浮充电的温度梯度系数

浮充电的温度梯度系数 紧急情况备用电源或电力贮藏系统使用的阀控铅酸蓄电池在负荷与蓄电池并联状态，经常向负荷供电，同时也向蓄电池补充自放电失去的电量进行浮充电，以及经常将蓄电池与负荷断开，独立地充电补足自放电，在紧急情况通过逆变器由蓄电池向负荷供电，采用一个电路实现整流功能和逆变功能的双方向电力变换，给蓄电池充电时是整流电路，由蓄电池供电时是逆变电路。充电时采用定电压充电方式，该电压通常设在比蓄池平衡电压高出每单体电池约l00mV以上。由于充电电压设定的高，普通该电压只设计负的温度梯度系数-3mv/?)。在这种条件下使用的电池失效的主要原因是正极板栅腐蚀。正极板栅由于既便在开路状态也经常处于与电位高的正极活物质接触的状态，处于经常遭受腐蚀的环境。充电时由于外加充电过电压会加速腐蚀。板栅具有集电功能和保持活物质功能，发生腐蚀时，这些功能会降低，进而降低蓄电池容量。经常给蓄电池充电不断补足蓄电池失去的自放电，在紧急情况能供给需要的电力， 这是长处，同时加速板栅腐蚀减短蓄电池寿命，这是短处，使二者平衡，最大限度发挥蓄电池功能，对于蓄电池的长寿命是重要的。 正极板栅采用不含锑的铅合金，这种蓄电池用作紧急情况备用电源或电力贮藏系统使用时由于经常处于充电电位，除发生正极板栅腐蚀外，由于正极板栅过多氧化，放电时部分优先放电，在正极板栅和活物质界面上形成硫酸铅绝缘层，有容量下降的问。特别是电力贮藏系统为调整外部负荷，在蓄电池放电次数多的情况，这种影响大。 作为抑制上述失效要因的方法，采用多阶段充电控制法，即充电时的充电电压随充电状态变化的充电方法。减少在正极板上外加超过平衡电压+80mV高电位的时间，能抑制正极板栅腐蚀和正极活物质失效，第1阶段的充电电压为蓄电池平衡电位+80mV以上，大约在达到充足时使第2阶段的充电电压平衡电位+70mv以下。这种方法对于改进阀控铅酸蓄电池的寿命性能的效果偏差大，得不到稳定的结果。即要降低第2阶段的充电电压，必须精心调整电压。 正极板栅采用不含锑的铅合金的阀控铅蓄电池用多阶段充电控制法进行充电时，对蓄电池温度的影响进行了试验，提出以改进方法。 用正极板栅不含锑的阀控铅酸蓄电池，第l阶段的充电电压V为蓄电池平衡电压+80mV以上，1 第2阶段以后的充电压V~Vn。为蓄电池平衡电压+70mv以下，这种多阶段充电控制法要相应蓄2 电池温度进行修正充电电压V~Vn。充电特性随蓄电池温度而变化。铅酸蓄电池温度高时，充电2 过电压(一种充电电阻)下降，使用同样充电电压，充电电流变大，有过充电倾向。当温度降低时，充电过电压变高，即使用同样充电电压，充电电流变小，有充电不足的倾向。因此，要相应于蓄电池温度进行修正充电电压，使充电电流总是保持一定。用温度梯度系数修正充电电压V~Vn。2温度梯度系数是随蓄电池温度而不同的系数。蓄电池温度高时，充电过电压变低有过充电倾向，所以乘上温度梯度系数降低充电电压，但是蓄电池温度低时，蓄电池平衡电压变高，充电压V~Vn2和平衡电压的电压差变小，有充电电流变小的倾向，同时自放电也增加，必须有补充自放电的充电电流，取大的温度梯度系数。因此相应于蓄电池温度和设定的充电电压选择适当的温度梯度系数。温度梯度系数为D(MV/?)，蓄电池温度不至40?时，-3?D?-l，蓄电池温度高于40?时，-l?D?+1。根据蓄电池温度选用不同的温度梯度系数。具体说，蓄电池温度低于40?时，自放电不大，重点是抑制正极板栅腐蚀，乘以-3?D-1 mV/?