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关于铅酸蓄电池的技术性能参数

浏览:10579  来源:通信人在线  日期:2019-07-03

铅酸蓄电池(lead acid battery)根据GB/T 2900.41的定义:是指含以稀硫酸为主的电解质、二氧化铅正极和铅负极的蓄电池。在通信电源系统中使用的高电压、大容量蓄电池主要是铅酸蓄电池,而且已由传统的固定式防酸隔爆式铅酸蓄电池发展为如今大量使用阀控式密封铅酸蓄电池(VRLAB)。下述主要对铅酸蓄电池相关技术性能参数要求做一介绍,同时介绍通信用铅酸蓄电池的一些技术性能参数要求。目前通信用铅酸蓄电池仍有少量的固定式防酸隔爆式铅酸蓄电池在使用。

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一、名称与型号的命名方法

在我国,铅酸蓄电池的名称、型号的编制与命名方法是遵循我国机械行业标准JB/T 2599《铅酸蓄电池名称、型号编制与命名办法》的规定的。

1、名称与分类

铅酸蓄电池的名称的命名方法是根据其主要用途和结构特征来确定。如按主要用途有“启动型铅酸蓄电池”、“固定型铅酸蓄电池”等等;按结构特征有阀控式、密封式、胶体式等等。目前通信电源系统大量使用的铅酸蓄电池是属于固定型阀控式密封铅酸蓄电池,也有固定型阀控式密封胶体铅酸蓄电池等。

依据铅酸蓄电池名称的命名法,其蓄电池的主要用途的代号和结构特征的代号分别详见下表1-1-1和表1-1-2

1-1-1:铅酸蓄电池的主要用途代号

1-1-2:铅酸蓄电池的结构特征代号

实际上从铅酸蓄电池名称的命名也体现了铅酸蓄电池分类方法,下表1-1-3收集了其铅酸蓄电池的分类、含义及特征,供参考。

1-1-3:铅酸蓄电池的分类、含义及特征

2、型号的命名

铅酸蓄电池的型号命名方法是用汉语拼音字母(或英语字头)和阿拉伯数字所表示。优先使用汉语拼音,当其无法表述时方可使用英文字头(为IEC所提及的英文铅酸蓄电池的词组)。铅酸蓄电池的型号由三部分组成:串联单体蓄电池数;蓄电池的用途与结构特征代号;标准规定的额定容量,三者之间用符号“-”隔离。如下图1-2所示;如3个串联单体电池、容量为100Ah的固定型阀控式、密封式铅酸蓄电池的型号为3-GFM-1003GMF-100

1-2:铅酸蓄电池的型号组成

需注意的是,串联单体蓄电池数是指在1只整体蓄电池槽或一个组装箱内所包括的串联单体蓄电池数,数目为1时可省略。对于通信用铅酸蓄电池的容量应为10小时放电率C10的容量。

二、结构与规格尺寸

依据GB/T 19638.2《固定型阀控式铅酸蓄电池 2部分:产品品种和规格》,将固定型阀控式蓄电池,按2V系列和12V系列给出了其结构和规格尺寸。若要详细了解固定型阀控式蓄电池结构和规格尺寸的请查阅下附件。在该标准中,其2V系列的电池容量最小为100Ah,最大为3000Ah

附件:GB/T 19638.2-2014《固定型阀控式铅酸蓄电池 2部分:产品品种和规格》

三、原料与材料

铅和硫酸是铅酸蓄电池的主要化学原料。

1、铅

铅的各种物理性能详见下表3-1;依据GB/T 469《铅锭》的规定,我国铅的牌号分为5个牌号:Pb99.994Pb99.990Pb99.985Pb99.970Pb99.940。其化学成分应符合GB/T 469中的规定。

3-1:铅的各种物理性能

2、硫酸

依据GB/T 625《化学试剂 硫酸》的规定,硫酸的规格及其化学成分应符合下表3-2-1的规定。

3-2-1:硫酸的规格及其化学成分

另外,硫酸电解液浓度的表示法有:质量百分比浓度(w B)、物质B的质量浓度(ρ B)、物质B的质量摩尔浓度(m B)、物质B的量浓度(c B),它们之间的换算公式详见下表3-2-2

3-2-2:硫酸电解液浓度间的换算

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3、材料

对于铅酸蓄电池的制作材料,其极板应符合GB/T 23636《铅酸蓄电池用极板》的规定;其隔板应符合GB/T 28535《铅酸蓄电池隔板》的规定;其电池槽应符合GB/T 23754《铅酸蓄电池槽》的规定。对于VRLA,电池外壳(槽、盖)材料的选择,对电池的失水有一定的影响,几种外壳材料对水蒸气和氧气的相对渗透率详见下表3-3

3-3VRLA几种外壳材料对水蒸气和氧气的相对渗透率特性

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固定型阀控式铅酸蓄电池由于是成组使用,其连接方法有两种:一是用导电板连接,另一种是使用连接线连接。导电板或连接线使用耐酸六角螺栓与电池端子连接通常情况选用螺丝杆的直径为6mm~12mm

四、内部特性与参数

1、活性物质

对于铅酸蓄电池,在活性物质一定时,与电解液直接接触的几何面积增加、极板厚度减薄,活性物质利用率将提高,电池容量将增加。不同放电率时极板厚度与活性物质利用率、电池容量的关系详见下表4-1

4-1:不同放电率时极板厚度与活性物质利用率、电池容量的关系

2、内阻

铅酸蓄电池的内阻不是常数,在充电、放电过程中随时间不断的变化,在小电流放电时可以忽略不计,大电流放电时电压降损失可达数百毫伏,应重视。在充电状态下单体电池内阻,对于极板、隔板和电解液的分布详见下表4-2

4-2:铅酸蓄电池内阻的分布

五、容量特性

蓄电池组所有的技术指标中,最根本的指标为电池容量。

固定防酸铅式蓄电池容量是以10小时率放电容量C10100%作为额定容量,放电电流是以10小时率放电电流为1的倍数计算,则固定防酸铅式蓄电池容量应达到的数值(额定容量的百分数)详见下表5-1;固定防酸铅式蓄电池的主要技术性能指标详见下表5-2

5-1:固定防酸铅式蓄电池容量应达到的数值

5-2:固定防酸铅式蓄电池的主要技术性能指标

阀控式密封铅酸蓄电池容量也是以10小时率放电容量C10100%作为额定容量。10小时率容量第一次循环放出容量95% C10,第三次循环放出容量100% C103小时率和1小时率的容量应分别在第四次和第五次以前达到。

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那么防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池,电池放电率与放电容量的关系详见下表5-3。蓄电池放电时,环境温度对放电容量的影响是很大的,环境温度对放电容量的影响情况详见下 5-4

5-3:电池放电率与放电容量的关系

5-4:环境温度对放电容量的影响情况

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