AGM 电池的 AGM 分离器

AGM 电池

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AGM 电池的用用是什么?

让我们首先知道首字母缩略词 AGM 代表什么。 它是”吸水玻璃垫”一词的缩写,它是一种易碎、高度多孔和纸一样的白色纸片,由硅酸盐玻璃的多孔细纤维制成,用作电池分离器,是一种称为AGM电池阀门调节铅酸电池(VRLAB)的铅酸电池。 简单地说,它是一个多孔电池分离器。 与 AGM 分离器组装的电池称为 AGM 电池。

AGM 电池分离器卷
AGM 电池分离器卷

AGM 电池应用

VRLA AGM 电池用于需要非溢出和无烟操作的所有应用。 此电池提供各种尺寸,从 0.8 Ah (12 V) 到数百 Ah,从 2 V 到 12 V 配置。 任何电压值都可以由 2 V 或 4 V 或 6 V 或 12 V 电池/电池的组合提供。 它们用于各种应用,如太阳能光伏应用 (SPV)、不间断电源 (UPS)、通信设备、应急照明系统、机器人、工业控制设备、工业自动化设备、消防设备、社区接入电视 (CATV)、光通信设备、个人手持电话系统 (PHS) 基站、微单元基站、防灾和预防犯罪系统等。

维护不良的蓄电池无法提供预期使用寿命。
传统的铅酸电池充斥需要遵循一些维护程序。 它们是:

  1. 保持电池顶部清洁干燥,无灰尘和酸滴。
  2. 通过加注经批准的水,将电解质(在蓄电池中)保持适当的水平。
    电解质水平的下降是由于电解液(用电分解)在充电接近尾声时,稀释酸中的一部分水根据以下反应被分离为氢气和氧气,并因测量而向大气中通风:
    2H2O [2H2] [O2]

铅酸电池含有稀硫酸作为电解质和常规电池的终端和外部部件,如容器,电池间连接器,盖板等得到某种酸喷雾,也得到灰尘覆盖。 应用湿布擦拭端子保持清洁,并定期涂抹白色凡士林,以便端子与连接到端子的电缆之间不会发生腐蚀。

由于黄铜端子形成硫酸铜,腐蚀产物呈蓝色。 如果连接器由钢制成,则由于硫酸铁,腐蚀产物将具有绿蓝色。 如果产品为白色,则可能是由于硫酸铅(由于 硫化)或铝制连接器被腐蚀。

此外,充电过程中电池中排放的充满酸烟气体。 这种烟气会影响周围的设备以及大气。
消费者认为这是一个繁琐的程序,并希望电池,没有这样的维护工作。 科学家和工程师们开始思考这个问题,并寻找避免这些程序的方法,这些方法在20世纪60年代末被采用。 直到20世纪60年代末,真正的”免维护”电池才在商业上实现。 密封镍镉细胞是VRLAB的先行者。

1967年,约翰·德维特在美国盖茨公司的实验室开始对含有螺旋缠绕电极的小型圆柱形铅酸细胞进行研发。 1968年,唐纳德·麦克莱兰加入他。 四年后,即1971年,由此产生的产品被出售:一个相当于传统二氧化锰D细胞大小的电池,另一个容量的两倍,由美国科罗拉多州丹佛的盖茨能源产品提供商业。 [J. Devitt, J 电源 64 (1997) 153-156]. 唐纳德。 美国盖茨公司的H.麦克莱兰和约翰·德维特首次描述了一种基于氧气循环原理的商业密封铅酸电池[D.H.麦克莱兰和J.L.德维特美国帕特(1975年)。

同时开发了两种技术,一种是基于凝胶电解质(GE),另一种是基于AGM,前者在德国,后者在美国、日本和欧洲。
首先,阀门调节铅酸电池被称为”免维护”电池、电解质缺电池、密封电池等。 由于消费者和制造商之间就使用”免维护”一词进行了大量诉讼,目前使用的术语”阀门管制”被广泛接受。 由于 VR 电池具有双向压力释放阀,因此也不鼓励使用”密封”一词。

AGM 电池和标准电池有什么区别?

