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UPS蓄電池的種類和工作原理--閥控式密封鉛酸蓄電池

閥控式密封鉛酸蓄電池就是VRLAB電池。 英語全稱為:Valve Regulated Lead Acid Battery 因其體積較小,密封性能好、絕少維護而被廣泛應用于各類UPS電源中。VRLA防止電池內部電解液流動有兩種技術方法:一種技術是將硫酸電解液與SiO:膠體混合后充滿電池內部,制成膠體電池(簡稱GEL)。這類產品產量較低,約占VRLA電池總量的15% ;另一種技術是利用超細玻璃棉將電解液不飽和地吸附住,制成吸液式電池或貧液式電池(簡稱AGM)。由于后者具有較好的大電流放電性能,在UPS系統(tǒng)中較多采用,國內廠家也大多生產AGM 蓄電池。一般閥控式密封鉛酸蓄電池工作過程中陽極產生氧氣,而陰極尚未變成海綿狀鉛,亦即尚未充電完成,所以并未產生氫氣,此時陽極產生之氧氣迅速與陰極作用還原成水,是故水份不損耗,此即閥調式鉛酸電池免保養(yǎng)理由?!?br />VRLAB在結構、材料上作了重要的改進,如圖所示,正極板采用鉛鈣合金或鉛鎘合金、低銻合金,負極板采用鉛鈣合金,隔板采用超細玻纖隔板,并使用緊裝配和貧液設計工藝技術,整個電池反應密封在塑料電池殼內,出氣孔上加上單向的安全閥。這種電池結構,在規(guī)定充電電壓下進行充電時,正極析出的氧(O2),可通過隔板通道傳送到負極板表面,還原為水(H2O)。VRLAB的工作原理,基本上仍沿襲傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池,它的正極活性物質是二氧化鉛(PbO2),負極活性物質是海綿狀金屬鉛(Pb),電解液是稀硫酸(H2SO4),其電極反應方程式如下:
  正極上:2H
2O→O2+4H+4e-      負極上:O2+2Pb→2PbO2
整個電池反應方程式:Pb+PbO2+2H2SO4→2PbSO4+2H2O 
  這是VRLAB特有的內部氧循環(huán)反應機理,這種充電過程,電解液中的水幾乎不損失,使電池在使用過程中達到不需要加水的目的。
   由于作了上述重要改進,VRLAB具有體積小、重量輕、自放電小、少維護、壽命長、使用方便、對環(huán)境無腐蝕、無污染等優(yōu)良特性,與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比,在使用、維護和管理上有著明顯的優(yōu)點。
(1)使用方便
  VRLAB只需嚴格控制整流器的充電電壓,根據浮充使用和循環(huán)使用的不同要求,采用規(guī)定的電壓進行恒壓充電,無需值班人員過多操心電池的充電過程,不必添加蒸餾水,也不必經常檢測電池端電壓、電解液比重及溫度,只需定期檢測電池端電壓和放電容量即可。
 ?。?)安裝簡便
  VRLAB已進行過化成充放電處理,荷電出廠,所以用戶在安裝使用時,無需再進行繁瑣的初充電過程,如果放置時間超過六個月,可按生產廠的規(guī)定進行補充電,在充足電之后,進行一次容量試驗性放電檢查,以判斷電池容量是否符合標準要求,質量是否穩(wěn)定可靠。
 ?。?)安全可靠
  VRLAB采用密封結構,可豎放或臥放使用,無酸霧、無毒、無有害氣體溢出,由于電池采用恒壓充電制,電池內部實現氧循環(huán)過程,水損失很少,即使偶爾過充,有少量的氣體可通過安全閥向外排出,電池殼不致因壓力過大而鼓脹甚至爆裂。
 ?。?)節(jié)省投資
  VRLAB不污染設備和環(huán)境,可與電子設備放在一起使用,無須專門用于電池放置和維護的房間,維護工作量大大減少。而且電池安裝可采用疊放式電池架,占地面積小,節(jié)約電源系統(tǒng)的投資費用。
  總之,VRLAB的優(yōu)良特性,使用壽命一般為5-8年,無需加水維護保養(yǎng),充電式不會產生有害氣體,擺設容易,無需考慮安置地點通風問題,放電率高,特性穩(wěn)定,價格適中,易為大多數人接受,這無疑對通信、電力、信息、金融等行業(yè)的科學管理創(chuàng)造了極為有利的條件,容易實現微機控制,可實現無人值守和微機集中監(jiān)控的現代化管理方式。現,已成為應用最為廣泛的
UPS蓄電池種類之一。