中級通信設(shè)備環(huán)境知識點精講之閥控式密封鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)

       下面是由希賽小編整理的中級通信設(shè)備環(huán)境知識點精講之閥控式密封鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)，希望能幫助學(xué)友們。具體內(nèi)容如下：

       閥控式密封鉛酸蓄電池的基本結(jié)構(gòu)

       1.基本結(jié)構(gòu)簡介

       闊控式密封鉛酸蓄電池(ValveRegulatedLeadAcid,VRLA)有玻璃纖維隔板吸附式與膠體電解液式兩種形式。

       這里主要介紹應(yīng)用較廣泛的玻璃纖維隔板吸附式VRLA的組成結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

       閥控式密封鉛酸蓄電池主要由以下幾部分構(gòu)成。

       (1)極板：由板柵與活性物質(zhì)構(gòu)成，分正極板與負(fù)極板兩種。

       (2)隔板與電解液：隔板由超細(xì)玻璃纖維經(jīng)抄制而成;電解液為一定比重的稀硫酸溶液。

       (3)外殼：包括電池槽、蓋板等塑料件。

       (4)匯流排與端極柱：電池內(nèi)部極板與電池外部之間的導(dǎo)流體。

       (5〉安全閥：一般由閥體、橡膠件與防爆片組成。

       2.極板

       閥控式密封鉛酸蓄電池的極板通常為涂音式，分板柵與活性物質(zhì)兩部分。板柵的作用是支撐活性物質(zhì)和導(dǎo)電，活性物質(zhì)的作用是通過電化學(xué)反應(yīng)儲存電能或輸出電能。

       (1)板柵

       板柵合金。純鉛板柵因為機(jī)械性能不好，很難加工。經(jīng)一段時間的研究，有人發(fā)明了鉛銻合金板柵。梯通過與鉛形成低共熔物分散于鉛固熔體樹枝晶間而使板柵強(qiáng)度得到增加。這種板柵合金因其良好的機(jī)械性能、加工性能等直到現(xiàn)在還得到較廣泛的應(yīng)用。但它有一個弱點，就是負(fù)極析氫電位低，在正常充電情況下析出氣體較多，自放電也較大，無法實現(xiàn)密封。

       鉛鈣合金的出現(xiàn)使鉛酸蓄電池的密封成為可能。鉛釣合金為沉淀硬化型合金，在鉛基質(zhì)中形成Pb3Ca金屬間化合物的細(xì)顆粒沉淀，使得合金具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，其電導(dǎo)優(yōu)于鉛銻合金，最重要的是用它作負(fù)板柵，析氫量小，水損失少。

       由于單純的鉛鈣合金不能滿足板柵的制造工藝性及理化性能要求，人們經(jīng)過不斷探索，相繼引入了Al與Sn.A1的加入不僅解決了鈣的燒損問題，而且作為成核劑，大大降低了原始晶粒尺寸，并且増加了鉛鐘合金中Ca的沉淀。Sn的加入不僅提S了合金鑄造時的流動性，而且提高了電池深放電后的再充電能力，有效地解決了“無鎊效應(yīng)”(一種因為取消原鉛銻合金中的銻而出現(xiàn)的早期容量損失現(xiàn)象)。

       Pb-Ca-Sn-Al合金因解決了鉛銻合金析氫電位低、自放電大的缺點，從而成為閥控式密封鉛酸蓄電池板柵的主要材料。Pb般采用鉛含量在99.994%以上的電解鉛，因為Fe、Ni等雜質(zhì)會降低析氫電位，增加電池的自放電。

       板柵的結(jié)構(gòu)。板柵作為蓄電池的關(guān)鍵部件，對蓄電池的放電性能起著很重要的作用。在活性物質(zhì)利用率不能取得*大性能突破的情況下，良好的板柵設(shè)計對蓄電池性能的提高常常起到重要作用。

       蓄電池因用途不同，板柵設(shè)計也有多種形式。板柵越厚，相對耐腐蝕性能越好，怛活性物質(zhì)利用率低;板柵越薄，相對耐腐蝕性能越差，但活性物質(zhì)利用率較高。汽車啟動用電池要求大電流放電性能優(yōu)越，壽命要求一般，因而板柵最薄，有的做到0.8,而固定型電池要求壽命較長，正板柵厚度一般不低于4rmri。當(dāng)然，隨合金的不斷發(fā)展，具有優(yōu)良的耐腐性能的新型合金制作的板柵厚度可以薄些。

