[發(fā)明專利]節(jié)能環(huán)保高溫型閥控式密封鉛酸蓄電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010607671.6
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102117938B
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳賢章;陳建;項(xiàng)文敏;李春林;王德力;劉桃松;項(xiàng)海鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江南都電源動力股份有限公司;杭州南都能源科技有限公司;杭州南都電池有限公司
• 主分類號: H01M10/08
• 分類號: H01M10/08;H01M4/73;H01M2/02;H01M2/12;H01M10/34
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及閥控式密封鉛酸蓄電池。

背景技術(shù)

相對其它化學(xué)電源及傳統(tǒng)鉛酸電池，閥控式密封鉛酸蓄電池VRLA電池具有 安全、成本低、免維護(hù)、無酸霧外泄等優(yōu)點(diǎn)，作為后備電源目前廣泛應(yīng)用于通信 基站。

隨著中國電信業(yè)移動通信業(yè)務(wù)近年來的飛速發(fā)展，三大電信運(yùn)營商的移動通 信基站總數(shù)已經(jīng)超過100萬個；據(jù)統(tǒng)計，每個基站的平均年耗電量約為1.5萬 度；其中空調(diào)耗電約占單位基站耗電總量的45％；全年基站空調(diào)耗電超過70億 度，相當(dāng)于43億公斤二氧化碳排放量。目前在能源日益緊張的局勢下，為了響 應(yīng)國家號召和市場發(fā)展，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果，降低空調(diào)能耗顯得尤為必要。基 站機(jī)房內(nèi)設(shè)備主要包括主設(shè)備和配套設(shè)備兩類，主設(shè)備通常為BTS無線設(shè)備等； 配套設(shè)備有傳輸、空調(diào)、電源、蓄電池等。基站BTS無線設(shè)備、傳輸設(shè)備、電源 設(shè)備，40℃情況下均能正常工作；普通閥控式密封鉛酸蓄電池對溫度要求最高， 標(biāo)稱使用溫度為25℃，蓄電池在25℃的環(huán)境下可獲得較長壽命，長期運(yùn)行若溫 度升高10℃，使用壽命約降低一半。因此在機(jī)房溫度25℃的基礎(chǔ)上，提升10℃～ 15℃對基站內(nèi)影響對最大的為蓄電池系統(tǒng)。提高蓄電池的使用溫度，發(fā)展高溫電 池可以減少空調(diào)的使用和能耗，對降低基站耗能顯得意義重大。對于通信基站而 言，溫度每調(diào)高一度，就可以節(jié)約用電6％～8％，節(jié)約電費(fèi)至少1.1億人民幣， 溫度提高10℃計算，整個機(jī)房的電耗將降低60％～80％。如果把基站空調(diào)設(shè)定溫 度由現(xiàn)在的25℃提高到35℃，而電池的浮充壽命與25℃相比沒有降低，不但可 節(jié)約一筆非常可觀的電費(fèi)，而且符合國家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策，但普通的VRLA電 池的壽命不允許這樣做，只有高溫電池才能滿足這種需求。

閥控式密封鉛酸蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由引出極柱、匯流排、正極板、負(fù)極板、 AGM隔板(硫酸電解液吸附在AGM隔板內(nèi))、電池槽及安全閥組成。

每個電池有一個極群，包括數(shù)片正極板、數(shù)片負(fù)極板和數(shù)片隔板組成，極群 有正負(fù)兩個引出端，分別焊接到一塊鉛板上形成匯流排，正、負(fù)匯流排上各有對 應(yīng)正、負(fù)引出極柱，用以與外電路相連接。引出極柱與電池蓋之間用兩層密封膠 進(jìn)行密封和標(biāo)識。電池蓋的上面有一個小孔用來安裝安全閥，以保證電池的安全 性。極群通過極群壓縮板壓縮好后裝入電池槽中，再進(jìn)行膠封使得電池槽與電池 蓋密封，密封后再通過一系列特殊的工藝處理便形成了高溫電池。

VRLA電池已經(jīng)解決了富液電池帶來的問題，使電池盡可能密封。正極板產(chǎn) 生的氧與負(fù)極板產(chǎn)生的氫復(fù)合，以水的形式再回到電池內(nèi)部，通過安全閥周期性 的開閉，使得氫氣析出最少。VRLA電池這種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是免維護(hù)，無需添加水， 給用戶提供更大的體積比能量。由于VRLA電池電解液體積小于富液電池，并大 部份吸收在極板與隔板里，即使發(fā)生殼體破損，電解液外漏也很少。富液電池因 可加水維護(hù)即使有水損失也不是特別重要，但VRLA電池在整個使用壽命內(nèi)是不 允許加水維護(hù)的。因此對VRLA電池而言，失水意味著容量損失。

VRLA電池在浮充充電過程中，電池內(nèi)部反應(yīng)如下：

正極：發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣通過隔板擴(kuò)散負(fù)極

H₂O→(1/2)O₂+2H⁺+2e

負(fù)極：發(fā)生還原反應(yīng)

Pb+(1/2)O₂→PbO+H₂SO₄→PbSO₄+H2O

PbSO₄+2H⁺+2e→Pb+H₂SO₄

正極產(chǎn)生的氧氣通過隔板孔隙擴(kuò)散到負(fù)極，使負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，從而達(dá)到 VRLA電池不失水的目的。VRLA電池氧復(fù)合帶來以下幾點(diǎn)因素將縮短電池的壽命：

1、負(fù)極氧復(fù)合，需要逆向的充電電流，這降低了負(fù)極電壓，使負(fù)極更容易 發(fā)生充電不足和硫酸鹽化。當(dāng)負(fù)極氧復(fù)合過高時，會導(dǎo)致負(fù)極充電嚴(yán)重不足，嚴(yán) 重影響電池的壽命。

2、在恒壓浮充過程中，負(fù)極板極化的降低，使得正極處于更高的浮充電壓， 這樣：a)浮充電流增大，b)有用功率損失增大c)正極板腐蝕變形增大。

3、當(dāng)復(fù)合達(dá)到100％時，負(fù)極的極化是最小的并且穩(wěn)定，因組內(nèi)電池短路引 起其它正常電池電壓的增大，都會引起正極電壓的增加，這更容易引發(fā)熱失控。