陽(yáng)光蓄電池經(jīng)銷商
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德國(guó)陽(yáng)光UPS蓄電池的選擇與使用三個(gè)問(wèn)題內(nèi)容分析如下：
不斷電系統(tǒng)使用何種德國(guó)陽(yáng)光蓄電池?
目前市面上所販?zhǔn)鄄粩嚯娤到y(tǒng)，大多採(cǎi)用免加水、免保養(yǎng)的鉛酸電池，此種電池是密封式的，其內(nèi)部是糊狀物質(zhì)，利用化學(xué)變化而產(chǎn)生能量。對(duì)一般消費(fèi)者而言，此類電池除了具有易於使用與保養(yǎng)外，如須更換時(shí)，在市面上能夠容易取得相同電池產(chǎn)品。
陽(yáng)光蓄電池的使用壽命有多長(zhǎng)?
不斷電系統(tǒng)的供電來(lái)源是來(lái)自於內(nèi)部的電池放電。電池老化的原因除了外部的環(huán)境因素之外，尚有內(nèi)部化學(xué)變化所導(dǎo)致的電池老化。即使是將電池放置一旁，停滯不用，電池仍會(huì)出現(xiàn)此老化狀況。就一般經(jīng)驗(yàn)而言，電池的使用壽命為2-3年。
陽(yáng)光電池如何保養(yǎng)?
定期對(duì)電池充放電是保養(yǎng)電池非常重要的工作。若您選用的UPS具有電池偵測(cè)功能，您可定期執(zhí)行該項(xiàng)功能。若無(wú)此功能則可將UPS電源輸入端之插頭移除，模擬市電中斷，再觀察電池放電時(shí)間是否足夠?若不足時(shí)，則可考慮更換電池，以保持當(dāng)電源中斷時(shí)能有足夠的放電時(shí)間，以利檔案儲(chǔ)存與系統(tǒng)的完全關(guān)閉。
德國(guó)陽(yáng)光蓄電池研究和發(fā)展的主要目的：
——取得最大的放電容量和深放電的運(yùn)用；
——經(jīng)歷多次充、放電循環(huán)后，盡可能能維持最大容量。
鉛酸蓄電池的放電反應(yīng)表述如下：
正極：PbO2＋3H＋＋HSO4－＋2e→PbSO4＋2H2O（1）
負(fù)極：Pb＋HSO4－→PbSO4＋H＋＋2e（2）
在最大放電容量中面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)就是如何推進(jìn)所有的反應(yīng)物快速地到達(dá)反應(yīng)區(qū)域,為了達(dá)到此目標(biāo),三個(gè)主要單元必須提供：
——固體反應(yīng)物的表面積；
——在溶液中高的流速（短的擴(kuò)散距離）；
——低電阻以維持相應(yīng)的電子流。
每次放電后，最理想的狀態(tài)包括：固體的高表面積和與板柵之間的低電阻通過(guò)式⑴和式⑵的逆反應(yīng)它們就能充電、貯存。在理想狀態(tài)下電池循環(huán)時(shí)，其容量保持不變。
實(shí)際上，從壽命的開始，固體活性物質(zhì)的利用率只有30％左右（現(xiàn)在可達(dá)40％），隨著過(guò)程的進(jìn)行，循環(huán)次數(shù)的增加，將降低其性能，幾種嚴(yán)重的失效機(jī)制影響著一種或多種活性物質(zhì)的供應(yīng)和狀態(tài)。諸如：
（1）正極活性物質(zhì)的膨脹在極板的垂直和平行方向,由于板柵腐蝕延長(zhǎng)而導(dǎo)致極板膨脹,這種漸漸的膨脹將影響板柵和活性物質(zhì)之間的連接以及導(dǎo)電性。
（2）失水過(guò)充電時(shí)產(chǎn)生O2和H2將減少電解液
的體積，使活性物質(zhì)和電解液失去接觸，這個(gè)過(guò)程將越來(lái)越快;對(duì)氫過(guò)電位有影響的雜質(zhì)也能影響氣體產(chǎn)生的趨勢(shì)。
（3）電解液分層進(jìn)行深放電使用后的充電過(guò)程
中硫酸產(chǎn)生于極板之間，在電池底部具有匯集較高濃度的硫酸的趨勢(shì)。因?yàn)樗认∷峋哂懈叩谋戎�，在不同高度的分布將由于擴(kuò)散作用或者過(guò)充電產(chǎn)生大量氣體而消除。
（4）不完全充電不管是由于不好的充電制度，
還是由于防止極化所產(chǎn)生物理變化的結(jié)果，后來(lái)的放電將減少。
（5）腐蝕腐蝕層將導(dǎo)致電阻的上升，高的電阻
將導(dǎo)致電流減少。
傳統(tǒng)的富液式動(dòng)力電池能防止幾種基本的故障是基于以下原因：
（1）正板柵的Sb能防止蠕變，管式極板能阻止正極活性物質(zhì)的膨脹和脫落。
（2）水的損失將增多，但可以通過(guò)補(bǔ)充而抵消。
（3）分層將由于氣體的移動(dòng)而消失，同時(shí)負(fù)極的
