔板和电解液、电池槽及连接条（或铅零件）、接线端子和排气阀等组成。
一、电池的主要部件
1、极板是蓄电池的核心部件，相当于蓄电池的“心脏”，其分为正极板、负极板。
2、隔板作用在于隔离正、负极板，防止短路，可称为“第三电极”。其作为电解液的载体，能够吸收大量电解液，起到离子良好扩散（离子导电）的作用。对于密封免维护理士蓄电池来说，隔板还可作为正极板产生氧气到达负极板的“通道”，使极板顺利地建立氧循环，减少水损失。隔板式蓄电池实现免维护的关键在于采用超细玻璃纤维。
3、电解液大部分是由纯水与硫酸组成，配以一些添加剂混合而成。
电解液主要作用在于两个方面：一是参与电化学反应，是理士蓄电池的活性物质之一;二是起导电作用，蓄电池使用时通过电解液中离子的转移，起到导电作用，使化学反应得以顺利进行。
4、安全阀是免维护铅酸蓄电池关键部件之一，位于蓄电池顶部，它起到作用在四个方面：
1）安全作用，即当蓄电池使用过程中内部产生的气体气压达到安全阀压力，开阀将压力释放，防止产
2）密封作用，当蓄电池内压低于安全阀的闭阀压力时安全阀关闭，防止内部气体酸雾往外泄露，同时也防止空气进入电池造成不良影响。
3）确保免维护铅酸蓄电池正常内压，促使蓄电池内氧气复合，减少失水。
4）防爆作用，某些安全阀装有防酸发、防暴片。如理士蓄电池。
此外，安全阀结构类型有很多，主要有帽式、伞状、片状等。常见的是由弹性较好的胶皮制作成帽式筏，其结构简单，使用故障率也低，因此被广泛采用。
江苏理士免维护铅酸蓄电池的主要构成
1)充电电流曲线:在充电开始阶段,充电电流是一个恒定值,随着充电时间的推移,充电电流逐渐下降,并最终趋于0。这是由于在放电过程中,理士蓄电池内的电荷大量流失,由放电转变为充电时,电荷的增长速度较快,化学反应将产生大量的气体和热量,对于密封电池来说,即使通过安全阀可以将气体和热量排放掉,但氢离子和水将同时损失掉,使电池的储能下降,因此必须限定充电的电流值,随着电池容量的恢复,充电电流将自动下降。充电电流下降10mA/Ah以下时即认为电池已基本充满,转入浮充电状态。电池放电越深,则恒流充电的时间越长,反之则较短。
2)充电电压曲线:在电池恒流充电阶段,电池的电压始终是上升的,因此有时又称为升压充电。当恒流充电结束时,电池的电压基本保持不变,称为恒压充电。在恒压充电阶段,电池的电流逐渐减小,并最终趋于0,结束恒压充电阶段,转入浮充电,以保持电池的储能,防止电池的自放电。
3)充电容量曲线:在恒流充电阶段,电池的容量基本呈线性增长;在恒压充电阶段,容量增长的速度减慢;恒压充电结束后,容量基本恢复到100%大约需要24小时左右;转入浮充电后,容量基本不再明显增长。由充电曲线还可以看到一组虚线,是理士蓄电池放电50%后的充电特性,与100%放电后的充电特性相比,恒流充电时间明显缩短,恒压充电9小时左右,容量基本恢复到100%。由以上可知:
恒流充电是为了恢复电池的电压;
恒压充电是为了恢复电池的储能;
浮充电是为了抑制电池的自放电或保持储能。

UPS设计的电池放电容量通常为50%～70%额定容量,一般放电后最好连续充电24小时。无论50%放电还是100%放电,恒流充电都是0.1C10(6A),恒压充电都是6.75V(2.25V/cell),这是在25环境温度下进行的。如果温度上升,则充电电压必须下降;否则电池内的化学反应会加强,产生大量的气体,使电池内的压力增加,并经减压阀将气体释放,使电池内的电解液减少,将造成电池的提早老化,减少电池的使用寿命。许多品牌UPS正是根据这一原理,设计了浮充电压随温度而变化的功能,以优化理士蓄电池的使用寿命。

