理士蓄電池DG800
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UPS理士蓄電池在UPS電源設備中占有十分重要的地位.目前，中小型UPS電源中廣泛使用的免維護密封式鉛酸蓄電池，占據(jù)UPS電源總成本的1/4～1/2之多。不僅如此，實際維修也表明，約有50%以上的UPS電源故障與UPS蓄電池有關。無論作為UPS故障的起因還是結(jié)果，UPS蓄電池的失效都會直接表現(xiàn)為內(nèi)阻增大、端電壓不夠、容量不足或瞬間放電電流不滿足帶載啟動要求等。因此，在使用和維修UPS電源時，正確認識UPS理士蓄電池、科學使用UPS蓄電池、掌握測試和挑選UPS蓄電池的方法就顯得尤其重要(為說明問題方便，UPS蓄電池簡稱為電池。)
一、UPS蓄電池的主要技術指標
在衡量UPS電池的指標中，電池的額定電壓和額定容量是兩個最常用的技術指標。例如，日本湯淺NP6—12型蓄電池的額定電壓為12V，額定容量是6Ah/20h；德國陽光A406/165型蓄電池的額定電壓為6V，額定容量是165Ah/20h。
理士蓄電池的容量是指充足電的電池放電到終止電壓時輸出的電量。在恒流放電的情況下，容量 Q=It 式中 Q——電池放出的電量，Ah“
I——放電電流，A；
t——放電時間，h。
所謂終止電壓指電池低于這一規(guī)定的電壓時，電池就無法正常工作的電壓。換言之，電池在低于終止電壓的情況下繼續(xù)放電使用，可能會造成電池永久性損壞。電池的額定容量或標稱容量用字母C表示。例如，額定容量為6Ah的電池，C=6Ah；額定容量為24Ah的電池，C=24Ah。
容量的概念實質(zhì)是電池能量轉(zhuǎn)化的表示方式。例如，考慮到電池的端電壓E=12V在實際使用時保持近乎不變的事實及輸出能量表達式W(t)=IVt=IEt，因此，6Ah從能量效果的角度，可理解為NP6—12型蓄電池在保持端電壓不變的情況下釋放能量，若以6A電流放電可釋放1h或以1A的電流放電6h。
二、放電制與放電速率
在研究電池時，常常規(guī)定統(tǒng)一的放電時間，稱為放電制。利用給出的放電制就能通過額定的容量求出放電電流。放電電流(A)=電池的額定容量(Ah)/放電制時間(h) ，為了對容量不同的電池進行比較，放電電流不用絕對值(安培)表示，而用額定容量C與放電制時間的比來表示，稱作放電速率或放電倍率。20h制的放電速率就是C/20=0.05C，單位為A。
因此，上述NP6—12型電池的容量指標6Ah是在20h制的放電速率，即0.05C放電速率下測定的。對于NP6—12型電池，0.05C等于0.3A的電流。
三、測試UPS理士蓄電池
測試UPS電池的目的是確定該電池是否滿足UPS電源的使用要求。這在更換UPS電池和判定原有UPS電池是否失效時是必須的。
在實際維修UPS時，一般的UPS電源對電池的要求：滿足原來使用電池的端電壓；電池應具有在啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性；滿足一定容量和內(nèi)阻，以保證逆變供電的時間。
從以上UPS電源對電池的要求可見，單憑測量UPS電池的端電壓是不能確定電池好壞的。
1．測量UPS理士蓄電池的端電壓
(1)離線測量電池的端電壓
離線測量電池的端電壓是指電池在脫離原連接線路的情況下，使用萬用表的DC電壓檔或電壓表直接測量電池兩端的電壓。被測電池端電壓為12V左右，最低不能低于10.5V。不足10.5V的電池即為欠壓或可能已失效的電池。若這種電池在經(jīng)過充電或激活充電后端電壓仍達不到12V，即為失效電池。
(2)在線測量電池的端電壓