不完全充電將得到恢復(fù)。
（4）板柵腐蝕成為電池壽命終止的因素。
富液電池能夠進(jìn)行1000次深放電循環(huán)，VRLA蓄電池是否也能取得相同的循環(huán)壽命？
2VRLA蓄電池
VRLA蓄電池被設(shè)計(jì)成有利于O2在負(fù)極的化合,從而減少水的損失。
在正極形成O2：2H2O→4H＋＋O2↑＋4e（3）
通過(guò)氣體通道傳輸?shù)截?fù)極，被還原
2Pb＋O2＋2H2SO4→2PbSO4＋2H2O＋熱（4）
現(xiàn)在,有兩種可供選擇的設(shè)計(jì)方案用來(lái)提供氣體通道;一是保持電解液在AGM隔板中，二是將電解液固定為膠體。今天，有一些生產(chǎn)廠將兩種方法結(jié)合起來(lái)，效果還不錯(cuò)。
在負(fù)極，氧的還原，使負(fù)極的電極電位去極化，比起富液電池來(lái)，氫氣產(chǎn)生的量相當(dāng)?shù)�，既然極板同時(shí)處于充電狀態(tài)，PbSO4立即轉(zhuǎn)變?yōu)镻b，重新恢復(fù)電池的化學(xué)平衡。
2PbSO4＋2H＋＋2e→Pb＋H2SO4（5）
凈的化學(xué)反應(yīng)為零,但在充電過(guò)程中充入電池的電能則轉(zhuǎn)變成熱能而不是化學(xué)能。
Sb不再存在于VRLA電池的板柵合金中，Sb能降低氫的過(guò)電位而有利于H2在負(fù)極產(chǎn)生。對(duì)于這類元素，在引入時(shí)要特別小心，如果電池在初期處于過(guò)飽和狀態(tài)，氧循環(huán)就不起作用，電池的行為就像富液電池，直達(dá)充電的頂峰，正極產(chǎn)生O2和負(fù)極產(chǎn)生H2，將通過(guò)閥而釋放，水的損失將開辟氣體通道，允許O2的傳輸，使電池釋放的氣體降低到很低水平。
為了防止電池大量損失氣體，氧循環(huán)就必須進(jìn)行，然而，如果氧循環(huán)太激烈，將產(chǎn)生大量的熱，負(fù)極就很難極化，負(fù)極板底部將逐漸硫酸鹽化，這時(shí)，酸的濃度就最高。
氧循環(huán)與隔板材料的孔結(jié)構(gòu)和采用的充電制度，特別后期充電具有潛在的關(guān)系。
所以，從富有液電池變?yōu)閂RLA蓄電池，則有幾種可能失效的機(jī)理發(fā)生：
（1）用Pb—Ca代替Pb—Sb合金，減少了氫的損失，抗蠕變力的降低使在極板水平方向的膨脹將越嚴(yán)重，保持隔板的壓力使膨脹只存在于極板的水平方向。
（2）水的損失將減少
（3）分層現(xiàn)象將不可避免地產(chǎn)生，多余的水損失后不能彌補(bǔ)。
（4）氧循環(huán)的存在導(dǎo)致負(fù)極不完全充電。
由于這些失效機(jī)理，使VRLA電池進(jìn)行幾十次深循環(huán)實(shí)驗(yàn)就失效，我們把它描述成早期定量損失（電池性能的短壽命）。
板柵合金加入對(duì)氫過(guò)電位無(wú)什么影響的1％～1.5％Sn到Pb—Ca合金中，板柵抗蠕變的能力將恢復(fù)。對(duì)正板柵的深入研究表明：這種水平Sn的加入將會(huì)帶來(lái)額外的效益，增強(qiáng)板柵的抗腐能力和降低腐蝕層的電阻，正板柵中加入1％～1.5％的Sn不再承受板柵平面的膨脹，作為具有低腐蝕的效果，就可以降低板柵厚度（或重量），從而達(dá)到電池比能量的增加。
正極板對(duì)于VRLA電池，活性物質(zhì)在極板垂直方向的膨脹依然是嚴(yán)重的問(wèn)題，對(duì)于活性物質(zhì)膨脹過(guò)程的情況，現(xiàn)在還有爭(zhēng)論，一些實(shí)驗(yàn)顯示，充電時(shí)膨脹，放電時(shí)收縮，而另外一些實(shí)驗(yàn)又表明，放電時(shí)膨脹，充電時(shí)收縮，伴隨著反復(fù)的深循環(huán)，正極活性物質(zhì)膨脹的趨勢(shì)依然處于爭(zhēng)論中。已在Brno大學(xué)開展的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)工作，將會(huì)得到容量損失、循環(huán)和活性物質(zhì)電阻三者之間清晰的關(guān)系。
隔板對(duì)富液電池的研究表明，與8kPa壓力相比，40kPa壓力加在極板上，能阻止正極板的膨脹，從而潛在地增加循環(huán)壽命。但是有一點(diǎn)值得注意，VRLA電池中，使用AGM隔板，當(dāng)AGM隔板被電解液濕潤(rùn)后，將會(huì)收縮，當(dāng)有壓力時(shí)，其厚度將降低，而且孔的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化，所以在設(shè)計(jì)上，同時(shí)要考慮O2的傳輸及保持對(duì)極板有足夠的壓力，現(xiàn)在ALABC的一些研究者正在探索利用不同形式的AGM，以確定一些有孔物質(zhì)能改善AGM隔板的性能。AGM的孔率和液體保持能力隨著使用纖維的直徑、細(xì)纖維的比例和加在隔板上的壓力的變化而變化。