AGM 电池和普通或标准电池使用类似类型的板,主要是平板。 这是唯一的相似性。 一些被淹没的电池也使用管状板。

标准电池或常规电池或泛水电池与 AGM 电池完全不同,因为 AGM 电池没有自由液体电解质,其中电解质水平必须通过定期添加经批准的水来保持,以弥补电解造成的水损失。 另一方面,在AGM电池中,这是一种阀门调节铅酸(VRLA)电池,没有这种要求,VR电池中发生的独特反应通过遵循所谓的”内部氧气循环”来照顾损失。 这是主要的区别。

对于氧气循环的操作,AGM 电池具有一个单向释放阀。 特殊橡胶盖覆盖圆柱形排气管。 当蓄电池内部压力达到极限时,阀提升(打开)释放积聚的气体,并在达到大气压力之前,阀关闭并保持为该阀,直到内部压力再次超过通风压力。 此阀的功能是歧管。 (一) 防止有害空气意外进入大气层;这导致不结盟运动的解除。 (二) 将氧气从PAM有效向不结盟运动输送,以及 (三) 保护电池免受意外爆炸;这可能是由滥用指控引起的。

在 AGM 电池中,整个电解质仅放在板和 AGM 分离器中。 因此,没有腐蚀性电解质溢出的机会,稀释硫酸。 因此,AGM 电池可以在任何侧面进行操作,但倒置除外。 但被淹没的电池只能在垂直位置使用。 在绞尽架地绞尽位时,在高压大容量电池的情况下,使用电压读数的操作变得更加容易。

在VRLAB的正常运行期间,气体排放可以忽略不计或无排放。 因此,它是”用户友好”。 因此,AGM 电池可以集成到电子设备中。 一个很好的例子是个人电脑UPS,它通常使用12V 7Ah VRLA电池。 因此,VRLA AGM 电池的通风要求仅是蓄电池所需的 25%。

与凝胶VR或AGM VR电池相比,被淹没的版本受到电解质分层现象的影响。 在凝胶电池中可以忽略不计,在AGM电池中,它不像被淹没的电池那么严重。 因此,消除或减少活性材料的不均匀利用率,从而延长电池的使用寿命。

AGM 电池的制造过程涉及对电池元件进行有效压缩,以抑制电池使用寿命期间电阻的增加。 伴随效应是循环/寿命期间容量下降率的下降。 这是因为避免脱落由于压缩效果。

VRLA 电池是现成的电池。 安装非常容易,避免了繁琐和耗时的初始灌装和初始充电,从而最大限度地减少了安装所需时间。

VRLA 电池的制造采用非常纯净的材料。 由于这一方面和AGM分离器的使用,自放电造成的损耗非常低。 例如,对于 AGM 电池,损耗每天小于 0.1%,而淹没电池的损耗为每天 0.7-1.0%。 因此,AGM 电池可以存储更长时间,而无需刷新充电。 根据环境温度,AGM 电池可存储 6 个月(20oC 至 40oC)、9 个月(20oC 至 30oC)和 1 年(低于 20oC)和 1 年。 [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive March 2017 p 18]

AGM 电池容量保留特性
AGM 电池容量保留特性
Temperature of Storage (ºC) Flooded Flooded Flooded VRLA VRLA VRLA
Period of storage (months) Capacity retention (per cent) Capacity Loss (per cent) Period of storage (months) Capacity retention (per cent) Capacity Loss (per cent)
40 - - - 6 40 60
40 3 35 65 3 70 30
40 2 50 50 2 80 20
40 1 75 25 1 90 10
25 - - - 13 60 40
25 6 55 45 6 82 18
25 5 60 40 5 85 15
25 4 70 30 4 88 12
25 3 75 25 3 90 10
25 1 90 10 1 97 3
10 - - - 12 85 15
10 - - - 9 90 10

AGM 电池可以设计为在 30 天的短路测试中生存下来,充电后,其容量与测试前几乎相同。

AGM 电池是否与凝胶电池相同?