特点
1）使用寿命长


高强度紧装配工艺，提高电池装配紧度，防止活物质脱落，提高电池使用寿命。


低酸比重电液，提高电池充电接受能力，增强电池深放电循环能力。


增多酸量设计，确保电池不会因电解液枯竭缩短电池使用寿命。


因此GFM系列蓄电池的正常浮充设计寿命可达15年以上(25℃)


（2）高倍率放电性能优良


高强度紧装配工艺，电池内阻极小，大电流放电特性优良，比一般电池提高20[%]以上。


（3）自放电低


高纯度原料和特殊造工艺，自放电很小，室温储存半年以上也可无需补电。


（4）维护简单


特殊氧气吸收循环设计，克服了电池在充电过程中电解失水的现象，在使用过程中电解液水份含量几乎没有变化，因此电池在使用过程中完全无需补水，维护简单。


（5）安全性高


电池内部装有特制安全阀，能有效隔离外部火花，不会引起电池内部发生爆炸。


（6）安装简捷


电池立式、侧卧、叠层安装均可，安装时占地面积小，灵活方便。


（7）洁净环保


电池使用时不会产生酸雾，对周围环境和配套设计无腐蚀，可直接将电池安装在办公室或配套设备房内，无需作防腐处理。


特性
o蓄电池具有自放电效应。从生产制造车间到用户使用，大约要延误数月的时间。以PA-NASONIC蓄电池为例，在30℃的环境温度下贮藏8个月，蓄电池的残存容量仅为出厂时的一半，因此对于新购买的与配套的蓄电池，一般要进行一次较长时间的充电，这叫做初充电。蓄电池的初充电电流大小应按0.1C来充电，蓄电池在放电终了后可进行再充电，这叫正常充电。目前在UPS中普遍采用两种充电方式:浮充和脉充。所谓浮充电是指整流器的输出与蓄电池并联工作，并同时向负载供电，实际上此时整流器提供的电流分两路，一路送给负载，另一路送给蓄电池，以补充蓄电池自身内部损耗，浮充充电工作方式接线简单，对改善UPS输出瞬态响应特性有好处。脉冲充电的特点是充电电流随蓄电池容量而变化，用这种方式充电，可以缩短充电时间。


1.充电电压


由于UPS蓄电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长蓄电池的使用寿命，UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，蓄电池充满后即转为浮充状态。


对于端电压为12V的蓄电池，正常的浮充电压在13.5~13.8V之间。浮充电压过低，蓄电池充不满，浮充电压过高，会造成过电压充电。当浮充电压超过14V时，即认为是过电压充电。严禁对蓄电池组过电压充电，因为过电压充电会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢和氧而逸出，使电解液浓度增大，导致蓄电池寿命缩短，甚至损坏。


2.充电电流


蓄电池充电电流一般以C来表示，C的实际值与蓄电池容量有关。举例来讲，如果是100Ah的蓄电池:C为100A。松下铅酸免维护蓄电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。


理想的充电电流应采用分阶段定流充电方式，即在充电初期采用较大的电流，充电一定时间后，改为较小的电流，至充电末期改用更小的电流。充电电流的设计一般为0.1C，当充电电流超过0.3C时可认为是过电流充电。避免用快速充电器充电，否则会使蓄电池处于“瞬时过电流充电”和“瞬时过电压充电”状态，造成蓄电池可供使用电量下降甚至损坏蓄电池。过电流充电会导致蓄电池极板弯曲，活性物质脱落，造成蓄电池供电容量下降，严重时会损坏蓄电池。


3.充电方式


铅酸蓄电池放电产物是硫酸铅，若不及时转化掉，会使蓄电池处于充电不足状态，从而降低蓄电池放电容量和缩短蓄电池使用寿命。因此，必须使蓄电池组处于充足电状态。对不同情况，可分浮充和均充。


(1)浮充充电。在线式蓄电池组是长期并联在充电器和负载线路上，作为后备电源的工作方式。一般情况下，都采用浮充充电，单体蓄电池电压控制在2.25V(相对于2V蓄电池)，并定期观察、记录浮充电压变化。如果单体蓄电池电压偏低，说明蓄电池充电不足，容量不够，应注意跟踪。