可以考慮這樣一種材料，當(dāng)它被濕潤(rùn)或受壓時(shí)沒(méi)有收縮和孔率的變化，這種材料的應(yīng)用測(cè)試表明，至少具有300次的深循環(huán)壽命，富液式AGM隔板就是一例，但還未正式推廣使用。
充電充電的方式對(duì)VRLA電池的性能有顯著影響，對(duì)VRLA電池來(lái)講，這是一個(gè)特殊的地方。
從熱力學(xué)角度來(lái)講，電池具有不穩(wěn)定性，其電池電壓大大高于電解液中水的分解電壓，但由于Pb、Sn等元素對(duì)氫的過(guò)電位，使得在開路狀態(tài)下電解液中水分解的速度相當(dāng)慢。
在鉛酸蓄電池中，除整個(gè)電極的充電和放電反應(yīng)外，還有四個(gè)副反應(yīng)，在正極：
（1）產(chǎn)生O2H2O→（1/2）O2＋2H＋＋2e（6）
與標(biāo)準(zhǔn)氫電位相比，電極電位接近1.75V時(shí)，反應(yīng)就變得很劇烈。
（2）Pb的腐蝕此反應(yīng)決定于電池壽命，在電極電位較低時(shí)，比較穩(wěn)定，當(dāng)電極電位較高時(shí)：
6H2O＋Pb→PbO2＋4H3O＋＋4e（7）
在負(fù)極：
（3）產(chǎn)生H22H＋＋2e→H2（8）
其熱力學(xué)電位為0V，但由于過(guò)電位的存在，其電極電位到達(dá)較負(fù)的一定值時(shí)才產(chǎn)生H2。
（4）氧循環(huán)
O2＋2Pb＋H2SO4→2PbSO4＋2H2O（9）
所以在充電的初期，所有的充電電流消耗在充電反應(yīng)上，無(wú)氣體產(chǎn)生，但充電的后期，電壓到達(dá)某個(gè)值時(shí)，氣體就會(huì)產(chǎn)生，與充電反應(yīng)分享充電電流。
在富液電池中，H2和O2產(chǎn)生的量大致相等，在VRLA電池中，由于氧循環(huán)從而改變了負(fù)極的電極電位，過(guò)充電的主要反應(yīng)就是正極產(chǎn)生O2以及在負(fù)極還原，VRLA電池中，理想的充電反應(yīng)和氣體產(chǎn)生所消耗的電流之間的平衡對(duì)電池設(shè)計(jì)、操作狀態(tài)和過(guò)充電機(jī)制具有相當(dāng)復(fù)雜的影響，這很敏感地影響電池的循環(huán)壽命。
對(duì)充電過(guò)程來(lái)講，要盡可能地有效，如果氧的產(chǎn)生占用太多電流，對(duì)電池將產(chǎn)生有害的影響。氧氣在負(fù)極還原時(shí)，將產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致負(fù)極嚴(yán)重的去極化，使電池充電困難。因此過(guò)充電的程度可用O2循環(huán)來(lái)表示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，適當(dāng)?shù)倪^(guò)充能延長(zhǎng)電池的深放電循環(huán)壽命，但過(guò)量的過(guò)充電則是有害的。
大量試驗(yàn)表明，充電方式對(duì)VRLA電池性能具有相當(dāng)重要的影響，許多研究者已對(duì)此開展研究，主要問(wèn)題有以下四個(gè)方面：
（1）在過(guò)充電階段，充電過(guò)程的有效性減少，將導(dǎo)致隔板的飽和度降低。
（2）大量的氧循環(huán)將產(chǎn)生熱和阻止負(fù)極板的充電。
（3）詳細(xì)的充電機(jī)制，特別在充電的最后階段和
終止?fàn)顟B(tài)對(duì)于控制氧循環(huán)是相當(dāng)重要的。
（4）充電不足會(huì)導(dǎo)致電池的壽命縮短，為了防止
氣體的問(wèn)題，就使用不完全充電狀態(tài)（PSOC），但是為了取得電池組的平衡，間歇使用完全充電或過(guò)充電。
負(fù)極板陽(yáng)光電池的早期失效主要因素是正極板柵及其活性物質(zhì)，當(dāng)這些因素被克服后，不管在浮充使用或循環(huán)使用，負(fù)極板則成為制約蓄電池壽命的主要因素，其主要原因就是在電池壽命的最后一段時(shí)間負(fù)極板充電困難。
VRLA蓄電池中負(fù)極板引起其容量的逐漸損失，可能的原因如下：
（1）由于VRLA電池中的氧循環(huán)，破壞了負(fù)極板