尽管这两种类型属于阀调节 (VR) 类型的电池,但两种类型的主要区别在于电解质。 AGM 用作 AGM 电池中的分离器,其中整个电解质包含在板的毛孔和高度多孔的 AGM 分离器的毛孔中。 AGM 分离器的典型孔隙度范围为 90-95%。 未使用额外的分隔符。 在电解质的灌装和随后的加工过程中,注意确保AGM没有电解质饱和,并且至少有5%的空隙没有充满酸。 这是为了方便氧气循环的操作。

在充电过程中,氧气通过分离器从正板输送到负板。 只有在分离器未完全饱和时,此传输才能有效进行。 饱和度水平为 95% 或更少是首选。 (孔数:它是 AGM 中毛孔体积与材料(包括毛孔)总量百分比的比率)。

但在凝胶电解质电池中,电解质与熏蒸二氧化硅粉末混合以固定其,使凝胶电池变得不可溢出。 分离器为聚氯乙烯 (PVC) 或纤维素类型。 在这里,氧气通过凝胶基质的裂缝和裂缝扩散。 凝胶电池可以用粘贴型或管状板制成。 这两种类型的凝胶电池都有单向释放阀,按照”内部氧气循环”的原则运行。

在两种 VRLA 电池类型中,都留下了足够的空隙空间,允许氧气快速通过气态相传输。 负极表面只有薄薄的润湿层才能渗透溶解氧,内部氧循环效率接近100%。 当电池最初与电解质饱和时,会阻碍快速的氧气输送,从而导致水损失增加。 在循环时,这种”湿”细胞会产生有效的内部氧气循环。

对于大多数应用,两种类型的 VRLA 电池之间的差异很小。 在比较相同尺寸和设计的电池时,凝胶电池的内部电阻略高,这主要是由于传统的分离器。 AGM 电池具有较低的内部电阻,因此 AGM 电池是高负载应用的首选。 [D. 伯恩特, J 电源 95 (2001) 2]

另一方面,在凝胶电池中,酸的束缚更强烈,因此重力的影响几乎可以忽略不计。 因此,凝胶电池不显示酸分层。 一般来说,它们在循环应用中是优越的,高大的凝胶电池也可以以直立位置操作,而高AGM电池在水平位置操作通常建议将分离器的高度限制在30厘米左右。
在凝胶电解质中,大多数氧气必须包围分离器。 聚合物分离器作为氧气输送的屏障,降低输送速率。 这是凝胶电池内部氧循环最大速率较低的原因之一。

另一个原因可能是表面的某些部分被凝胶遮盖。 此最大速率的粗略数字为 AGM 电池中的 10 A/100 Ah 和凝胶电池中的 1.5A/100 Ah。 超过此最大值的充电电流会导致气体像通风电池一样逸出。 但是,这一限制通常不会影响充电或浮动行为,因为VR铅酸电池充电电压恒定,并且充电速率远远低于1A/100啊,即使每个电池2.4V。 凝胶电池内部氧循环的最大速率越有限,即使具有凝胶电池在电压过高时对热失控不太敏感的优点。

凝胶电池比AGM电池更耐热失控倾向。 在一项类似凝胶和AGM电池(6V/68Ah)的实验中 ,Rusch及其 同事报告了以下结果 [https://www .baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Understanding-The-Real-Differences-Between-Gel-AGM-Batteries-Rusch-2007.pdf] 。 电池通过过度充电来人为地老化,使电池失去10%的含水量后,电池在受限空间内以每细胞2.6伏特充电,受到热进化的增强。 凝胶电池的电流为1.5-2.0 A当量,而AGM电池的电流等效值为8-10 A(热演化高六倍)。

AGM 电池的温度为 100oC,而凝胶电池的温度保持在 50oC 以下。 因此,凝胶电池的浮动电压可以保持在更高的水平 50oC,没有任何热失控的危险。 这也将保持负板在较高温度下充电良好。

agm 电池中的热失控仿真
学分: https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Understanding-The-Real-Differences-Between-Gel-AGM-Batteries-Rusch-2007.pdf]

AGM 电池通常使用最大高度为 30 到 40 厘米的板。 如果使用更高的板,则 AGM 电池应在其侧面使用。 但在凝胶电池中,没有这样的高度限制。 板高为 1000 mm(1 米)的海底凝胶电池已在使用中。
AGM 电池是高电流、短周期应用的首选。 AGM 电池的制造成本高于阀门调节凝胶电池的高速率能力。 但是,凝胶细胞非常适合更长的放电时间,并赋予单位货币更多的功率。

VRLA 平板设计 (OGiV) 具有与泛洪平板设计相同的特性。 它们最好在较短的桥接时间。

以10分钟的速率,每个制造成本的功率输出比VRLA凝胶管状设计(OPzV)高30%,而在更长的放电时间(超过30分钟)时,管状VR凝胶OPzV设计每美元提供更多的功率。 以 3h 速率,OPzV 每 $提供 15% 的功率。 在 3 小时到 10 小时之间,水化管状 OPzS 每美元比 OPzV 电池多 10% 到 20% 的功率,而在重要区域,在 30 分钟到 100 分钟之间,水化管状 (OPzS) 提供与 VRLA 凝胶管状 (OPzV) 每 $相同的功率。

每 $ OPzV 的电池功率设置为 100%

AGM 电池中的"内部氧气循环"是什么?

