018 VRLA蓄电池循环寿命与浮充电压关系的研究

蓄 电 池 Chinese LABATMan 2012 No.1 Vol.49 收稿日期：2011- 10- 14 1 前言 阀控式铅酸（VRLA） 蓄电池具有密封好、无 泄漏、无污染等优点，不仅免维护，经济性好，而 且能够保证在人体和用电设备安全的条件下全天候 工作，已广泛应用于各个领域[1]。由 VRLA蓄电池 组成的备用电源（如：UPS、EPS等） 长时间处在 浮充充电状态，只有在断电的情况下临时供电，备 用电源性能的好坏直接关系到生产、生活和军事领 域，甚至影响到人们生命财产的安全，因而浮充充 电对 VRLA蓄电池影响的研究显得尤为重要。本 文通过大量实验，研究了不同温度条件下浮充电压 对 VRLA蓄电池循环寿命的影响规律，最终达到 合理调整浮充电压，延长 VRLA蓄电池循环寿命 的目的。 2 影响浮充电压的因素 浮充电压的设置对 VRLA蓄电池的寿命具有 相当重要的影响，浮充电压产生的电流应达到补偿 自放电及电池单体放电电量和维持氧循环的需要。 2.1浮充电压过高对 VRLA蓄电池的影响 浮充电压过高时，板栅腐蚀现象加剧，电池内 的氧气和氢气产生较高气压，通过排气阀排放，从 而造成电池失水，正极腐蚀则意味着电池失水，进 一步加剧电池劣化，使循环寿命大大缩短。若浮充 电压超过一定幅度，增大的浮充电流会产生更多的 盈余气体，这样便使氧在负极复合受到阻力，从而 削弱了氧的循环机能[2]。 2.2浮充电压过低对 VRLA蓄电池的影响 浮充电压过低时，由于 VRLA蓄电池长期处 于欠压状态，氧复合效率降低，负极还原不彻底， PbSO4长时间积累形成不可逆的晶体，负极板逐渐 钝化，最终导致容量大幅衰减[3]。 VRLA 蓄电池循环寿命与浮充电压关系的研究 张 磊，杨学光，拾华杰，尚修香 （空军勤务学院，江苏 徐州 221006） 摘要： 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了温度对阀控式蓄电池浮充电压的影响，进行了不同温度下浮充电对比实验。通过 数据分析找出了浮充电压与温度的关系，为阀控式蓄电池的维护保养提供了依据。 关键词：阀控式蓄电池；浮充充电；温度 中图分类号：912.4 文献标识码：B 文章编号：1006- 0847(2012)01- 18- 03 Relationship between cycle life and floating voltage of VRLA batter ies ZHANGLei, YANGXue- guang, SHI Hua- jie, SHANGXiu- xiang （Department of Air Four Stations, Air Force Service College, Xuzhou Jiangsu 221006, China） Abstract: This paper analyed the impact of temperature on the floating voltage of VRLA battery. A float charging comparative experiment was performed at different temperature. The experimental data proved the relationship between floating charge voltage and temperature，and this study result could be favourable for the maintenance of VRLA batteries. Key words: VRLA battery; float charging; temperature 18 www.batterychn.com 2012 No.1 Vol.49 3 实验 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 为了找到浮充电压对 VRLA蓄电池循环寿命 的影响，首先对 100 只同批次新 VRLA蓄电池在 同一条件下进行 200次充 /放电实验，从中挑选电 压相对均衡的 60只，将其随即分成 15组。这样不 仅保证了后续实验用 60只蓄电池的电压相对均衡， 而且能够大大缩短了实验时间，使后续实验的顺利 开展。挑选出经过 200 次深循环后的 VRLA蓄电 池的端电压如表 1所示。 从表 1 可以看出，实验用 VRLA蓄电池最高 电压为 11.93 V，最低电压为 11.77 V，电压差为 0.16 V，相差仅为 1.34 %，电池相对均衡，符合实 验条件，后续实验数据对 VRLA蓄电池的循环寿 命影响具有一定的参考价值。 