中的有機(jī)物分子，使有機(jī)膨脹劑損失，導(dǎo)致電極表面收縮。
（2）電解液分層。
（3）由于氧還原而導(dǎo)致的去極化，以及自放電大而導(dǎo)致電池充電無(wú)效。
保持適宜的環(huán)境溫度
通常來(lái)說(shuō)，影響陽(yáng)光電池壽命較大的因素是環(huán)境溫度。一般電池生產(chǎn)廠家要求的最佳環(huán)境溫度是在20-25℃之間。雖然溫度的升高對(duì)電池放電能力有所提高，但付出的代價(jià)卻是電池的壽命大大縮短。據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，環(huán)境溫度一旦超過(guò)25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護(hù)的密封鉛酸蓄電池，設(shè)計(jì)壽命普遍是5年，這在電池生產(chǎn)廠家要求的環(huán)境下才能達(dá)到。達(dá)不到規(guī)定的環(huán)境要求，其壽命的長(zhǎng)短就有很大的差異。另外，環(huán)境溫度的提高，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部化學(xué)活性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生大量的熱能，又會(huì)反過(guò)來(lái)促使周圍環(huán)境溫度升高，這種惡性循環(huán)，會(huì)加速縮短電池的壽命。
定期充電放電
UPS電源中的浮充電壓和放電電壓，在出廠時(shí)均已調(diào)試到額定值，而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的，使用中應(yīng)合理調(diào)節(jié)負(fù)載，比如控制微機(jī)等電子設(shè)備的使用臺(tái)數(shù)。一般情況下，負(fù)載不宜超過(guò)UPS額定負(fù)載的60%.在這個(gè)范圍內(nèi)，電池的放電電流就不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度放電。
UPS因長(zhǎng)期與市電相連，在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中，蓄電池會(huì)長(zhǎng)期處于浮充電狀態(tài)，日久就會(huì)導(dǎo)致電池化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2-3個(gè)月應(yīng)完全放電一次，放電時(shí)間可根據(jù)蓄電池的容量和負(fù)載大小確定。一次全負(fù)荷放電完畢后，按規(guī)定再充電8小時(shí)以上。
利用通訊功能
目前，絕大多數(shù)大、中型UPS都具備與微機(jī)通訊和程序控制等可操作性能。在微機(jī)上安裝相應(yīng)的軟件，通過(guò)串/并口連接UPS，運(yùn)行該程序，就可以利用微機(jī)與UPS進(jìn)行通訊。一般具有信息查詢、參數(shù)設(shè)置、定時(shí)設(shè)定、自動(dòng)關(guān)機(jī)和報(bào)警等功能。通過(guò)信息查詢，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負(fù)載利用率、電池容量利用率、機(jī)內(nèi)溫度和市電頻率等信息；通過(guò)參數(shù)設(shè)置，可以設(shè)定UPS基本特性、電池可維持時(shí)間和電池用完告警等。通過(guò)這些智能化的操作，大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。
及時(shí)更換廢/壞電池
目前大中型UPS電源配備的陽(yáng)光蓄電池?cái)?shù)量，從3只到80只不等，甚至更多。這些單個(gè)的電池通過(guò)電路連接構(gòu)成電池組，以滿足UPS直流供電的需要。在UPS連續(xù)不斷的運(yùn)行使用中，因性能和質(zhì)量上的差別，個(gè)別電池性能下降、儲(chǔ)電容量達(dá)不到要求而損壞是難免的。當(dāng)電池組中某個(gè)/些電池出現(xiàn)損壞時(shí)，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)每只電池進(jìn)行檢查測(cè)試，排除損壞的電池。更換新的電池時(shí)，應(yīng)該力求購(gòu)買同廠家同型號(hào)的電池，禁止防酸電池和密封電池、不同規(guī)格的電池混合使用。