在被淹没的细胞中,在过度充电过程中产生的气体被排放到大气中。 但是在阀门调节电池中,由于两个电池板上发生某些反应,气体变化可以忽略不计。 在VR电池多充过程中,氧气从正板进化而来,通过AGM的不饱和孔隙(或凝胶电解质的裂纹)到达负板,与负板中的铅结合形成氧化铅。 氧化铅对硫酸有很强的亲和力,因此它立即被转化为铅

在制造VRLA细胞时,酸由计算数量填充。
在形成过程完成后,通过循环过程从细胞中去除多余的电解质(如果有)。 在循环开始时(当细胞充满超过96%的毛孔时),氧气循环运行效率低下,导致水损失。 当电解质饱和度降至96%以下时,氧循环效率提高,减少水损失。

VR电池充电过程中产生的氧气和H+离子(反应 A) 通过 AGM 分离器中可用的不饱和毛孔,或通过凝胶电解质结构中的裂纹和裂缝,到达负板,与活性引线结合形成 PbO,该孔隙被转换为 PbSO4。 在这个过程中也形成水(反应 B)以及一些热量生成。

(在充斥的铅酸电池中,这种气体扩散过程很慢,所有的H2和O2都被排放出来。充电电流的一部分用于有用的充电反应,而一小部分电流用于氧气循环反应。最终结果是,水不是从细胞中释放的,而是以电化学方式循环,以产生超过充电反应的过量多收费电流。

PbSO4 通过电化学途径转换为 Pb 和 H2SO4( 反应 C), 与正板中水在充电时分解产生的氢离子发生反应。

反应如下:

在正板:

2H2O = 4H= O2 = 4e (A)

在负板:

2pb = O2 = 2H2所以4 = 2pbso4 = 2H2O = 热 (B)

2pbso4 = 4h= 4e = 2pb = 2 H2So4 (C)

产生的水通过分离器扩散到正板,从而恢复电解分解的水。

上述过程形成氧气循环。 后者可大幅减少充电期间的水损失和电池的超额充电,使其免维护。

在 VRLA 电池开发的早期,人们认为 VRLA 电池应具有 100% 高效的氧气重组效率,前提是这将确保不向外部大气排放气体,从而最大限度地减少水损失。 然而,近年来,很明显,100%的氧气重组可能不可取,因为这可能导致负板降解。 氢演化和网格腐蚀的二次反应在铅酸电池中非常重要,对VRLA细胞行为可能产生重大影响。

两种反应的速率需要平衡,否则,其中一个电极(通常是负极)可能不会充满电。 负极实际上可能在可逆电位下自放电,因此其电位必须高于此值(即,变得更负极),以补偿自放电并防止容量下降 [M.J. Weighall 在兰德,D.A.J;莫斯利,P.T;加什J;帕克,C.D.(Eds.)阀门调节铅-酸电池,Elsevier,纽约,2004年,第6章,第177页]。

阀门调节和充水铅酸电池的充电
学分: Pg 巴拉克里什南博士的素描

吸水玻璃垫分离器的实际结构对氧重组效率有重要影响。 具有高表面积和小平均孔径的 AGM 分离器可能会将酸芯到更高的高度,并且对氧气的扩散提供更高的阻力。 这可能意味着使用具有高细纤维百分比的 AGM 分离器,或者使用包含有机纤维的混合 AGM 分离器。

AGM 电池和管状电池有什么区别?

