什么是 VRLA 电池?
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什么是 VRLA 电池?

阀控式铅酸 (VRLA) 电池只是一种铅酸电池,其中的电解质已被固定以重新组合氢和氧。 它具有带有压力释放阀的密封结构,可防止气体逸出,因此得名。

因为电解质不再处于流体状态,因为要么与二氧化硅粉末混合形成凝胶,要么被吸收到质地细腻的玻璃垫中,所产生的气体不会自由形成气泡并上升到电解质表面。 相反,它们被困在固定的基质中,并在充电时产生的压力梯度迫使它们移动到相反的两极。 在自由液体中,这是不可能的。

在 VRLA 电池中,正极产生的氧气迁移到负极,在那里被还原成水。

  • 正极板过充电反应:H2O = 2H+ + 2e- + 1/2O2
  • 正极板复合:1/2O2 + Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2O

第一批 VRLA 电池(硅胶)于 1930 年代由 Elektrotechnische Fabrik Sonnenburg 生产,然后在 1950 年代后期由 Sonnenschein 改进和商业化,再次是凝胶类型。

AGM电池出现于 1970 年代初,是盖茨橡胶公司的创意。 这是一种类似于电容器的螺旋缠绕结构。 熟悉的平板结构是在 1980 年代由英国的 Chloride 和 Tungstone 引入的。 现代阀控密封铅酸蓄电池一般分为平板AGM电池和管状板GEL电池,管状极板结构具有循环寿命长和抗深循环能力强的优点。 AGM 受益于更高的放电率和更快的充电时间。 由于电池在充电时会保留并重新组合产生的氧气和氢气,因此它们在保证使用寿命期间无需加水。

除了缺乏维护的好处之外,还可以密封电池,从而防止释放可燃氢。 电解液的固定化带来的其他好处包括腐蚀性酸不会溢出或泄漏,这使得处理和运输更加安全。 这些属性对企业和消费者来说都是明显的优势,使这项技术比富液式铅酸电池更加用户友好。 在商业运营中,它可以通过移除气体提取设备来降低成本,并且可以更好地利用可用存储空间,因为它能够在侧面操作,提供更灵活的安装选项。

凭借这些优势,什么是 VRLA 蓄电池的问题得到解答并被认为是铅酸系列中用途最广泛和用户友好的成员也就不足为奇了。 这反映在该技术具有显着市场份额的离网市场应用中。 本博客中讨论了 25 个这样的应用程序。

什么是 vrla 电池?
VRLA 2v 电池组
VRLA 12v SMF Battery
VRLA 12v SMF电池

首先要考察的市场部门是那些附属于休闲产业的市场部门,特别是: 海洋、露营、高尔夫球车和高尔夫球车。 在所有这些应用中,电池都需要深度放电。 尽管要求相似,但负载的大小和运行模式可能非常不同。 典型的电动高尔夫球童将使用 12 V 18-35 ah 容量,主要在夏季使用,可能每两周使用一次。 相比之下,在大型商用车上载客的高尔夫球车通常需要 48V 结构,总容量高达 200 Ah。

它们将每天运行,通常放电至其额定容量的 80%。 在这种类型的商业运营中,阀控式密封铅酸蓄电池的低维护成本将是一个优势。 循环寿命也是一个重要因素:循环寿命越长,RTI 越好。 在许多情况下,使用具有更好循环寿命和深度放电的 2V 管状凝胶电池,抗损坏性将具有很大的经济意义。

露营和露营车的使用依赖于电池为照明和小家电(如电视或冰箱)供电。 使用是不规则和间歇性的,但本质上通常是深循环。 缺乏维护或充电时产生的气体以及防溢设计和安全处理使 VRLA 电池成为这些情况下的理想选择。 电池始终采用单体设计,适用于容量为 85 至 200 Ah 的 12 或 24 V 系统。 这些电池通常不会在日常使用中,并且在许多情况下因长时间以放电或半放电状态存放而损坏,尤其是在冬季或淡季期间。

海洋应用的标题涵盖从使用电池作为主要电源的电动驳船到导航设备等辅助设备和冰箱、电视或机舱照明等设施的用途。 在主要动力源用于推进的情况下,需要长时间、稳定的输出,在加速或启动时偶尔会出现峰值爆发。

对于辅助用途,随着设备的开启和关闭,功率输出通常较低且变化较大。 在后一种情况下,电池通常在运行时从推进电机充电。 还有一个相对较新的船舶要求,即拖钓电机。 这些是电动机和螺旋桨装置,能够在水中安静地推动渔船,而不会吓跑附近的鱼群。

船舶应用的尺寸、容量和电压要求差异很大,需要从使用模式和供电设备中进行识别。 例如,电动驳船可以在 110V 下运行,为电动机和所有船上生活设施提供动力。 这通常需要串并联配置的 2 V 管状凝胶电池,以提供电气系统所需的电压、高容量和循环寿命。

在提供辅助设备的情况下,最常用的是整体设计。 这些将是容量从 80 到 220 Ah 的 12V 单体。 然而,拖钓电机通常采用 12V 35 ah 电池。

下一个要考虑的类别是不间断电源 ( UPS )。 在这种情况下,电池必须提供非常短的高电流突发以抵消功率或电压的瞬时下降。 它一般用于无线电发射机或计算机等设备,以防止传输中断或程序和数据丢失。 在此类别中,我们可以包括:电话备用电源、电信塔、小型通信、PC 终端、ICT、服务器机房、数据中心和基于工业变压器的网络。 在这些情况下,功率要求可以通过间歇性、快速的高电流突发来满足。

