浅析阀控铅酸电池在电力系统的应用

张文鹏 秦先坤

摘要：自1895年制成铅酸蓄电池，化学电源及铅酸电池都是一个相关电能和化学能的转换配置，随着科技的飞速发展，人们对铅酸蓄电池的研究力度也是在不断地加深，铅酸蓄电池有许多优点：生产技术容易掌握、原材料的成本低、可以实现充电及放点的可逆性、电动势能高、使用温度广泛、电化学原理清晰等。在现实生活中有着十分广泛的应用，当然它也存在弊端，就是酸液会外泄，后来就有了VRLAB（阀控式密封铅酸蓄电池）。阀控铅酸电池很好的改变了传统铅酸电池的弊端，且进一步与电子设备联系起来，为其增加了极大的核心竞争力。本文就简单阐明阀控铅酸电池。

关键词：阀控铅酸电池；应用

一、阀控铅酸电池工作原理

单说化学反应本身，阀控铅酸电池和防酸隔爆电池及其他敞口富液铅酸电池的相比，没有太大不同，放电情况下，电池正极的二氧化铅和负极的铅会转变为硫酸铅，充电情况下，两极的硫酸铅又会被还原至二氧化铅和铅。对于传统的富液电池来说，其充电时或充电后，由于过程中有电解水的过程，那么会产生氢气和氧气，由于气体的产生就造成电池无法密封。产生的气体释放到电池室会形成酸雾，对仪器设备都有有腐蚀作用，还会污染环境，影响人们身体健康。要使电池保持正常工作，就需要补充蒸馏水。科技的发展刚好完善了这一点，人们研制出了新型电池，无需加水、没有酸雾排放，这就是阀控铅酸电池。

阀控铅酸电池制造上的措施有：

1.使用安全阀。电池内若气压过高，要保证可以开阀放气，使电池内部压力处于安全水平。因而阀控密封住铅酸蓄电池，刚开避开了传统电池的析氢现象。充电过程中或在后期产生的氧气经玻璃毡中气体通道，扩散至负极表面，再与铅进行电化学反应或化学反应，最后形成水至电解液当中。从而保证了电池内部压力没有增加，且电池中的水也没有再被消耗。

2.合理配比正负极的活性物质。一般电池的负极容量略大，“正极限容、负极过量”，从而保证在正常充电中正极析出氢气，负极仍是硫酸铅转化，避免负极析氢。

3.贫液设计。用多孔玻璃毡代替传统的隔析，生产电池时，其内部没有自由电液，用于导电用及电池反应的硫酸电解液吸附于电极和玻璃毡孔隙中。仍有部分玻璃毡隔板未充满“孔隙”，他方便充电时产生的氧气扩散至负极，和海绵状金属铅生成水。

4.将传统的铅锑合金板栅改变为新型的铅钙合金。相比之下，铅钙合金的机械强度很好，可适应析氢产生的过高电位，避免了氢析出产生的问题。

二、阀控铅酸电池工作特点

相对于传统的铅酸电池而言，阀控铅酸电池有很多进步，致使其维护量小，自身轻，无污染等，所以对于传统的电池来讲，他有三个优点：1.方便使用。阀控铅酸电池的充电过程无需繁琐难懂的步骤，当放置时间超出规定的时候，直接按照说明书来就可以了，实行一次释放电的容量核查，可知其质量是否有问题、是否达标。无需工作人员再添加蒸馏水，也无需经常检查电池的电压等，秩序定期核查释放电的容量及电池电压即可。2.成本低。相对来说，阀控铅酸电池制作成本低、使用时间长，相当大程度的降低了投资成本，且不漏酸液、无污染，无需单独设立实验室，操作面积的需求小等。3.安全。阀控铅酸电池的结构是密封的，正常使用过程中没有液体的流出，用的安全阀会使在外部遭遇明火的情况下也不会导致爆炸。内部压力过高时，安全阀可自行开启，恢复时可自行关闭，不会产生充电过量导致的电池破裂情况。

三、阀控电池及配套设备的要求

（一）阀控电池的特殊要求

1.严谨充电电压过高

阀控电池充电对电压的要求极其严格，必须按照厂家提供的电压值，否则会带来很多问题：加速腐蚀极板，降低寿命；加速分解水，无法实现完全化合，知识电瓶失水。阴极属放热反应，水分不断减少的过程中，增强阴极的吸收能力，阴极增大吸收电流，增加热量，升高温度，增大氧气生成量，致使阴极吸收恶性循环，有热失控现象，直接结果就是电瓶外壳漏气、鼓包、失去放电功能，进而报废。

2.严谨过充电

过充电会导致阀控电瓶中的氢气、氧气的產生来那个增加显著，无噶百分百化合，致使内压升高，防爆帽开启失水、电瓶鼓肚，直接影响着电池的寿命和容量，电瓶也会因失水量超百分之二十五而报废，剧烈过充电还会造成外壳裂开。

3.严谨过热

阀控电池和普通铅酸电池的热平稳性是不同的，充入阀控电池中的电能都要转化为热能，普通电池只有一部分转变成化学能（分解水而来），然后以氧气和氢气的形式逸出。采用的结构是隔板吸附式，热传导慢、外壳密封。有分析表明，阀控电池比普通铅酸电瓶的发热量多出约十倍，非常容易出现热故障，从而降低了电池的寿命，严重者直接导致报废。

4.严格配族

从上面几个分析不难看出，阀控电池必须避免充电电压过高、过充电等，这便使得对电瓶电压的均衡性提出了更高的要求，生产过程中产品要进行严格筛选配族，电瓶间电压差不可高于正负零点零二伏，不然就无法保证充电电压正常。

（二）阀控铅酸电池对充电设备的要求

充电机需要有良好的稳压性能，方可保证电瓶充电电压的合格，精度需大于百分之一。为保证欠压后的电瓶可以快速的补充电，还要防止过充电。要求充电机有两个阶段的稳流充电性能，第一阶段要有较大电流，第二阶段又有较小电流来充电。

（三）直流系统接线方式的要求

有阀控电池的厂站直流系统不应设端电池，对老站的改造的前提是该直流电系统允许取消端电池，否则将会使电瓶提前损坏，因为端电池充电电流要随着负荷电流和分接头的位置的变化而变化，人工调节带来的误差是不可避免的，无法保证其精确度的要求。端电池控制单刷和合闸刷间的2-4个电瓶，由于合闸回路存在负电荷，结线原理上只能欠充电进行，从而导致端电池过充电。

四、小结

综上所述，在广泛推广阀控铅酸电池的时候，要谨慎、严格的掌握专业技术，确保使用过程中的安全性。对阀控电池的安装及应用等一系列的环节都要仔细的记录在案，若有哪个环节出问题，会导致蓄电池无法发挥其后备电源的作用，工作人员便于及时的给与措施纠正，也方便后来人的研究。充分了解阀控铅酸电池的原理及应用甚至是检测，可以使阀控铅酸电池最大化的发挥其在人们生活中的作用。

参考文献

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[2]储开斌 陈树越 何宝祥.蓄电池容量性能测试仪的设计.[J].电测与仪表.2011年06期.

[3]汪波，关于变电站内蓄电池组安全运行于维护方式的探讨，电子世界 34

（作者单位：南方电网超高压输电公司柳州局）