AGM 电池始终采用平板,厚度在 1.2 mm 至 3.0 mm 之间,具体取决于应用,无论是用于起动、照明和点火 (SLI) 用途还是固定用途。 较厚的板用于固定应用。 但管状电池使用管状板,其厚度可能从 4 mm 到 8 mm 不等。 通常,管状板电池用于固定应用。

在 AGM 电池中,整个电解质都位于板和 AGM 分离器内部。 因此,没有腐蚀性电解质溢出的机会,稀释硫酸。 因此,AGM 电池可以在任何侧面进行操作,但倒置除外。 但管状电池含有过量的液体电解质,只能在直立位置使用。 我们可以测量管状电池中的电解质密度,但无法测量AGM电池中的电解质密度。

AGM 电池在半密封的大气中工作,采用以氧气循环为原则的双向释放阀,因此可忽略不计地造成水损失。 因此,没有必要添加水到这个电池。 但管状电池是一种通风类型,在过度充电过程中产生的所有气体都排放到大气中;这会导致水损失,因此电解质水平下降,需要定期加水以保持电解质水平。

由于被淹没的性质,管状细胞可以容忍过度充电和更高的温度。 这种类型的有更好的散热。 但是AGM电池不能耐高温操作,因为这些电池本身就容易因内部氧气循环而引起放热反应。 AGM 电池的运行时间高达 40oC,而另一种电池可承受高达 50oC 的电量。

正极板和负板在浮点充电期间,每个单元为 2.30 V(OCV = 2.15 V)

Flooded -New Flooded -End of life Gelled - New Gelled - End of life AGM - New AGM - End of life
Positive plate polarisation (mV) 80 80 90 120 125 (to 175) 210
Negative plate polarisation(mV) 70 70 60 30 25 0 (to -25) sulphated)
三种电池的极化

三种电池的极化
IEC 60 896-22 在 60°C 时为最高要求 350 天,在 62.8°C 下为 290 天。
根据 IEEE 535 – 1986,在 62.8oC 下进行寿命测试

Battery Type Days at 62.8ºC Equivalent years at 20ºC
OGi (Flooded flat plate) 425 33.0
OPzV (VR tubular) 450 34.8
OPzS (Flooded tubular) 550 42.6

AGM 电池能持续多久?

不能对任何类型的电池的使用寿命作出明确声明。 在回答”AGM电池可能持续多少年”之前,应明确界定电池运行条件;

例如,无论是简单地漂浮在特定电压上,还是循环运行。 在浮动运行方式中,电池在特定电压下连续浮动充电,并且仅在主电源不可用时才需要电池提供电流(例如:电话交换电池、UPS 电池等,其使用寿命以年表示)。 但是,对于在工厂用于物料搬运的牵引电池和电动汽车中,电池在 2 到 6 小时的速率下会经历高达 80% 的深度放电,使用寿命会更短。

AGM 电池的使用寿命取决于许多操作参数,如:

温度对生命的影响
温度对铅酸电池使用寿命的影响非常显著。 在较高温度下(以及充电电压超出建议值)下,干涸发生得更快,导致过早结束使用寿命。 电网腐蚀是一种电化学现象。 在较高温度下,腐蚀更多,因此生长(水平和垂直)也更多。 这会导致网格活性材料接触的丢失,从而导致容量受损。 温度升高加速化学反应的发生速度。

这些反应与 Arrhenius 关系相一致,这种关系以最简单的形式表示,电化学过程速率每升高 10oC 温度就翻倍(保持浮子电压等其他因素
常数)。 这可以通过关系进行量化 [Piyali Som 和 Joe Szymborski, Proc. 第 13 届年度电池联盟. 应用和预支款, 1998 年 1 月, 加利福尼亚州大学, 长滩, CA 第 285-290 页]
寿命加速度因子 = 2((T=25)/10)
寿命加速度因子 = 2((45-25)/10) = 2(20)/10) = 22 = 4
寿命加速度因子 = 2((45-20)/10) = 2(25)/10) = 22.5 = 5.66
寿命加速度因子 = 2(68.2-25)/10) = 2(43.2)/10) = 24.32 = 19.97
寿命加速度因子 = 2(68.2-20)/10) = 2(48.2)/10) = 24.82 = 28.25

在 45oC 温度下运行的电池的老化速度可提高四倍,或在 25oC 下使用寿命的 25%。
在 68.2oC 温度下运行的电池的使用寿命可提高 19.97 倍,或在 25oC 下使用寿命为 20 倍。 在 68.2oC 温度下运行的电池的使用寿命可提高 28.2 倍,在 20oC 下使用寿命预计要长得多。

加速寿命测试和电池的等效寿命

Life at 20ºC Life at 25ºC
Life at 68.2ºC 28.2 times more 20 times more
Life at 45ºC 5.66 times more 4 times more