4 实验数据 4.1环境温度为 5℃的浮充充电实验 首先把第 1～5组 VRLA蓄电池放在环境温度为 5℃的工作环境中，分别在 2.2 V、2.25 V、2.30 V、 2.35 V、2.40 V的电压下进行 24 h浮充充电，然后 用 KNS2000 型放电器对蓄电池以 2 A 恒流放电 5 h，再用MHT15S智能型充电机将蓄电池充满电， 充满电的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 统一定为充电时端电压为 14.7 V。之 后静置至 VRLA蓄电池的电解液温度达到室温后， 继续以上述 5个不同的电流浮充 24 h，如此进行循 环实验，实验数据如表 2所示。 试验研究 19 蓄 电 池 Chinese LABATMan 2012 No.1 Vol.49 从表 2看出，浮充电流的大小对蓄电池循环寿 命的影响非常明显，当浮充电流为 2.2 V和 2.25 V 时，蓄电池容量急剧衰减，“—”表示蓄电池报废， 实验提前终止。当电流达到 2.4 V时，容量衰减最 慢，深循环 300次后，放电的持续时间还能够达到 390 min。在温度为 5℃的工作环境中，继续做了 2.45V、2.50V、2.55V下的浮充充电实验，实验结果 表明，随着浮充电流持续增大，电池容量衰减开始加 速。从实验结果分析，在环境温度为 5℃的工作环境 中，该 型号 pcr仪的中文说明书矿用离心泵型号大全阀门型号表示含义汽车蓄电池车型适配表汉川数控铣床 VRLA蓄电池的最佳浮充电压为 2.4V。 4.2环境温度为 15℃的浮充充电实验 把第 6～10 组 VRLA蓄电池放在环境温度为 15 ℃的工作环境中，也分别在 2.2 V、2.25 V、 2.30 V、2.35 V、2.40 V的电压下进行 24 h浮充充 电，然后用 KNS2000型放电器对蓄电池以 2 A恒 流放电 5 h，再用MHT15S智能型充电机将蓄电池充 满电，充满电的标准统一定为充电时蓄电池组的端 电压为 14.7 V，静置至 VRLA蓄电池的电解液温度 达到室温后，继续以不同的电流浮充 24 h。如此进 行循环实验，其实验数据如表 3所示。 从表 3可以看出，当浮充电流为 2.2 V时，蓄 电池容量急剧衰减，实验提前终止。当电流达到 2.35 V时，容量衰减最慢，深循环 300次，放电持 续时间还能够达到 415 min。从实验结果分析，在 环境温度为 15℃的工作环境中，该型号 VRLA蓄 电池的最佳浮充电压为 2.35 V。 4.3环境温度为 25℃的浮充充电实验 把第 11～15组蓄电池放在环境温度为 25℃的 工作环境中，同样用前述方法进行循环实验，实验 数据如表 4所示。 从表 4 可以看出，当浮充电流为 2.30 V时， VRLA蓄电池容量衰减最慢，深循环 300次，放电 持续时间还能够达到 418 min。从实验结果分析， 在温度为 25℃的工作环境中，VRLA蓄电池的最 佳浮充电压为 2.30 V。 5 结果分析 用同样的方法做 0 ℃和 35 ℃的浮充电实验。 实验表明，当蓄电池在较高温度（35℃） 和较低 （下转至第 30页） 20 蓄 电 池 Chinese LABATMan 2012 No.1 Vol.49 （上接第 20页） 温度（0℃） 下进行浮充电时，持续放电时间下降 非常严重，所以不建议在此种温度下进行充 /放电 维护。 从上述对比实验可以看出，浮充电压的大小会 严重影响 VRLA蓄电池的循环寿命。浮充电压过低 会造成蓄电池硫酸盐化的积累，使活性物质不可 逆，最终导致蓄电池提前失效；浮充电压过高会造 成蓄电池温升加大，失水过快，严重影响蓄电池的 循环寿命。实际充电操作中，还应根据环境变化对 浮充电压给予一定的温度系数补偿，环境温度升高 则浮充电压要适当降低，反之，就要适当提高浮充 电压。根据大量实验数据分析，浮充电压与环境温 度的关系可用式（1） 来进行调整。 VF= VF0- (T- T0)C （1） 其中 VF为充电过程中的实际浮充电压，VF0和 T0分别为基准电压和基准温度值 （25 ℃），根据 VRLA蓄电池的不同，VF0略有不同，一般取值为 2.30 V，T为实际充电时的环境温度。C为温度补 偿系数，取值为 4.5 mV/℃。 6 结语 我们对其它型号的 VRLA 蓄电池也做了相 似实验，得到的结论完全相同。从众多实验和数 据分析得知，浮充电压对 VRLA 蓄电池循环寿 命有较大影响。为了延长蓄电池的循环寿命，在 实际充电过程中，要根据温度的变化进行合理的 浮充电压调节，当 VRLA蓄电池持续浮充电达到 两个月以上时，必须进行一次深循环充 / 放电维 护，这样能更好地延长 VRLA蓄电池的持续供电 能力。 参考文献： [1]王平.阀控式密封铅酸蓄电池的维护[J].铁道通 信信号, 2003, (10): 18- 19. 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