VRLA電池及其應(yīng)用

1蓄電池容量的定義

通常電源設(shè)備的容量用kVA或kW來表示。然而，作為電源的VRLA電池，選用安時(shí)（Ah）表示其容量則更為準(zhǔn)確。蓄電池容量定義為：Q=idt（1）

理論上，t可以趨于無窮，但實(shí)際上，當(dāng)電池放電低于終止電壓時(shí)仍繼續(xù)放電，這可能損壞電池，故t值有限制。

電池行業(yè)中，以小時(shí)（h)表示電池的可持續(xù)放電時(shí)間，常見的有：C240,C20,C10,C8、C3,C1等標(biāo)稱容量值。

小電池的標(biāo)稱容量以毫安時(shí)（mAh)計(jì)，大電池的標(biāo)稱容量則以安時(shí)(Ah)、千安時(shí)(kAh)計(jì)等。電信工業(yè)常取C10、C8等標(biāo)稱容量值。

例如，常見的Deka電池12AVR100SH為12V單體，100Ah容量，即可持續(xù)放電10h，電流為10A，共放出Ah數(shù)為10×10=100Ah（實(shí)際測試中，為使電流值保持恒穩(wěn)，當(dāng)電壓變化時(shí)，應(yīng)調(diào)整外電路負(fù)載，以便計(jì)量）。

2蓄電池的理論容量、實(shí)際容量、標(biāo)稱容量

理論容量也稱計(jì)算容量由電池極板所含活性物質(zhì)的量決定。鉛酸蓄電池的電化當(dāng)量對于Pb,4價(jià)為0.517Ah/g,2價(jià)為0.259Ah/g;對于PbO2,4價(jià)為0.488Ah/g,2價(jià)為0.224Ah/g;根據(jù)電化當(dāng)量與活性物質(zhì)的量計(jì)算出來的容量叫蓄電池的理論容量。

實(shí)際容量是指蓄電池放電時(shí)所測得的容量，取決于活性物質(zhì)的量及利用率?；钚晕镔|(zhì)與鉛板相關(guān)，但并不等同于鉛重量。利用率與蓄電池極板的結(jié)構(gòu)型式、放電電流的大小、溫度、終止電壓、原材料質(zhì)量及制造工藝、技術(shù)和使用方法有關(guān)，而且是變化的。當(dāng)今，已知單塊極板最大容量為100Ah/2V。

額定容量又稱標(biāo)稱容量，即在制造廠規(guī)定的條件下，蓄電池能放出的最低工作容量，例如，97Ah電池標(biāo)稱100Ah，有些廠家的電池則是在使用幾個(gè)循環(huán)之后，實(shí)際容量達(dá)到或超出標(biāo)稱容量。

3VRLA電池容量及有關(guān)問題

31容量與溫度

當(dāng)蓄電池放電工作溫度不是基準(zhǔn)溫度25℃時(shí)，則實(shí)際容量應(yīng)按公式（2）換算成25℃時(shí)的容量。即測試環(huán)境溫度不是25℃時(shí)，容量需校正。

Ce=Ct/[1＋KT(T－25℃)]（2）

式中：Ct為實(shí)測容量，Ce為25℃實(shí)際容量（看作標(biāo)稱容量），KT為溫度系數(shù),T為實(shí)際溫度。

對于10h率放電，KT=0.006/℃；3h率放電，KT=0.008/℃,1h率放電，KT=0.01/℃.

32容量與極板重量

VRLA電池所用鉛板與汽車電池基本材料相近，重量、外型稍有差異，例如12V/100AhVRLA電池與同一廠家制造的汽車電池極板，僅在外型與重量上有差別，后者稍微小些，這是因?yàn)槠囯姵貥O板稍薄，但標(biāo)稱容量均一致。

3.3容量與使用壽命

相同容量的VRLA電池可有不同的設(shè)計(jì)使用壽命，這主要取決于板極的制造、重量及閥的密封方式，即使是同一廠家的電池由于閥的密封方式不同，極板制造大小不同，可以有6年、10年、20年設(shè)計(jì)壽命的差異。一般，20年壽命電池的極板重量應(yīng)是10年壽命極板的兩倍左右，這也可以從法拉弟電化學(xué)定律得到解釋。200Ah電池的重量應(yīng)是100Ah電池的兩倍左右，各個(gè)廠家相同容量VRLA電池，重量相近。

此外，實(shí)際使用壽命與設(shè)計(jì)使用壽命有很大差別，這主要取決于VRLA電池中水的損失情況。在設(shè)計(jì)條件下使用可達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，而當(dāng)外部條件如溫度、電壓、放電深度等變化超出設(shè)計(jì)要求時(shí)，實(shí)際使用壽命將會大大低于設(shè)計(jì)壽命，容量也會發(fā)生變化，趨于降低。

34容量與電解液

VRLA電池的電解液是稀硫酸，其比重與傳統(tǒng)的開口滿液式電池有差異，為1.296～1.321（傳統(tǒng)電池電解液為1.185～1.220），此時(shí)約含40％的硫酸（重量比）,體積比約為29％，冰點(diǎn)約為－70℃，而傳統(tǒng)電池電解液約在－25℃時(shí)結(jié)冰，故VRLA電池可用于較低溫度條件下，但用于低溫時(shí)實(shí)際容量要降低，可根據(jù)廠方提供的容量—溫度曲線求出。

另外，還有堿性電解液閥控電池及膠體酸性閥控電池。膠體（Gel）電池（如DEKASolar）在低溫條件下使用更好，據(jù)廠方資料，南極考察時(shí)，－56℃以下溫度，電池仍可使用（一般電池可能早已凍裂）。

現(xiàn)在一些VRLA電池已經(jīng)用于汽車上，這是因?yàn)榫S護(hù)簡單，且冰點(diǎn)更低，在嚴(yán)寒條件下，汽車起動打火可以方便一些。

4VRLA電池的安裝與對充電器的要求

41對充電器的要求

傳統(tǒng)電池充電選用一般整流電源即可，而VRLA電池與傳統(tǒng)電池相比，最苛刻的要求在于對充電器的選擇上。VRLA電池的充電器一般選擇技術(shù)上成熟的高頻開關(guān)電源，如華為公司、中興公司等均有該系列產(chǎn)品，其技術(shù)性能如下：

交流輸入：380V±20％，45～66Hz三相五線制

或220V±20％，45～66Hz單相三線制

直流輸出：額定電壓－48V（－43.2V～57.6V）

穩(wěn)壓精度±0.5％

紋波系數(shù)2.5％

限流、恒壓充電可調(diào)0.2C10～0.1C10

帶溫度補(bǔ)償按48V蓄電池組溫度變化72

～80mV/℃調(diào)整

均充轉(zhuǎn)浮充可調(diào)整設(shè)定(48V系統(tǒng)電池組)

保護(hù)功能輸入欠壓保護(hù)，整定值304V

輸入過壓保護(hù)，整定值456V

直流輸出過壓保護(hù)

直流輸出欠壓保護(hù)（可設(shè)定）

整流模塊過熱保護(hù)

三遙功能、智能化接口到遠(yuǎn)方控制中心

環(huán)境的溫度－20℃～45℃

濕度適應(yīng)為40％～90％

海拔高度在3000m以下

可連接電池組數(shù)（至少2組以上）