VRLA 电池在室温下的预期浮动寿命大于 8 年,使用加速测试方法(特别是在高温下)达到。
R.D.布罗斯特研究了12V VRLA(德尔福)的循环寿命。 这项研究在30、40和50oC时对80%的DD进行了研究。 电池在 25oC 下每 25 次循环后 2 小时 100% 放电,以确定容量。 结果表明,30oC的循环寿命约为475,循环次数约为360和135,约为40oC和50oC。 [Ron D. Brost, Proc. 第十三届年度电池联盟应用和进步, 加州大学, 长滩, 1998, 第 25-29 页]

VRLA电池寿命的温度依赖性
学分: [罗恩 D. 布罗斯特, 亲。第十三届年度电池联盟申请和预支,加州大学,长滩,1998年,第25-29页|

排放深度和寿命
密封铅酸的循环寿命与排放深度 (DOD) 直接相关。 放电深度是电池放电深度的量度。 当电池充满电时,DOD 为 0%。 相反,当电池 100% 放电时,DOD 是 100%。 当 DOD 为 60% 时,SOC 为 40%。 100 = SOC (%) = DOD (%)

25°C 时VR电池的放电/充电周期与放电深度相比的典型数量为:
150 – 200 个循环,100% 放电深度(完全放电)
400 – 500 个循环,排放深度为 50%(部分放电)
1000 + 循环,排放深度为 30%(浅放电)
在正常的浮子操作条件下,在站立式应用中(霍克旋风生产线最多为 10 年),或根据平均放电深度,可预期 4 到 5 年可靠的使用寿命,或 200 到 1000 次充电/放电周期。 [桑迪亚报告S SAND2004-3149,2004年6月]

平板技术 AGM 电池可以提供
80% 放电时 400 个循环
50% 放电时 600 个循环
30% 放电时 1500 个循环

位置对VRLA电池循环寿命的影响

学分:[R.V.比亚吉蒂,I.C.巴林格,F.J.基亚基奥,A.G.坎农,J.J.凯利,J.B.奥克曼和A.J. Salkind, , Intelec 1994, 第16届国际电信能源会议, 1994年10月, 加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华, A.G. Cannone, A.J. Salkind和F.A. Trumbore, Proc. 第13届年度电池通信大会. 申请和进步, 加州大学, 长滩, 1998, 第271-278页.

Effect of position on cyclic life of VRLA Batteries

该图显示了两节电池位于正常直立位置的平均容量,其两侧与板的垂直位置和水平位置的板。 在垂直位置,电解质由于重力效应而形成分层,随着循环的进行和该位置的容量下降非常快,这种分层会加剧。 但是,当在侧垂直位置循环时,容量下降的速度不会太快,水平位置的循环可以获得最佳寿命。 该图是 11 板单元 52 在水平、垂直和水平位置连续循环的容量与周期数图。

该单元单独循环,滴流/电荷和电荷电压限制设置为 2.4 V,滴流/充电时间和电流设置为 3 小时和 0.3 A。 对于水平循环,库姆效率相对较高且恒定,电荷的接受度也相对较高。 但是,在垂直循环期间,充电接受率随着循环而显著降低,而效率保持相对恒定。 当水平循环恢复时,没有延长的浮子电荷,放电能力(也充电时间)会迅速上升回垂直循环之前的水平。

温度和充电/浮动电压对电池寿命的影响

温度和浮电压对生命的影响是相互关联的和相互的。 显示了 VR GNB Absolyte IIP 电池对于各种浮点电压和温度的预期使用寿命。 假定浮子电压和温度在整个电池使用寿命内保持不变。

学分:[Piyali Som和Joe Szymborski,第13届年度电池交易应用和预支,1998年1月,加利福尼亚州大学,长滩,CA第285-290页,由P.G.Balakrishnan,铅蓄电池,科技出版物(印度)Pvt有限公司,钦奈,2011年,第14.37页]

温度和浮点电压对 GNB Absolyte IIP 产品的综合效应
干安全多船电池的充电电压和使用寿命(12 V,25 Ah5)
学分: [R. 瓦格纳, J. 电源 53 (1995) 153-162]

Wagner 报告了对循环电池进行三种不同的充电系统的测试结果,并表明使用更高的充电电压(14.4 V CV 模式)可以延长使用寿命,在这种情况下,水损失可以忽略不计。 干安全多船电池的充电电压和使用寿命(12 V,25 Ah5)
25oC;C/5 每 50 个周期测试一次;放电: 5 A 至 10.2 V;按图中标的充电