在線測量電池的端電壓是指在UPS電源工作的情況下，使用萬用表的DC電壓檔或電壓表測量電池兩端的電壓。市電供電狀態(tài)的UPS，由于理士蓄電池處于充電狀態(tài)，端電壓大于12V。當電池的端電壓下降到10.5V時，正常的UPS電源會啟動機內(nèi)的電池欠壓自動保護電路，使UPS進入既無市電供電又無逆變供電的保護狀態(tài)。
UPS電源理士蓄電池因為開路狀態(tài)下就有直流電壓，并存儲一定的能量，正負級短路的電流理論上無窮大，足以讓極柱融化，安裝工具(如扳手)損壞，同時會打火發(fā)光，如短路回路中無易分斷點，短路現(xiàn)象不能及時消失，則理士蓄電池連接線會因長時間過流而使保護層融化，理士蓄電池的極板彎曲變形，直至燃燒，造成火災事故。在安裝不規(guī)范的秀康UPS不間斷電源 系統(tǒng)中，由于某種原因造成直流短路，而回路中的斷路器又失效時發(fā)生的電池燃燒的事故已經(jīng)屢見不鮮了，想必大家對理士蓄電池短路的后果的嚴重性都領教過吧。安裝理士蓄電池雖很危險，必須保持頭腦清晰，安裝仔細，安裝理士蓄電池也是件很容易的事。
《分析關于UPS電源蓄電池的連接技巧》
●鏈接錢必須要頭腦要清晰，安裝環(huán)境要清凈，人要少，不要有心事，連接方案要清楚，安裝時手機建議關掉，不與客戶聊天，更不能邊安裝邊回答充滿好奇心的客戶喋喋不休的一連串的問題，這樣會分神，很容易出事;
●UPS電源蓄電池上架前要進行物理檢查，并測量開路電壓，以免返工;連接線的一端與理士蓄電池相連時，另一端應進行絕緣保護或握在手心，防止搭到不該搭的地方，造成打火;
●連接線的一端已接好，另一端再連接時應輕輕點一下要連接的極柱，即使連錯了也只是在極柱上和連線上打一點火而已，不至于釀成大禍;或測量要連接的兩點的壓差，為零則可以連接;
●兩人同時連接時，對應的UPS電源理士蓄電池組應無連接或電位關系。因為兩人為同電位(或隨時變成同電位，如同時接觸理士蓄電池架)，各自連接的電池如存在電位差，則理士蓄電池和二人形成回路，可能發(fā)生電擊事故;
●UPS電源蓄電池組串聯(lián)完畢后，UPS電源理士蓄電池組的總正和總負之間電壓比較高，在向MCCB(蓄電池開關)連接時，每根線都應先連到MCCB，再連到對應的理士蓄電池端;或在電池組中留一斷點，完成MCCB與UPS理士蓄電池組的連接后再連接斷點;對于多組并聯(lián)的理士蓄電池組，應每一組都留斷頭，并在MCCB端連接后分別用萬用表檢測極性再將斷頭連接。
理士蓄電池的修復是電動車維修中經(jīng)常遇到的問題，理士蓄電池修復能否修復也是用戶比較關心的問題之一，經(jīng)過近幾年的實踐，人們基本肯定了理士蓄電池修復的積極意義，首先用戶可以減少支出，降低理士蓄電池使用成本，其次提供修復延長理士蓄電池壽命可以減少理士蓄電池消耗量，節(jié)約資源，減少污染。
理士蓄電池修復方法及原理
1859年法國物理學家普蘭特發(fā)明鉛酸蓄電池以來，延長電池使用壽命就成了人們研究的主要課題，長期的實踐中，人們使用了很多辦法消除電池極板硫化，歸納起來有下面幾種：
1. 大電流充電：采用大電流充電，使大的硫酸鉛結(jié)晶溶解的方法，實驗中發(fā)現(xiàn)，這種方法消除硫化只可以獲得暫時的效果，并且會在消除硫化過程中帶來加重失水和正極板軟化問題，對理士蓄電池壽命造成嚴重損傷，現(xiàn)在很少有人用這種簡單的方法修復理士蓄電池。
2. 全充全放修復法（深放電修復）： 全充全放修復法就是對理士蓄電池采取完全充滿電后，再完全放電的修復的方法。全充全放修復法主要是對輕度損傷的理士蓄電池具有一定的修復作用，同時此方法還可以有效的激活電瓶深層的活性物質(zhì)，提高理士蓄電池容量。它適用輕度硫化的電池，內(nèi)阻較高的理士蓄電池，此法的關鍵是放電一定要充分，并且是對每只理士蓄電池進行單獨的充分放電，全充全放1～2次，理士蓄電池的容量一般都能得到提升。全充全放修復法不可經(jīng)常使用，最多三個月使用一次。
