欢迎光临上海国际ag旗舰厅电子科技有限公司
-->
返回列表
您当前的位置:国际ag旗舰厅 > 新闻动态 > 行业新闻 >

UPS用VRLA蓄电池早期失效理会及处罚

时间:2020-06-05 09:09 来源:国际ag旗舰厅 点击:

  VRLA蓄电池(Valve Regulated Lead Acid,简称VRLA电池)早期失效指的是一些VRLA蓄电池组在使用过程中,其容量仅在数个月或1年就低于额定值的80%;或整组VRLA蓄电池虽然普遍很好,但其中个别VRLA蓄电池的性能急剧变差。由于在VRLA蓄电池极板设计中,采用了低锑或无锑的板栅合金,使其早期容量损失容易在以下条件下发生:①不适宜的循环条件,诸如连续高速率放电、深放电、充电开始时低密度;②缺乏特殊添加剂,如Sb、Sn、H3PO4;③低速率放电时,高的活性物质利用率、电解液过剩,极板过薄等;④活性物质视密度过低,装配压力过低等。

  对于使用不到6个月循环寿命就提前终止的VRLA蓄电池,经解析发现80%以上的VRLA蓄电池的单元开路电压(OCV)、内部电阻(IR)均正常,用电感耦合等离子发射光谱(ICP)分析电解液中各种金属含量均正常,因此判断VRLA蓄电池本身没有制造缺陷。在对VRLA蓄电池进行单元放电,发现VRLA蓄电池的容量低是由正极板的容量低下所决定的。经过解析发现毫无例外地存在着正极板活性物质软化现象,其中程度严重的正极板活性物质已经大面积脱落。对容量衰减的VRLA蓄电池的正极板和制造初期品的正极板进行了X射线分析,发现和制造初期品相比,不良VRLA蓄电池的正极板中-PbO2比例明显增多。

  根据上述结果,分析这些VRLA蓄电池是由于长期过充电造成其循环寿命提前终止的,其机理是正极活性物质中的-PbO2和-PbO2的相对含量随放电循环而变化,即放电时-PbO2逐渐转化为PbSO4,PbSO4充电时转化为-PbO2,随着循环,-PbO2比例增加,如果过充电,-PbO2比例便会快速增加,由于-PbO2的硬度较低,所以-PbO2增加会引起活性物质之间的结合逐渐减弱,正极活性物质在充电过程中析出O2的冲击下,密度下降,最后软化脱落,导致VRLA蓄电池的寿命提前终止。解析VRLA蓄电池时,发现正极板活性物质软化。在做X射线分析时,发现正极板中-PbO2比例增多,都验证了上述推断的正确性。

  VRLA蓄电池组中,若有个别VRLA蓄电池落后,那么在恒电流充电时,一是电压会迅速升高,即在整组VRLA蓄电池尚未充足电时,落后VRLA蓄电池已处于过充电状态,落后VRLA蓄电池的温度升高导致失水速度加大,并导致整组VRLA蓄电池充电电压升高;二是会引起整组VRLA蓄电池充电电流下降,延长充电时间。

  若个别VRLA蓄电池出现内部短路时,其充电电压就低于其他VRLA蓄电池,当整组VRLA蓄电池已充足电时,该落后的VRLA蓄电池却尚未充好。长此下去就会出现恶性循环,影响整组VRLA蓄电池的性能。

  在多组并联使用的VRLA蓄电池中,若有一组VRLA蓄电池失效,则在充电时会出现各组VRLA蓄电池充电电流不匀(即偏流)现象。若发展下去,会导致正常的VRLA蓄电池组提前失效。

  研究发现一组正常的VRLA蓄电池极板,要充入和放出全部电容量,必须保证极板表层到深层的化学通道的畅通,其孔隙通道的微观几何尺寸越大,孔隙越多,放出的容量就越高,电流就大。而这个条件一旦被破坏,容量就会降低,电流会减小,即使是新的VRLA蓄电池也不例外。电化学分析表明,即使正负极板全部转化成了氧化铅和二氧化铅,其容量依旧会大幅度降低,这种状态是种典型的早期容量衰竭的特征。