锡加法对VRLA电池中正格合金的影响

纯铅的锡添加大大降低了使用这种金属制成的电网循环电池时遇到的问题。 少量的锡(0.3~0.6 wt.%)显著增加纯铅的电荷接受度。 钙含量为0.07%和锡0.7%的合金在测试裸格和浮子寿命测试细胞时,其生长量最低。 [H.K. Giess, J 电源 53 (1995) 31-43]

电池使用寿命的维持效果
通过遵循某些程序保持电池处于良好状态将有助于实现电池的预期使用寿命。 其中一些是
a. 定期清洁外部
B。 定期板凳收费 (均衡收费
C。 电解质 水平等定期 检查。

电池的制造通过多个质量控制程序和 SOP 完成,因此高质量的产品就是一种结果。 任何真正的缺陷都一定会在电池投入运行后立即出现,或从即即等的几天内出现。 服务越费力,缺陷越早显现出来。 过早的故障与其说是系统固有的缺陷,更表明性能不佳。 维护越好,电池的使用寿命越高。

Agm vs 充斥电池 - 你需要知道什么?

AGM 电池在操作寿命期间的外部外观非常干净。 但被水淹没的电池在操作过程中被灰尘和酸雾涂抹。 此外,如果维护不当,端子会镶嵌有腐蚀产物。
AGM 电池和泛水(平板)电池使用平板或格板,厚度在 1.2 mm 至 3.0 mm 之间,具体取决于应用,无论是用于起动、照明和点火 (SLI) 用途还是固定用途。 较厚的板用于后一种用途。

在 AGM 电池中,整个电解质包含在板和分离器中。 因此,没有腐蚀性电解质溢出的机会,稀释硫酸。 因此,AGM 电池可以在任何侧面进行操作,但倒置除外。 但被淹没的电池含有过量的液体电解质,只能在直立位置使用。 我们可以测量管状细胞中的电解质密度,但测量的不是AGM细胞中的电解质密度。 但是,通过测量电池的稳定开路 (OCV),可以知道该条件下的比重值。

有经验规则
OCV = 单细胞的比重 = 0.84
比重 = OCV – 0.84
对于 12 伏电池,我们必须将电池的 OCV 除以 6 才能到达电池 OCV。
电池的 OCV = 13.2 V
因此,细胞OCV = 13.3/6 = 2.2 V
比重 = 2.2 V – 0.84 = 1.36
因此,比重为 1.360

AGM 电池在半密封的大气中工作,采用以氧气循环为原则的双向释放阀,因此可忽略不计地造成水损失。 因此,没有必要添加水到这个电池。 但被水淹没的电池是一种通风类型,在过度充电过程中产生的气体都排放到大气中;这会导致水损失,因此电解质水平下降,需要定期加水以保持电解质水平。

由于被淹没的性质,这些细胞可以容忍过度充电和更高的温度。 这种类型的有更好的散热。 但是AGM电池不能耐高温操作,因为这些电池本身就容易因内部氧气循环而引起放热反应。 AGM 电池的运行时间高达 40oC,而另一种电池可承受高达 50oC 的电量。

吸水玻璃垫AGM电池 - 什么被吸收? 如何? 为什么是吸水剂? AGM 分隔符的更多详细信息

吸水玻璃垫 (AGM) 是阀门调节 (VR) 电池中使用的玻璃纤维分离器类型的名称。 AGM 必须吸收大量的电解质(其表体积高达六倍),并保留它以促进细胞反应。 这是由于它的高孔隙度成为可能。 通过吸收和保留电解质,电池变得不可溢出。

图中显示了用于制造AGM分离器的微玻璃纤维的基本制造工艺。 玻璃原料在1000oC左右的熔炉中熔化。 然后从衬套中抽出熔融玻璃,形成直径为几百微米的初级粗玻璃纤维。 然后,燃烧气体将纤维转化为细纤维(0.1 至 10 μm),这些纤维通过真空从下方收集到移动的传送网中。 为阀门调节铅酸电池制造吸收玻璃垫AGM的传统方法是将两种或多种纤维混合在水酸性溶液中。