范围的温度梯度系数，降低充电电压是有效的。在40?以上的蓄电池平衡电压变高，即使用同样的充电电压，充电电流有变小的顷向，自放电也加快，充电电压过于降低时有充电不足的倾向。因此选用-1?D?+lmV/?范围的温度梯系数，充电电压也不会过分降低。平衡电压严格说是取决于完全充电状态的电解液(稀硫酸)的浓度和蓄电池温度的蓄电池电动势。由蓄电池电解液比重+0.84(V)可以简求出平衡电压。完全充电状态是指JIS C 8702-1的6.1条规定的充电状态。正极板栅合金不含锑是指锑的含量在JIS H2l05规定的铅锭杂质的基准量以下。 蓄电池温度不在基准温度时改变第2阶段充电电压的方法如下式:A=D(B-C) 。式中，A是第2阶段基准充电电压加或减的电压(mV)、B是充电时的蓄电池温度(?)、C是基准温度(?)，通常为25?、D(mV/ ?)是温度梯度系数。以下是求A的一例:充电时的蓄电池温度B为50?、基准温度C为25?、在基准温度的第2阶充电电压为2.22V、温度梯度系数先用40?以上的-0. 8mV时的加减电压A(mV)为A=-0.8(50-25)=20mV。因此蓄电池温度50?的修正充电电压为2.22V-20mV/1000=2.20V。像这样蓄电池温度在50?时，乘以温度梯度系数，第2阶段充电电压由2.22V(基准温度25? )降到2.20V，降低了充电电流，回避了过充电，而且充电电压没有过分降低，没有导致充电不足。 用Pb-0.06重量%Ca-1.5重量%Sn合金板栅涂膏化成的正负极板和玻纤隔板组装成2V-50Ah阀控铅酸蓄电池，注入比重1.32(20?)的稀硫酸电解液。这个蓄电池在25?的平衡电压为 2.16V[1.32(电解液比重)+0.84(V)]。对这个电池改变第2阶段的充电电压V和温度梯度系数2进行50?的加速寿命试验，内容见。 基本充电电压 温度梯度系数 修正后的充 寿命 (V) (mV/?) 电电压(V) (月) 2.20 -2 2.150 3 2.20 -0.9 2.177 20 实例 2.20 0 2.20 25 实例 2.22 -2 2.17 17 2.22 -0.9 2.198 26 实例 2.22 0 2.22 19 实例 实验条件:第1阶段的充电电压(V): 2.30V(平衡电压2.16V+140mV) ，用这个电压(最大充1 电电流10A(0.2CA)充电l2小时，完全充电后，用修正后的充电电压给各电池充电，每1个月在25?用10A电流进行放电，放电到终止电压l.70V，当容量低于初期的80%以下时为寿命点，结果见表。寿命用容量维持初期的80%以上的月数表示。 由表看出，基本充电电压2.20V，采用温度梯度系数-2mV/?的电池，超出本文提出的条件，充电电压低于平衡电压(2.16V) ，当然充电不足、寿命短。采用温度梯度系数-0.9mV/?的电池，充电电压低于基本充电电压2.20V稍高于平衡电压(2.16V) ，稍有充电不足倾向，但能抑制正极板栅腐蚀。温度梯度系数为0mV/?，作为50?的适当充电电压给出良好寿命特性。 基本充电电压2.22V，采用温度梯度系数-2mV/?的电池，在基本充电压2.22V中，修正后的充电电压是最低的，意昧有些充电不足，能抑制正极板栅腐蚀。采用温度梯度系数-0.9gmV/?的电池，能用适当充电电压取得最好的寿命特性。采用0mV/?的电池，修正后的充电电压高，稍有过充电现象板栅有腐蚀，与采用-0.9mV/?的比较，寿命特性有些降低。