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维谛蓄电池组的有效使用容量是由容量最低的单节决定的-维谛精密空调维谛UPS电源

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                                           维谛精密空调维谛UPS电源 2021-07-07

内容提要维谛蓄电池组的有效使用容量是由容量最低的单节决定的

维谛蓄电池的容量衰减
使用中的维谛电池,其正极板上PbO2,与PSO4,共存,负极上Pb比与PbSO4共存。在图1-2和充放电反应力程式中,充电后正极上都是Pbo2,负极上都是Pb。实际使用中的维谛蓄电池维谛电池反极充电时不可能将其极板上的PbSO4完全转化成PbSO2或Pb,如果每次充放电循环都百分之百转化完,势必大大延长充放电时间。由于充电后期充电效率低,大部分电流消耗于水的分解上。正极上分解水时产生新生态的氧原子,在两个氧原子合并成一个氧分子之前,其氧化腐蚀能力极强,这就加剧了正极板栅的腐蚀,而且纯二氧化铅的结合力很差,易造成大量脱粉。为了延长维谛蓄电池的使用寿命,没有必要为恢复少量的容量而付出板栅被腐蚀的沉重代价。同时在很多情况下,工作条件不允许长时间地把充电机给少数维谛电池使用。由于以上原因,每经过一个充放电循环,都会有一部分活性物质转化为PbSO4而失去活性。正是这种缓慢的蚕食,一点一点地使维谛蓄电池失去了原始的容量。
有人说,“活性物质脱落使维谛电池失去了容量”。如果脱落是唯一的原因,那么只要用机械办法包裹正极板,使活性物质不能脱落,维谛蓄电池不就能无限期的使用吗?实际并不是这样,活性物质微观结构的变异也是丧失活性的重要原因,这里不再详述。
维谛电池的“反极”
从式(1-1)可知,放完电的正负极板上均生成PbSO4.从理论上讲,同物质浸泡在电解液中,自然没有电位差,也无正负极之分。这时若外电路如果仍有电流沿原放电电流方向通过,该维谛蓄电池内部就发生充电反应,如图1-18所示。
这种现象在维谛电池组中经常发生,但许多人并没有发现。这是因为这种现象只有在放电电流不间断的情况下才能测得。如果一个12V的维谛蓄电池,放电时端电压急剧下降,这时在维谛电池的6个单节中,某个单节有可能正处在反极状态,这时应停止放电。
维谛蓄电池组的有效使用容量是由容量最低的单节决定的。如果放电时容量最低的维谛电池已放出全部电量,这个维谛蓄电池组的容量就降低到“0”。这时应停止放电,如果再放电,该单节就会出现反极。许多人都认为,单节维谛电池实际容量降到“0”,就等于把这个单节从维谛蓄电池组中取掉了,没有其他危害,实际完全不是这样。
过放电会导致维谛电池出现“反极”,即维谛蓄电池的正负极性发生倒置。这时,每个正常的维谛电池提供的电压通常是1.5~1.7V,反极单节的电压是负值,数值的大小取决于放电电流的大小,用示波器测量到的反极电压最高到3.8V。这就是说,1个反极维谛蓄电池要抵消1~2个正常维谛电池的供电电压,这就导致维谛蓄电池组供电有效总电压的大幅度下降。在成串成组使用维谛电池时,容量均衡性的问题是个必然存在的问题。串联的维谛蓄电池越多,这个问题越突出。
反极对维谛电池的破坏是以加速度的方式进行的,下面对反极过程及其破坏机理进行分析。
正极板上的PbO2,在放电下限时并没有完全转化为PbSO4,负极板上的Pb也没有完全转化为PbSO4,而是两种物质在极板上共存。外电路的持续放电,要求串联维谛蓄电池组中每个单节都提供放电,并保持自己的端电压在规定的电压之上。但由于单节之间容量有差异,当差值大到一定程度时,小容量维谛电池已不能提供足够的电能量向外释放,表现出端电压降到规定之下,直至零。这时若放电停止,该维谛蓄电池由于硫酸离子的扩散,极板上尚未变成PbSO4的部分又接触到了有一定浓度的硫酸。于是维谛电池的端电压又迅速上升到1V以上,但这时的电压值已成了“虚电压”,若放电电流连续不停,该维谛蓄电池端电压下降到零而并不停止,继续下降到“负值”,即“反极”。这时用电压表可测得维谛电池的负极电压高于正极。放电电流越大,持续时间越长,反极电压越高。反极的过程就是对维谛蓄电池反充电的过程。充电即有PbSO4转换成Pb+PbO2的反应发生。
但是新产生的PbO2在原来的负极上,同负极板上剩余的Pb构成对维谛电池,电子迅速地从Pb上经极板中导电金属运动到新生态的PbO2上,原来负极板上Pb和新生态的PbO2又一同转化为PbSO4。同理,在正极板上也发生着类似的反应。所以这个维谛蓄电池在外电路的催化下,正负极板上活性物质迅速地全部转化为PbSO4,由于这样生成的PbSO4结构紧密,颗粒粗大,再次充电时很难充入,这时维谛电池硫化了。
有没有可能通过使用大电流长时间的强制性充电,使原维谛蓄电池中正负极发生转极?这是不可能的。因为正负极铅膏中的添加剂不同,转极后的维谛电池也只能提供虚电压,不会有真实的有使用价值的安时容量。






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