閥控鉛蓄電池充電性能的檢測(cè)

閥控鉛蓄電池充電性能的檢測(cè)

1蓄電池充電效率檢測(cè)鉛酸蓄能池用作二次電源，將外部能源轉(zhuǎn)化為電池的物理能量，然后將物理能量轉(zhuǎn)化為能量釋放。蓄電池能量的可逆程度,一般通過(guò)充電效率來(lái)體現(xiàn)。充電效率是指蓄電池放電時(shí)提供的電量與在規(guī)定條件下,恢復(fù)到放電前初始荷電狀態(tài)時(shí),所充入電量之比。在國(guó)內(nèi)現(xiàn)行蓄電池標(biāo)準(zhǔn)中,沒(méi)有對(duì)充電效率性能制定具體要求,因此,很少對(duì)蓄電池充電效率進(jìn)行過(guò)檢測(cè)。在研制開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)用密封鉛酸蓄電池中,通過(guò)查閱有關(guān)資料,對(duì)這項(xiàng)技術(shù)性能有了一定認(rèn)識(shí),并對(duì)不同廠(chǎng)家(其中還有外國(guó)知名公司在國(guó)內(nèi)合資企業(yè))生產(chǎn)的閥控密封鉛酸蓄電池(12V中密)的充電效率進(jìn)行了檢測(cè)對(duì)比。發(fā)現(xiàn)充電效率的高低,對(duì)蓄電池的容量及壽命有一定影響,尤其是蓄電池在深放電情況下或在不完全充電狀態(tài)下運(yùn)行,對(duì)其壽命的影響會(huì)更大。因此,與蓄電池界同仁共同探討影響充電效率的諸因素,解決提高蓄電池充電效率,延長(zhǎng)其壽命這一閥控密封式鉛酸蓄電池技術(shù)改進(jìn)的重要課題。2測(cè)試結(jié)果及分析目前,掌握兩種充電效率的檢測(cè)方法,并分別進(jìn)行了檢測(cè)。試驗(yàn)設(shè)備:μC-XCF微電腦蓄電池循環(huán)充放電測(cè)試儀。環(huán)境溫度:25±2℃恒溫水浴槽(實(shí)測(cè)溫度均為26℃)。2.1日本GS公司曾受電力中央研究所的委托,在對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)用鉛酸蓄電池調(diào)查與檢測(cè)報(bào)告中,提供了蓄電池充電效率檢測(cè)方法:①放電(5HR)→②充電(10HR)→③放電(5HR)說(shuō)明:a.HR(hourrate)表示小時(shí)率;b.10HR電流為0.1C10A,放電終止電壓為10.8V;5HR電流為0.18C10A,放電終止電壓為10.5V;c.②充電量=①放電量100%充電效率=③放電量(Ah)②充電量(Ah)×100％=③放電量(Ah)②充電量(Ah)×100％測(cè)試結(jié)果如表1所示。2.2參照IEC太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)用二次電池——一般要求和試驗(yàn)方法,并根據(jù)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的理解,蓄電池充電效率檢測(cè)方法:①放電(實(shí)放容量Ce)→②充電→③放電說(shuō)明:a.充、放電均采用10小時(shí)率,即充(放)電電流為0.1C10A,放電終止電壓為10.8V.b.依次檢測(cè)蓄電池在50%、75%、90%充電狀態(tài)下的充電效率。當(dāng)①放電結(jié)束后計(jì)算實(shí)放容量Ce,隨后,計(jì)算出②充電量:0.5Ce、0.75Ce、0.9Ce,并換算出各充電時(shí)間(×h×min×s),最后按②、③充放電程序,把電流值、充電時(shí)間、放電終止電壓等參數(shù),輸入到測(cè)試儀的微電腦中,并進(jìn)行循環(huán)測(cè)試。充電效率=③放電量(Ah)②充電量(Ah)×100％=③放電量(Ah)②充電量(Ah)×100％測(cè)試結(jié)果列于表2。3不同蓄電池充電性能的比較3.1表1中檢測(cè)數(shù)據(jù)表明蓄電池以5小時(shí)率容量放電后,在完全充電狀態(tài)下的充電效率,據(jù)資料介紹:蓄電池充電效率一般都在90%以上,日本GS公司SRE500(2V500Ah)蓄電池使用前充電效率為99.1%,使用23個(gè)月后充電效率為100%,表明受試電池與該電池充電效率尚有一定距差。3.2第2.2款檢測(cè)方法跟第2.1款不同之處是蓄電池在不完全充電狀態(tài)下的充電效率。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)要求,密封鉛酸蓄電池的充電效率:<50%充電狀態(tài)→>95%75%充電狀態(tài)→>90%90%充電狀態(tài)→>85%表2中測(cè)試數(shù)據(jù)表明:各受試電池充電效率均能達(dá)到或超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)≤50%充電狀態(tài)時(shí),受試電池充電效率均為100%,說(shuō)明此時(shí)100%的電能都轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,然后,又把全部化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能輸出?！坝绖?dòng)機(jī)”式的能量轉(zhuǎn)換似乎不可思議,但是,隨著充電狀態(tài)加深,蓄電池充電效率相應(yīng)下降,根據(jù)蓄電池充放電機(jī)理,顯而易見(jiàn)在情理之中。不同蓄電池當(dāng)≥75%充電狀態(tài),充電效率性能就顯示出了差別,從而在一定程度上也就反映出了產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。3.3從表2和圖1中還有個(gè)意外發(fā)現(xiàn),經(jīng)反復(fù)驗(yàn)證充電效率跟蓄電池容量衰減程度有一定關(guān)系。例如:1#、2#電池充電效率較低,該電池容量衰減較嚴(yán)重;3#電池充電效率較好,則容量衰減較小;4#電池充電效率最優(yōu),容量基本穩(wěn)定,充電效率試驗(yàn)后的容量還略有增加。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),凡容量衰減的閥控密封式蓄電池通過(guò)改變充電方法,即用15V恒壓(限流0.1C10A)充電量為放電量100%時(shí),然后,改用0.025C10A涓流過(guò)充,總充電量在120%～125%,蓄電池容量有所提高,但是,欲想恢復(fù)到原來(lái)初始荷電狀態(tài)確相當(dāng)困難。3.4從有關(guān)蓄電池資料中看到關(guān)于研究解決閥控密封式蓄電池早期容量損失的文章,不少是從提高蓄電池充電接收能力入手研究?！俺潆娊邮漳芰Α边@個(gè)技術(shù)概念,首先在起動(dòng)用鉛酸蓄電池標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn),為了考核在低溫環(huán)境下蓄電池的充電能力而制定的一項(xiàng)技術(shù)要求。從以前研究試驗(yàn)報(bào)告可知,欲想提高蓄電池充電接受能力,主要從負(fù)極板入手,改進(jìn)負(fù)極板鉛膏配方、負(fù)極板跟正極板厚度及活性物質(zhì)量的合理配比等方面解決。我們認(rèn)為:閥控密封式鉛酸蓄電池容量衰減現(xiàn)象,不僅僅是蓄電池充電接受能力差而充不進(jìn)電,而有不少蓄電池當(dāng)達(dá)到完全充電狀態(tài)后放不出應(yīng)有的容量。曾對(duì)反饋來(lái)的蓄電池做過(guò)如下直觀(guān)試驗(yàn):分別用新的負(fù)極板配舊的正極板,用新的正極板配舊的負(fù)極板,補(bǔ)充電后做