蓄电池选型介绍及释氢分析ppt课件.ppt

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1、蓄电池选型介绍及释氢分析电气设计研究部2012年9月汇报内容一、蓄电池的定义和分类二、蓄电池的种类三、阀控铅酸蓄电池四、镍镉蓄电池五、释氢分析六、总结和问题一、蓄电池的定义和分类原电池(一次电池)：放电一次，不可再充电；蓄电池(二次电池)：放电后可以再次充电恢复电能储存；按应用分类——作为能量储存装置，需要时，将储存的能量提供给负载。如作为应急电源系统和备用电源，作为动力回收系统或电力系统负荷调节系统；——作为便携式用电设备、电动工具和电动车辆的能量源。二、蓄电池的种类铅酸电池；——富液式：开口式、固定式、占地面积大、溢出酸雾、定期加水、低温性能差；寿命长；(近期出现富液式+水份重组阀类型)—

2、—阀控式(VRLA)：便携式或固定式；分为贫液式、胶体式；VRLA电池主要用途是备用电源；但存在如下问题：——负极自放电大，导致低荷电状态和容量严重降低；——热失控，及环境温度敏感及充电敏感；因此：在低功率UPS应用中，由铅酸电池到镍镉电池的转换是一种设计和应用的趋势。二、蓄电池的种类碱性蓄电池——铁镍蓄电池，车辆用，已逐步淘汰；——氧化银蓄电池，军事及空间应用，成本很高；——锌镍蓄电池，轻便车辆用，循环寿命较低；——氢电极电池，航天领域和电动车，成本很高；——锌二氧化锰电池，便携工具设备，循环寿命和倍率差；——锂离子蓄电池，电子电信市场为主，成本较高；——镍镉蓄电池：应用最广泛，成本只高于铅

3、酸，低于其他——袋式极板结构：最常见、最常用——烧结极板结构：高放电率和低温性能更出色，还可细分为泡沫镍电极、纤维镍电极和涂膏式电极；——密封式：与密封铅酸电池相似(电子产品、设备类)三、阀控铅酸蓄电池化学原理当电池充电接近完成且大部分PbSO4已经被转化为Pb和PbO2时，过充电反应就会开始，导致氢气和氧气的生成并损失水。VRLA技术特点——氧气复合原理：过充电过程产生的大部分氧气能够在内部重化合——纯铅锡合金板栅的应用减少氢气的生成，氢气通过塑料壳和排气孔释放出去。——为了减少析氢，对充电器的技术要求较高；——可以在排气孔安装催化栓，使氢气与氧气再次化合达到平衡；水份重组一般特性——密封：

4、不是真正密封，通过减压阀控制气体排出；——免维护：壳盖密封技术使电池理论上不能进行再次修理；三、阀控铅酸蓄电池VRLA电池性能特征(以方形电池为例)——放电曲线(20摄氏度，C20率)三、阀控铅酸蓄电池VRLA电池性能特征(以方形电池为例)——温度与放电率对电池放电容量的影响三、阀控铅酸蓄电池VRLA电池性能特征——温度与电池预期寿命的影响曲线(温度敏感性)四、镍镉蓄电池化学原理发展过程——袋式极板结构(有极板盒式开口镍镉电池)：可靠、耐用、长寿、使用温度范围宽、结构坚固、能承受过充、反极、短路等滥用、低维护——烧结式极板结构：极板厚度更薄，内阻更小，高倍率性能和低温性能更优良；烧结式极板的发

5、展——纤维极板镍镉电池(FNC)烧结式极板的发展——密封免维护镍镉电池：采用与VRLA类似技术——黏结式电极结构：主要用于航空和便携式密封电池。对“开口”(VENT)的说明：“开口”的意义并不是字面上理解的电池敞开的意思。是指电池正负极之间设置有气体阻挡层，防止电池内生成的气体复合，当过充时，水被电解并通过安全阀将氢气和氧气排出，消耗了水。四、镍镉蓄电池镍镉蓄电池特性——放电特性：分低倍率、中倍率、高倍率——标称电压1.2V，20摄氏度下袋式极板/黏结式极板高倍率型，C5率：四、镍镉蓄电池镍镉蓄电池特性——温度对电池容量的影响——温度下限：标准电解质-20摄氏度，增大电解质浓度可降至-50摄氏

6、度——温度上限：45摄氏度通常是镍镉电池长期工作的温度上限；——曲线如下，选取中等倍率袋式极板镍镉电池，C5率；四、镍镉蓄电池综合放电特性(ALCAD英国/SAFT法国，袋式极板)四、镍镉蓄电池使用寿命(充放电循环次数/时间)——正常条件下循环寿命2000次以上；时间为8至25年；——影响寿命因素：温度(主要是高温)、放电深度、充电制度记忆效应——仅存在于烧结式镍镉电池，完全可逆，通过深度维护循环可恢复；——袋式极板、纤维极板、黏结极板式电池无此效应；四、镍镉蓄电池-开口烧结式开口烧结式镍镉电池——技术成熟——体积比能量比袋式极板电池高出50%——薄极板设计，低内阻，高倍率特性，低温性能优良；

7、——放电电压平稳，适合高功率应用，广泛用于发动机启动和低温环境应用——成本较高——有记忆效应(可逆)——为延长寿命需要充电系统具有温度控制开口原理——正、负极间以隔膜隔开，作为气体阻挡层和绝缘层；——电解质较多，将极板和隔膜完全淹没，属于”富液型电池”；——开口电池在充电终点时电压升高，可作为充电控制标志；四、镍镉蓄电池-开口烧结式析氢反应——开口式电池负极充电至基本达到100%荷电状态时，开始析