UPS電源鉛酸電池損壞的四個原因:
①失水 ②硫化物 ③不平衡 ④熱失控,前兩者占市場上電池損壞的97%。
1分析:鉛酸蓄電池失水的主要原因
鉛酸電池在充電過程中是最大的問題。
根據(jù)美國科學家(J.A.Mas)對鉛酸蓄電池充電過程中氣體釋放的原因和規(guī)律的研究,在充電過程中,充電電流超過臨界放氣曲線的部分只能使電池與水發(fā)生反應產生氣體并升溫,不能增加電池的容量
1恒流充電階段,充電電流保持恒定,充滿功率快速增加,電壓升高;
2恒壓充電階段,充電電壓保持恒定,充電電力繼續(xù)增加,充電電流減小;
3電池充滿,電流低于浮充轉換電流,充電電壓降至浮充電壓;
4浮充電階段,充電電壓保持浮充電壓;
普通三相充電的第一階段是恒流充電,主要是考慮到電路設計更方便,而不是最佳的電池性能設計。
根據(jù)鉛酸蓄電池充入氣體的演變過程,三相充電過程中一般的氣體釋放過程如下:恒流充電的最后一個周期和恒壓充電的預充電,電流超過臨界氣體的演變范圍,導致電池的氣體放出,導致壽命下降。
超過臨界氣體釋放范圍的電流只會導致電池產生氣體和溫度升高,而不會轉化為電池能量,從而降低了充電效率。
解決方法:脈沖解決失水問題 智能脈沖恒定速度的階段比普通充電器的恒流+恒壓階段縮短近一個小時,而這一個小時的高壓充電是水分分配的關鍵時刻。智能脈沖在打開電壓參數(shù)的基礎上,把光線轉換成智能脈沖是非常準確的,而普通的充電器以電流參數(shù)為指標,一旦電池硫化,內阻增大,充電電流也增大,很容易造成高壓段長時間充電,加速水解。
2分析:鉛酸電池固化的原因
電池在充電過程中長期過度充電和充電不足,使用大電流放電,極易導致電池固化。它的外觀是:一個燈,一個充滿電,稱之為電池“假貨損壞”。硫酸鹽硫酸鹽附著在板上,減少了電解質和板的反應區(qū)域,電池容量迅速下降。失水會增加電池的固化;硫化會增加電池的失水量,容易形成惡性循環(huán)。
智能脈沖充電器:①恒功率,②智能脈沖,③滴灌
普通三級:①恒流,②恒壓,③浮充
3分析:鉛酸電池不平衡
一個電池由三到四個。由于制造過程中,每個電池的絕對平衡無法實現(xiàn)。普通充電器的平均電流先用小容量單電池充電,形成過充電。當電池放電時,小容量電池首先被放電完畢,并形成過放電。長期的惡性循環(huán),讓整個電池出現(xiàn)單一的落后,讓整個電池報廢。三級充電器浮充級,小電流500mA,其作用是補償充電,使電池充滿。但是它也帶來了兩個副作用:(1)充滿電,過量電流不斷,電能轉化為熱量,水分解,加速水分的分配; (2)小電流充電,造成大電流分叉,容易造成電池組不平衡。
4分析:鉛酸電池熱失控問題
電池變形不是一個突然,往往是一個過程。當電池充電到容量的80%時,進入高壓充電區(qū)。此時,氧氣首先在正極板上沉淀,氧氣通過隔膜上的孔達到負極板。氧氣復蘇反應在負極板上進行:2Pb+O2(氧氣)=2PbO+Q(加熱);PbO+H2SO4=PbSO4+H2O+Q(熱量)。當反應達到90%時,氧氣產生速率增加,陽極開始產生氫氣。大量氣體的增加導致電池的內部壓力超過閥門壓力,安全閥打開,氣體逸出,最終失去水分。2H2O=2H2↑+O2↑。隨著電池循環(huán)次數(shù)的增加,水逐漸減少,電池出現(xiàn)如下:
1氧“通道”變平滑,“通道”產生的正氧化很容易達到負值;
2熱容量減小,電池熱容量最大,失水量最大,電池熱容量大大降低,電池產生的熱量溫度迅速上升;
3由于失水電池超細玻璃纖維隔板發(fā)生收縮,使正負極板粘附性變差,內阻增大,充放電過程中熱量增加。經(jīng)過以上過程,電池內部產生的熱量只能通過電池槽熱量,如發(fā)熱量小于發(fā)熱量,即溫升現(xiàn)象。溫度上升,使電池的演變過電位降低,氣體放出量增加,大量正極氧化通過“通道”在負極表面發(fā)生反應,發(fā)出大量熱量,使溫度迅速升高形成一個惡性循環(huán),即所謂的“熱失控”。
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