       (2)活性物質(zhì)

       活動物質(zhì)在其形成過程中主要經(jīng)歷鉛粉制造、合音、涂板、固化、化成幾個過程。

       鉛粉由Pb弓PbO組成，一般PbO占70%?80%,在鉛粉制造過程中，空氣起著重要的作用，它是鉛氧化反應(yīng)的反應(yīng)物之一。鉛膏是由鉛粉、水、硫酸和添加劑混合攪拌并發(fā)生物理、化學(xué)變化而制成的可塑性膏狀混合物。鉛斉含有氧化鉛、堿式硫酸鉛、金屬鉛、氮氧化鉛、水和添加劑，將其涂填在板柵h或擠灌于管子中分別制造鉛酸莆電池涂育式極板或管式極板。涂膏式極板經(jīng)過涂膏、表面干燥。然后在規(guī)定工藝條件下失水，可塑性鉛膏定型，凝結(jié)成微孔均勻的固體，這一過程稱為固化，固化之后還要繼續(xù)進(jìn)行T燥。固化后的極板分正板與負(fù)板兩種，其區(qū)別是正板較厗，負(fù)板較薄，負(fù)板鉛音中含有一些膨脹劑，而正板中沒有。正板與負(fù)板中活性物質(zhì)的構(gòu)成此時是基本相同的，只有經(jīng)過化成，正負(fù)板才產(chǎn)生明顯的差別。化成后正板鉛膏絕大部分轉(zhuǎn)化為Pb02,呈褐色：負(fù)極鉛斉絕大部分轉(zhuǎn)化為海綿狀Pb,呈鉛灰色?；煞謽O板化成與電池化成兩大類。極板化成的特征是固化干燥后的生極板經(jīng)過化成工序?qū)崿F(xiàn)活性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化之后，再進(jìn)行蓄電池的裝配。電池化成的特征是固化干燥后的生極板先組裝成電池，然后灌酸充電，實現(xiàn)活性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。

       極板化成最旱采用焊接化成的方式，其主要經(jīng)過是裝槽、焊接、充電、拆焊、出槽、水洗、T燥等工序。因為焊接工序采用點焊的形式，用焊條將板耳與鉛條逐個點焊起來，產(chǎn)生的鉛煙污染較大，且逐片焊接工作?十分繁重。經(jīng)過多年實踐，現(xiàn)大部分采用極板化成的廠家己改為不焊接化成。

       3.隔板與電解液

       (1)隔板

       閥控式密封鉛酸蓄電池隔板主要是超細(xì)玻璃纖維隔板，其作用是將止負(fù)極板隔幵，防止正負(fù)極短路;吸附并保持電解液;為氧循環(huán)復(fù)合反應(yīng)提供氣體通道：保持對極板施加一定的壓力。

       由超細(xì)玻璃纖維隔板的作用可以看出，其性能好壞對蓄電池的性能影響比較大。一般對其性能有如下要求：

       ①電阻小，厚度均勻，誤差?。?/p>

       ②孔率高，但最大孔徑要?。?/p>

       ③吸收電解液的速度快，保持電解液的能力強(qiáng)：

       ④抗拉強(qiáng)度適中，能夠滿足裝配要求：

       ⑤耐氧化能力強(qiáng)。

       超細(xì)玻璃纖維隔板(AbsorptiveGlassMat,AGM)的原料為玻璃球高溫熔化后噴吹而成的超細(xì)玻璃纖維。隔板中的微孔一般分兩種：一種是與隔板平面平行方向的微孔，另一種是與隔板平面垂直方向的較大的孔。當(dāng)電池內(nèi)電解液具有一定貧液度時，微孔中充滿電解液，而較大的孔則可以讓氣體通過。

       AGM隔板原料應(yīng)采用不同直徑的玻璃纖維棉搭配使用。較細(xì)的玻璃纖維棉形成較小的孔，吸酸能力較強(qiáng)，而較粗的玻璃纖維棉形成較大的孔，有利于為氧氣提供氣體通道，以便氧氣在負(fù)極板被吸收再生成水。