3. 淺循環(huán)大電流充電法： 對硫化的理士蓄電池，采用大電流（5h率以內(nèi)電流），對理士蓄電池充電至稍過充狀態(tài)，控制電解液溫度不超過40℃為宜，然后放電30%，如此反復數(shù)次可減輕和消除硫化現(xiàn)象。
此法機理，用過充電析出的氣體對極板表面輕微硫化鹽沖刷，使其脫附溶解并轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)。
此法特點，對于輕微硫化可明顯修復。但對老電池不適用，因為在析出氣體沖刷硫酸鹽的同時也對正極板的活性物產(chǎn)生強烈沖刷，使活性物質(zhì)變軟甚至脫落。
4. 添加活性劑： 對硫化的電池，加入純水與硫酸鈉、硫酸鉀、酒石酸等物質(zhì)混合液，采取正常充放電幾次，然后倒出純水加入稍高密度酸液調(diào)整電池內(nèi)酸液至標準液濃度，容量恢復至80%以上可認為修復成功。
此法機理，加入的這些硫酸鹽配位摻雜劑，可與很多金屬離子，包括硫酸鹽形成配位化合物。形成的化合物在酸性介質(zhì)中是不穩(wěn)定的，不導電的硫化層將逐步溶解返回到溶液中。
采用化學方法，消除硫酸鉛結(jié)晶，不僅成本高，增加理士蓄電池內(nèi)阻，并且還改變了電解液的原結(jié)構(gòu)，修復后的使用期較短，副作用較大，其修復率約為40%左右。
5、脈沖修復 ： 對于硫化電池，可用一些專用的脈沖修復儀對電池充放電數(shù)次來消除硫化。 其一就是高電壓大電流脈沖充電，通過負阻擊穿消除硫化。這種方法速度快，見效快，但是對理士蓄電池的壽命影響比較大。另外的方法就是采用小電流頻率高達8KHz以上，利用大結(jié)晶諧振的方法來溶解，這種方法修復比較慢，修復效果也比較好，但是，修復時間比較長，往往在120小時以上。 此法機理，從固體物理上來講，任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以擊穿。一旦絕緣層被擊穿，就會由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)。如果對電導差，阻值大的硫酸鹽層施加瞬間的高電壓，就可以擊穿大的硫酸鉛結(jié)晶。如果這個高電壓足夠短，并且進行限流，在打穿硫化層的情形下，適當控制充電電流，就不會引起電池析氣。電池析氣量取決于電池的端電壓以及充電電流的大小，如果脈沖寬度足夠短，占空比足夠大，就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結(jié)晶的條件下，同時發(fā)生的微充電來不及形成析氣，在充電過程中加入負脈沖，對減低電池溫升有作用，就更能保證在擊穿硫酸鹽層時減少極板的氣體析出，這樣就實現(xiàn)了脈沖消除硫化。
從原子物理學來說，硫離子具有5個不同的能級狀態(tài)，處于亞穩(wěn)定能級狀態(tài)的離子趨向于遷落到穩(wěn)定的共價健能級存在。在穩(wěn)定的共價鍵能級狀態(tài)，硫以包含8個原子的環(huán)形分子形式存在，這8個原子的環(huán)形分子模式是一種穩(wěn)定的組合，難以躍變和被打碎，電池的硫化現(xiàn)象就是這種穩(wěn)定的能級。要打碎這些硫化層的結(jié)構(gòu)，就要給環(huán)形分子提供一定的能量，促使外層原子加帶的電子被激活到下一個高能帶，使原子之間解除束縛。每一個特定的能級都有唯一的諧振頻率，諧振頻率以外的能量過高會使躍遷的原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，過低能量不足以使原子脫離原子團的束縛，這樣脈沖修復儀在頻率多次變換中只要有一次與硫化原子產(chǎn)生諧振，就能使硫化原子轉(zhuǎn)化為溶解于電解液的自由離子，在特定條件下轉(zhuǎn)化回活性物質(zhì)，重新參與電化學反應。