  通过电化学分析表明,若VRLA蓄电池一天只有30~60min左右的时间在放电,其余时间都在充电。VRLA蓄电池极板50%~70%左右的氧化铅常年不参与工作,但是每次VRLA蓄电池充电时的氧化还原反应的游离产物都会对VRLA蓄电池极板的深层通道产生沉积,经过数百次的连续沉积,极板的深层通道便被堵塞,VRLA蓄电池容量就仅剩下经常使用的那一部分了,同时由于极板常年处于临界高电压过充状态,因此氧化铅和二氧化铅产生严重的晶格变异并形成大量型氧化铅结构,造成了充足电就是放不出来的现象。

  造成VRLA蓄电池早期失效主要有以下原因:①VRLA蓄电池设计欠妥。实践表明,在VRLA蓄电池中,正负极板跟玻璃纤维隔板中电解液脱离接触是导致VRLA蓄电池早期失效的根本原因。为此,应当适当提高极群组装压力,使AGM隔板压缩率达到15%~20%;同时适当增加电解液量,并在VRLA蓄电池外壳强度允许的条件下,适当提高安全阀的开启压力,以减少安全阀开启次数和失水;②生产工艺和原材料。一组VRLA蓄电池中出现个别早期失效的VRLA蓄电池,一般是由于生产过程中的个别偶然因素引起的。比如在焊接极群组时有微小铅粒落入极群组中、加酸量控制不严、不合格部件装入、某些原材料不合格等。为此,必须在VRLA蓄电池的生产中严格控制各工序的质量;③维护工作跟不上。过去有人把VRLA蓄电池称之为“免维护”蓄电池,在使用过程中不去注意维护,使VRLA蓄电池性能迅速变差。所以应当消除这一误解,明确VRLA蓄电池只是减少了维护工作量,并不是不需要日常维护工作。为避免VRLA蓄电池组中混入早期失效的单体VRLA蓄电池,应在新VRLA蓄电池装入系统之前进行一次检查性深放电,即以10h率放电电流放至1.80V(相对于2V的VRLA蓄电池)左右,然后再充足电进入系统中运行。如果各个VRLA蓄电池在放电终止前的电压差别不大,比较均匀,则本组VRLA蓄电池性能一定不错;若其中有个别VRLA蓄电池电压下降很快,则很可能是落后的VRLA蓄电池,必须查明原因采取措施。

  VRLA蓄电池的早期容量损失(Premature Capacity Lose,PCL)经常在VRLA蓄电池深循环条件下发生,容量随着循环衰减很快。影响PCL程度的因素很多,在设计和制造VRLA蓄电池时,以下原因可以引起PCL:①使用Pb-Ca合金板栅时含锡量不足,一般认为含锡量0.2%~0.4%的正极栅可以避免,在深循环充放电条件下要求锡的质量分数在1.2%以上;②极板太薄;③铅膏视密度低;④装配压力不足;⑤电解液未起到限制容量的作用。

  在使用过程中,下述情况往往会引发PCL:①循环起始充电的电流密度低;②深度放电;③过充电大于120%;④恒压浮充电时,充电电压不够高;⑤长期贮存;⑥过高的活性物质利用率。

  铅钙合金系列VRLA蓄电池在使用过程中,经常莫名其妙的出现几只VRLA蓄电池容量下降,其主要原因是因VRLA蓄电池失衡引起的,由于采用铅钙合金系列的VRLA蓄电池的充足电压较高,一般12V的VRLA蓄电池充电电压大于16V。当充电电压过低时,就易引起VRLA蓄电池失衡。当各单格VRLA蓄电池组装在一起使用时,由于各单格VRLA蓄电池的自放电不可能绝对相等,自放电大一点的VRLA蓄电池,若采用恒压充电时,都不能完全充足电,未充足电的单格VRLA蓄电池未出现析气反应,极板接触电解液的相对面积就大,自放电就。


上一篇:ups电池接收_UPS电池修复手腕
下一篇:12VUPS电池接收