虽然频繁,但这些都是浅放电,并且由于持续充电条件,电池永远不会深度放电。 对于非工业商业用途,由于不含气体和酸烟,因此电池可用于有人员和敏感电子设备的办公室和高科技环境。 与富液电池相比,较低的维护成本是另一个重要的吸引力。

工作电压可以从单个家用 PC 的电源到 440V 的工业三相交流电源变化很大。 虽然大多数安装使用串联/并联配置的 12V 单体来满足应用电压和自治要求,但较大的工业安装通常选择 2V 管状凝胶选项。 容量可以从小型办公室或家庭安装的 25 Ah 到工业 UPS 的 250 Ah 不等。 对于备用电源操作,对 UPS 有不同的要求。

这些可以是间歇性或定期深度放电并充满电,以应对紧急情况,例如应急照明、用于环境监测的便携式测试设备的操作或军用对讲机等便携式通信设备。 安全警报和系统、办公室或电话备用电源将具有类似的使用情况,即间歇性深度放电至容量的 80%。

  • 设备定期循环的应用包括临时交通信号、移动照明、计划停电的家庭和工业区、柴油混合动力或太阳能装置等用途。 所有这些都有明确的运行时间,通常每天都会发生。
  • 没有理想的电池尺寸或配置,因为功率消耗和工作电压变化很大。 对于较大的安装,通常 2V 管状凝胶电池是最好的解决方案,因为它们能够承受深度放电和优越的循环寿命。 对于较小或较不繁重的操作,通常首选单体电池,尤其是在空间有限的情况下。 电池装置的大小取决于设备的工作电压、负载和运行时间。

  • 并非所有市场部门都可以归为一类。 许多手机电信塔和其他无线电通信系统使用备用电池作为备用电源或常规电源,具体取决于本地电源(如果有)的质量和可用性。 在任何一种情况下,很可能对电池有深循环要求。 最常见的电池类型是 12V 单体电池,因为它具有高功率密度、紧凑的尺寸和易于安装的特点。 在一些大型大功率塔式机组中,2V VRLA电池侧装是最好的解决方案。 缺乏维护和气体生产,使 VRLA 电池成为偏远地区的理想选择,特别是电池安装在密闭空间的地方。

另一个跨越多个市场的主要类别是牵引电池,它是移动设备的主要动力来源。 这适用于多种类型的车辆,从叉车到涵盖工业和私人用途的电动自行车。 在所有情况下,都需要对电池进行深度放电。 对于叉车而言,无需维护成本是一大优势。 然而,缺点是电池需要更长的时间来充电,更昂贵,并且不能像被淹没的电池那样深度放电。 然而,这必须与包括排烟设备在内的淹没式电池的成本相平衡。

由于没有充电时释放的酸烟和气体,还有另一个显着的好处。 在封闭的食品仓库中,即使有抽气设备,充电产生的一些酸烟仍会留在充满水的电池内,这些酸烟会在叉车运行过程中逸出,并可能污染储存的食品。 该市场(包括电动托盘车)的理想电池是 2V 管状电池,通常采用 12 至 80 V 的串联配置。 容量可以在托盘车的 25 Ah 到大型高吨位叉车的 1,000 Ah 之间变化。

非工业用途包括用于医疗条件的代步车和轮椅等市场。 有一小部分使用铅酸电池用于电动自行车、人力车和小型电动汽车,被视为非休闲用途。 所有这些应用都需要具有相当高能量密度的紧凑设计电池。 这主要由单体电池系列提供。

VRLA 电池的一个不常见用途是发动机启动。 然而,许多现代车辆正为此目的使用 AGM 版本。 由于其固定电解质,与溢流设计相比,它不太容易因电解质分层和硫酸化而发生故障。 它特别适用于充满电的电池寿命可短至 6 个月的启停车辆。 由于它具有高度压缩的玻璃垫,可将极板的活性材料固定到位,因此非常适用于冲击和振动很容易损坏浸水电池极板的越野和全地形车辆。

由于它的成本高于充满液的电池,因此它不是大多数量产汽车的标准组件。 然而,它是豪华车市场的自然选择,因为它的高启动功率、更长的寿命和卓越的冷启动能力被认为值得付出少量的额外费用。

潜艇在水下完全依赖电池供电,因为没有氧气供应内燃机。 潜艇的大小各不相同,从小型休闲和研究船到长约 70 米、重量超过 2,000 吨的军用水下船只。 军用潜艇传统上使用非常大的淹没管式设计,每个电池约 2,000 Wh,串联连接多达 175 个电池。 出于显而易见的原因,非常需要在密封的飞行器上安装不会产生爆炸性气体的电池。 在军事用途中,当飞行器在水面并适当通风时,电池通常由柴油发动机充电。

但是,如果取消了在非常狭窄和困难的条件下进行电池维护的工作,这将是一个主要优势。 因为它是一种深度放电应用,更长的循环寿命意味着更换电池的停机时间更少,所以2V 管状凝胶电池是该应用的明显且几乎是强制性的选择。 相比之下,小型研究和休闲船可能会使用单体电池以节省空间。 由于设计的多样化,工作电压和容量可能会有很大差异。

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