【前言】
自1859年法國科學家普蘭特發明鉛酸蓄電池以來,至今已有一百六十余年的歷史,在各行各業獲得了極為廣泛的應用,特別是在數據中心行業。
目前數據中心市場上常見的UPS蓄電池主要是閥控式鉛酸蓄電池,簡稱 VRLA電池,其基本特點是使用期間不用加酸加水維護,俗稱“免維護電池”。
維護好了蓄電池就等于做好了UPS工作的一半,但是大家真的了解閥控式鉛酸蓄電池嗎?有沒有認真的思考過它起作用的原理是什么呢?
這篇文章從工作原理出發幫大家重新認識一下閥控式鉛酸蓄電池,現在我們可以了解到以下內容:
一、工作原理
基本上沿襲于傳統的鉛酸蓄電池,閥控式鉛酸蓄電池用填滿海綿狀鉛的鉛板作負極,填滿二氧化鉛的鉛板作正極,并用稀硫酸作電解質,而閥控的設計主要是可以及時釋放內部壓力防止電池爆炸或者變形。其電極反應方程式如下:
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(Tip:此反應為可逆反應,前者向后者反應為放電反應,后者向前者反應為充電反應。)
簡單的說就是在充電時,電能轉化為化學能,放電時化學能又轉化為電能。
二、失效原因
閥控式鉛酸蓄電池是UPS及直流供電系統的重要組成部分,其好壞直接決定了供電系統在停電后是否能不間斷供電,其重要作用顯而易見。
而引起閥控式鉛酸蓄電池失效的原因有很多,主要可以概括為以下幾點:
三、失效模式
閥控式鉛酸蓄電池的失效不是急轉直下的,它是有一個漸變的過程,主要表現為以下這三個模式。
(1)早期失效模式
蓄電池組在使用過程中,只有數個月或1年時間,其中個別電池的性能急劇變差,容量低于額定值的80%。
根本原因:電池中正負極板與AGM隔板中電解液脫離接觸
其他原因:電池設計問題,失水問題等
(2)干涸失效模式
當閥控式鉛酸蓄電池處于“富液”狀態,會使隔板中氧氣的通道阻塞,氣體復合效率變低,電池內壓力增大,一部分氧氣來不及復合就從電池內部溢出,導致失水。
根本原因:干涸失效是閥控式鉛酸蓄電池所特有的,從電池中排出氫氣、氧氣和水蒸氣、酸霧,都是電池失水方式和干涸的原因。
(3)熱失控失效模式
由于充電電壓和電流控制不當,在充電后期會出現一種臨界狀態,即熱失控。明顯表現為電池槽殼變形,出現“鼓肚子”現象。
四、結語
UPS電源的重要性決定了它使用起來具有一定的復雜性,特別是對UPS蓄電池的的使用上,所以特意寫了這篇文章希望能拋磚引玉,對數據中心行業的小伙伴們有所幫助。
下篇文章我們會更加深入的為大家講解一些UPS蓄電池常見的故障表現,以及應用和維護好UPS蓄電池的技巧是什么,大家有任何不同的看法歡迎留言討論!