去硫化脈沖頻率取8.33KHZ以上，脈沖的瞬間電壓一般根據(jù)產(chǎn)品所體現(xiàn)的功能需要，采取的瞬間電壓為60V~300V之間，充電脈沖寬度900mS，間隔10mS，放電50mS，測試開路電壓40mS，上升沿陡直，除硫效果好；放電脈沖選用3歐姆電阻，放電電流為3~4.5A。從克服極化的角度來說，所加的負脈沖時間上要很短，一般在時間上往往是正脈沖的5%左右，幅度是正脈沖的1.5~3倍。
采用脈沖波使硫酸鉛結(jié)晶體重新轉(zhuǎn)化為晶體細小、電化學性高的可逆硫酸鉛，使其能正常參與充放電的化學反應，修復率約為60%左右。但修復時間長，需數(shù)十小時以上，甚至一周的時間，效率較低。
5. 水療法： 主要是通過硫化的極板在純水充電，是硫酸鹽逐步溶解并排除電池外。具體做法就是倒出電解液，換為純水，用0.05C左右的電流充電，充電十小時以上，再倒掉電解液，換為純水，反復充——放——充——放幾次，經(jīng)數(shù)十小時甚至十幾天，最后在充足電情況下用密度稍高的電解液調(diào)整電池內(nèi)電解液密度至標準溶液密度，一般硫化現(xiàn)象可解除，容量恢復至80%以上可認為修復成功。
此法機理，加水降低了溶液的硫酸鉛的飽和度，用降低酸液密度提高硫酸鹽的溶度積，采取小電流長時間充電以降低歐姆極化延緩水分解電壓的提早出現(xiàn)，最終使硫化現(xiàn)象在溶解和轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)中逐漸減輕或消除，按照這一理論，如果用大電流充電，將電池溫度控制在45℃左右，并加以振蕩可以加大硫酸鉛溶解度，加快電化學反應速度，除硫效果更明顯。 此法對于開口式蓄電池比較適用，對于硫化嚴重現(xiàn)象亦可反復處理，無須投資設備即可自行修復，缺點是過程太繁瑣，對密封電池不適用。
絕大多數(shù)的電池生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的電池都是按國家標準檢測合格的，一般的使用年限都應該在3年左右。而實際情況是，許多電池在使用1年左右的時候就出現(xiàn)行駛里程短，充不進電等現(xiàn)象。根據(jù)大量的經(jīng)驗總結(jié)，電動車電池一般在使用8個月的時候，就會出現(xiàn)缺水，再過2個月，也就是10個月的時候，就可能出現(xiàn)硫化現(xiàn)象，這個時候是電池修復的最佳時機。如果此時做好電池修復，重新裝車使用，一段時間后，電池還會出現(xiàn)缺水而硫化，這個過程其實就是對上一個過程的重復，時間也基本是8個月左右。理論分析和實踐表明：電池完全修復后使用6～8個月是正常的。 電池修復的方法很重要，最好的方法是加蒸餾水，用脈沖方法進行除硫修復，再根據(jù)電池的實際情況做其它的技術處理，這才是真正的無損修復。我們主張不要輕易添加化學試劑，因為這會改變電池內(nèi)的成分組成和對極板造成損傷，它所產(chǎn)生的效果是短期的，且極易造成熱失控等問題，最后導致電池徹底報廢。 另外實踐證明任何方法結(jié)合脈沖方式都將有利于提高修復效果。
鉛酸蓄電池的修復流程
1. 修復步驟：電池的修復大體上可以分四步，選、判、修、檢： 選——就是對電池進行初步挑選，將沒有修復價值的電池挑選出來，減少修復的盲目性。 判——就是對初選合格的電池進行檢查判斷，繼續(xù)剔除難以修復的電池；然后根據(jù)電池的具體情況，選擇合適的修復流程對電池進行修復。 修——就是選擇合適的修復方法和修復流程，對有修復價值的電池進行修復。 檢——就是對經(jīng)過修復的電池進行測量，檢驗修復效果，為電池的使用提供依據(jù)。。
2. 挑選電池參考標準： 電池修復主要針對的是硫酸鹽化的電池。對于物理性損壞，