(2)均衡充电。所谓均衡充电是把每个蓄电池单元并联起来，用统一的充电电压进行充电。如果蓄电池组在浮充过程中存在落后蓄电池(单体电压低于2.20V，相对于2V蓄电池)，或浮充3个月后，宜进行均充过程，其单体蓄电池控制在2.35V，充6~8h(注意，一次均充时间不宜太长)，然后调回到浮充电压值，再观察落后蓄电池电压变化，如电压仍未到位，相隔两周后再均充一次。一般情况下，新的蓄电池组经过6个月浮充、均充后，其电压会趋于一致。均衡充电电流一般选0.3C或略小于0.3C。额定电压为12V的蓄电池，均衡充电电压一般选14.5V。


当UPS的蓄电池在使用中遇到下述情况之一时，要想恢复蓄电池的可充放电特性，应采用均衡充电的办法来解决。


1)过量放电使得蓄电池的端电压低于蓄电池所允许的放电终了电压。对12V的M型铅酸蓄电池而言，其放电终了电压为10.5V左右。


2)UPS蓄电池组中，各蓄电池单元之间的端电压差别超过1V左右。


3)长时间放置不用，超过静态存储时间的蓄电池。常温环境，一般UPS蓄电池的静态存储时间为9个月。当温度为31~40℃时，静态存储时间为5个月(包括新购蓄电池)。


4)重新更换了电解液的蓄电池。


5)放电后末能及时充电的蓄电池。


6)长期工作于浮充状态(即UPS长期工作于市电状态)并超过静态存储时间。


7)不慎放电，将蓄电池端电压放至低于终止电压。


对于NP6-12型密封式铅酸蓄电池，其均衡充电电压为14V左右，最大允许的均衡充电电流小于0.28C；对于LCL12V24P型密封式铅酸蓄电池，其均衡充电电压为14V左右最大允许的均衡充电电流小于8A。


(8)温度补偿。虽然蓄电池的工作温度范围很宽，可在-15~+45℃范围内运行，但是蓄电池运行最佳环境温度为25℃左右，如果环境温度变化较大，需用温度系数进行补偿(-3mV/℃)。


(9充电操作。蓄电池的初充电电流大小一般按说明书中的规定值，或按额定容量1/10的电流来进行。使用中正常充电时，最好采用分级定流充电方式，即在充电初期用较大电流，充电一定时间后，改用较小电流，至于充电后期，改用更小电流。这种充电方法的充电效率较高，它所需充电时间较短，充电效果也好，对延长蓄电池寿命有利。有的新型智UPS采用定期自动监测及循环充电的方式进行对蓄电池充电，以延长蓄电池寿命。


(10)治疗性充放电。对于蓄电池治疗性充放电过程，从放电容量和蓄电池电压值判断每只蓄电池的“健康情况”，因为不同放电容量过程中每只蓄电池的电压变化就代表了该蓄电池"健康"状况，如有不合格的蓄电池，应采取补救措施。


有些UPS蓄电池欠电压是由于UPS逆变器末级驱动电路损坏，造成蓄电池放电所致。若在修好电路故障后，应及时将蓄电池接入原电路充电，仍然会使蓄电池复好如初。问题在于欠电压的蓄电池无法使UPS启动成功。此时，可用如下办法解决:


1)先用好的蓄电池将UPS启动到市电状态后，再撤掉好蓄电池换上待充电的欠电压蓄电池。在调换蓄电池时，要求UPS空载运行。一般UPS迸入市电状态后，只要保持输入市电正常，撤掉蓄电池不会影响市电供电状态。给欠电压的蓄电池充电过程中，应注意观察蓄电池的充电电流。


2)将欠电压的蓄电池先充电到10.5V(相对于12V蓄电池)以上，便可使UPS成功启动。15000975843Q1113863524


4.放电要求


蓄电池实际放出的容量与放电电流有关，放电电流越大，蓄电池的效率越低。例如，12V/24Ah的蓄电池当放电电流为0.4C时，放电至终止电压的时间是1小时50分，实际输出容量17.6Ah，效率为73.3[%]。当放电电流为7C时，放电至终止电压的时间仅为20s，实际输出容量0.93Ah，效率为3.9[%]。所以应避免大电流放电，以提高蓄电池的效率。一般电路设计和用户选择负载时，都要保护UPS蓄电池逆变放电电流不超过2C。