       (2)電解液

       閥控式密封鉛酸蓄電池的電解液是一定比重的稀硫酸，一般比重為1.26?1.32(25°C)，它被吸附在隔板中與極板的微孔中。電解液參加電池的化學(xué)反應(yīng)，是活性物質(zhì)之電解液配制應(yīng)采用質(zhì)量較高的硫酸與水，電解液中的添加劑一般有磷酸或磷酸鹽類、硫酸鹽類、有機(jī)物類、絡(luò)合劑類等幾大類。

       4.外殼及其密封結(jié)構(gòu)

       (1)電池殼的材質(zhì)

       閥控式密封鉛酸蓄電池的外殼材質(zhì)一般為ABS或PP.ABS是一種改性聚苯乙烯，PP為聚丙烯。閥控式密封鉛酸蓄電池的外殼材質(zhì)的主要性能指標(biāo)如下：

       ①氧氣透過系數(shù)：指在單位時間內(nèi)，單位壓差下，透過單位面積、單位厚度試樣的氧氣透過量;

       ②水蒸氣透過量：指試樣兩面水蒸氣壓差和試樣厚度一定，溫度一定，相對濕度一定的條件下，一平方米面積，24h內(nèi)所透過的水蒸氣量;

       ③沖擊強(qiáng)度：指材料對高速沖擊斷裂的抵抗能力，或者說在髙速形變下，在極短的負(fù)載時間下表現(xiàn)出的破壞強(qiáng)度。對某些沖擊強(qiáng)度高的塑料，常在試樣中間開有規(guī)定尺寸的缺口，以降低試樣在斷裂時所需要的功，這稱為缺口沖擊強(qiáng)度;

       ④擊穿電壓強(qiáng)度：指以連續(xù)升壓的方式對塑料試樣施以電壓，試樣被擊穿時的電壓值與試樣厚度之比;

       ⑤介電常數(shù)：表示電容器的極板間不是真空而有某種介質(zhì)時電容增加的倍數(shù)。

       (2)電池殼的密封

       閥控式密封鉛酸蓄電池外殼由槽、蓋板等塑料件構(gòu)成，蓋上有極柱輸出孔。電池密封除安全閥密封外，還有槽蓋密封及極柱密封。聚內(nèi)烯只能用熱封形式，而ABS可用膠封，也可用熱封形式。熱封指將槽蓋對接部位熔化，壓合而成為一體的一種粘接形式，這種工藝密封可靠，效率較高。

       膠封指將槽與蓋用環(huán)氧膠或聚胺酯等膠粘接起來的一種密封形式?一般較小或較大的電池不易實現(xiàn)熱封而采用膠封。粘接膠要求對ABS有一定的腐蝕性，具有優(yōu)良的耐酸性、強(qiáng)度、韌性等。

       5.匯流排與端極柱

       閥控式密封鉛酸蓄電池的匯流排與極柱裝配工序采用鉛合金將正負(fù)極板通過匯流排連接起來，并通過極柱引至電池外部。此工序分手工焊接與機(jī)械鑄焊兩種形式。

       手工焊接指用焊槍(燃?xì)鉃橐胰不虮?將板耳的上端一部分在模具中燒培，并及時將焊條培化填充入模具形成匯流排，同時使匯流排與極柱通過燒焊連為一體。

       機(jī)械鑄焊足指極板群板耳朝下插入模具內(nèi)的卨溫液態(tài)鉛中，冷卻成型而形成匯流抹并直接將極柱鑄出的加工形式。

       6.安全閥

       閥控式密封鉛酸蓄電池的安全閥是閥控式電池的一個重要部件。當(dāng)單體莆電池內(nèi)壓超過正常工作內(nèi)壓時，它能以可控的方式開啟以減少內(nèi)壓，這種機(jī)構(gòu)能使電池內(nèi)壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于會損壞電池槽的壓力，而不會使空氣進(jìn)入。

       閥體形式一種為與電池蓋同時成型，可稱為一體式，帽形閥與傘形閥可與此型閥體配合：還有一種獨立式安全閥，此件為單獨注塑成型。安全閥一般由閥體、橡膠閥及防爆濾酸片組成，也有一些小型閥控式電池不帶防爆濾酸片。

       防爆濾酸片的作用有兩個：一是當(dāng)電源外部有明火或火星時，不會引爆蓄電池內(nèi)部：二是橡膠閥開啟，氣體排出時，酸霧水霧在防爆濾酸片上會凝結(jié)為液滴，不會排到電池外部。

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