节能型铅酸电池免维护矿灯研究报告

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1、节能型免维护铅酸电池矿灯研究报告目录1概述11.1矿灯行业的发展现状11.2矿灯的类型21.3现阶段矿灯存在的不足31.4问题的提出42节能型免维护铅酸电池矿灯研制52.1课题来源和要求52.2研制方案提出52.3研制方案的比较及确定62.4节能型免维护铅酸电池矿灯的结构62.5节能型免维护铅酸电池矿灯的特点72.5.1阀控式密封免维护铅酸蓄电池82.5.2光源（灯头）的本安型设计112.5.3控制电路122.6主要技术参数152.7使用范围和环境条件153工业性试验164应用及效果分析175技术创新点196综合效益分析206.1社会效益206.2经济效益207结论22节能型免维护

2、铅酸电池矿灯的研制与应用1概述1.1矿灯行业的发展现状我国矿灯行业从六十年代开始，由当时的上海煤研所和上海矿灯厂、抚顺矿灯厂联合研制8型矿灯进行起，至今已近五十年，经过几代研发人员的努力，对产品进行了不断改进和创新。回顾矿灯行业的发展史，大致经历了三个阶段：六十年代初到七十年代末，是国产矿灯的起步和发展阶段，我国矿灯产品从无到有逐步发展壮大，结束了矿灯依赖国外进口的历史，主要生产KS8型及KS7型矿灯。八十年代至九十年代，是矿灯的全塑化发展时期和灯头的双光源结构开发期。在这期间开发的全塑KS8(A)型单丝矿灯，其重量轻，结构简单，携带方便，受到广大煤矿职工的欢迎，得到了较大的推广。

3、而双灯丝矿灯，由于增加了灯头的维护难度，加上价格因素的制约，并未形成气候。九十年代后期至今，是矿灯的免维护化和矿灯的小型化及电源的多样化发展阶段。在矿灯电池的免维护化，电源的小型化、多样化方面进行了探索和试验，已取得一定成果，形成了镍氢矿灯、锂电矿灯等多种规格的系列产品。由于受到煤矿特定使用环境的制约，镍氢矿灯、锂电矿灯虽然显示出了自身的优越性，但在安全性、可靠性方面还未完全达到煤矿井下的要求。在国外，如美国、英国等国家，煤矿井下仍使用铅酸蓄电池矿灯。在光源方面，美国、英国等国家采用双灯丝结构；德国、俄罗斯采用双灯丝或双灯泡的结构。根据国外发展情况和我国煤矿实际预测，矿灯以免维护蓄

4、电池为电源，以LED为光源的技术方案，应为国内煤矿井下使用的矿灯产品近期发展趋势。1.2矿灯的类型现阶段煤矿使用的矿灯大至分为三类：铅酸电池矿灯、镍氢电池矿灯、锂电池矿灯。普通铅酸矿灯的蓄电池极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短、日常维护频繁。镍氢矿灯的镍氢电池是以镍镉电池技术为原型改进的，镉电极被储氢合金取代，应用在镍氢电池上。它的缺点是严重过放电、长期存放不用，电池自放电过大内部正负电极易造成短路。锂电矿灯的锂电池大致为三类：一是钴酸锂电池；二是锰酸锂电池；三是聚合物锂电池。这三

5、种电池都不同程度地存在着过充或过放所产生的爆炸问题，而钴酸锂电池因活性最高、体积小，安全性能最差。随着科学技术的不断发展，新材料新技术取代传统材料和传统技术已成为必然趋势。我公司研制的节能型铅酸免维护矿灯，在结构上进行了彻底的改造，电池电解液消耗量非常小，在使用寿命内不需补充蒸馏水，耐震、耐高温、体积小、自放电小，使用寿命可达普通蓄电池的两倍。1.3现阶段矿灯存在的不足矿灯是矿工的眼睛，是其煤矿安全和生产的保障。根据现代化矿井发展的需要，利用新科技成果，开发新型矿灯是实现煤矿本质安全的必然要求。矿灯的安全性和质量可靠性与煤矿安全生产息息相关。随着煤矿本质安全建设的不断深化，对矿灯也

6、提出了更高的要求。矿灯的安全性、可靠性和便携性是每个煤矿职工的不懈追求。以镍氢电池、锂离子电池作为矿灯电源，实现了矿灯的便携性。但是，镍氢电池的记忆效应，也造成了使用上的不便，常常引起电池提前失效，一旦发生过充电以后，就会形成单体电池隔板熔化的问题，导致整组电池迅速失效。如反极充电会造成电池内压升高，激活安全阀，使电池泄漏，甚至破裂。长期储存也会加速电池自放电和活性物质钝华。锂电池因热冲击安全性能不稳定，发生过锂电矿灯在井上充电爆炸、井下放电起火的案例。2006年8月，美国召回180万个苹果电脑，戴尔召回410万个笔记本电脑，都因锂电池充电时过热、有爆炸危险。目前，世界各国的煤矿井

7、下很少有使用锂电池矿灯。我国在贯彻CB7957-2003《矿灯通用安全要求》标准时，将新型矿灯理解为锂电矿灯是不科学的。按照煤矿本质安全的要求，新型矿灯应该是安全性、节能性和可靠性更符合煤矿安全生产要求的矿灯。1.4问题的提出针对以上存在的问题，我们设计一种符合煤矿本质安全要求，且重量轻、体积小、安全可靠的节能型免维护铅酸电池矿灯。2节能型免维护铅酸电池矿灯研制2.1课题来源和要求开发节能型免维护矿灯是根据国内煤矿安全现状而提出来的。近年来，我国煤矿使用的锂电池矿灯、