这个过程将纤维的长度缩短到大约1至2毫米,并导致一些颤动。 这种混合沉积在移动的无尽的电线或罗托前(另一个版本的无尽的电线)。 当水被撤回时,纸张获得一致性;然后,压榨和干燥的加热鼓。

湿铺设过程可产生AGM板材纤维方向,从而提供各向异性网络。 以 z 方向测量的毛孔和通道(即垂直于板材平面的方向)比 x 和 y 平面(2 到 4 μm)中测量的毛孔和通道更大(10 至 25 μm,占毛孔总数的 90%)。 在 30 到 100 μm 之间,有大约 5% 的非常大的毛孔(可能是由于样品制备过程中的边缘效应,并且不能真正代表典型结构)。 这种制造方法称为火焰衰减过程。

生产AGM的第一步是在大量酸化水中分散和搅拌玻璃纤维。然后,纤维和水的混合物沉积在应用真空并去除大部分水的表面上。然后,通过加热辊稍微压榨和干燥成型垫。在干燥部分结束时,垫子的含水量低于1wt.%。用于形成和去浇水的 AGM 表的 roto 前设备如下所示。

AGM 分离器的制造
学分: S. Vijayarajan 在 2 天的 VRLA 电池研讨会 ILZDA, 新德里, 18 -29 8 月 19 日第 16 - 19 页
用于成型和浇水 AGM 板材的 roto 前设备
学分: [A.L. 费雷拉, J 电源 78 (1999) 42]

与传统的分离器(如 PVC 或 PE 分离器)不同,AGM 除了 PVC 或 PE 分离器执行的功能外,还需要执行几个附加功能。 一些作者称它为 铅酸电池中的第四种活性材料。

a. 它充当电解质的储液罐。 它具有高度多孔性质,使其能够吸收和保留高达六倍的体积。
B。 在潮湿和干燥条件下,它应具有足够的弹性和可压缩性,以便可以在各种单元操作中处理,而不会损坏或撕裂。
C。 该结构应适用于VR电池中普遍存在的氧循环操作,允许气态氧流经其未填充的毛孔,尽管它被电解质湿到其95%的毛孔。

D。 传统的分离器具有小而曲折的孔隙结构,几乎没有方向变化。 但微玻璃纤维材料湿式铺设制造的AGM具有高孔隙度和较大的孔隙,具有相当大的方向差异。 这些特性会影响元素中气体和液体的分布和运动。 [肯·彼得斯, J. 电源 42 (1993) 155-164]

AGM 分隔符的重要特征是:
Ⅰ。 真实 (BET) 表面积 (m2/g)
Ⅱ。 波罗西 (%)
Ⅲ。 平均孔径(μm)
Ⅳ。 压缩下的厚度(毫米)
v. 基础重量或语法(g/m2)(每平方米 AGM 板的重量)
Ⅵ。 吸芯高度(毫米)(当一块 AGM 浸入酸中时,酸柱达到的高度)
Ⅶ。 抗拉强度

下表提供了 AGM 分隔符的典型属性:

参考W. B Ӧhnstedt,Ӧhnstedt J 电源 78 (1999) 35~40

Property Unit of measurement Value
Basic weight (Grammage) g/m2 200
Porosity % 93-95
Mean pore size μm 5-10
Thickness at 10kPa mm 1.3
Thickness at 30kPa mm 1.0
Puncture strength(N) N 7.5

参考: 肯·彼得斯, J. 电源 42 (1993) 155-164

Property Unit of Meaurement Value
Surface area
Coarse fibres m2/g 0.6
Fine fibres m2/g 2.0 to 2.6
Maximum pore size
Coarse fibres μm 45
Fine fibres μm 14
Wicking height, 1.300 specific gravity acid Unit of measurement Coarse fibres (0.5 m2/g) Fine fibres (2.6 m2/g)
1 minute mm 42 33
5 minute mm 94 75
1 hour mm 195 220
2 hours mm 240 370
10 hours mm 360 550

笔记:
1. 随着纤维直径的增加,孔径也会增大。
2. 随着纤维直径的增加,拉伸强度减小。
3. 随着纤维直径的增加,成本降低。
4. 粗纤维层将芯到有限的高度,但速度非常快

5. 更细的纤维会将酸携带到更高的高度,虽然缓慢
通过将更密集的层(由较精细的玻璃纤维创建的小孔)包括多层 AGM 分离器,可以创建更精细的整体孔隙结构。 因此,最大毛孔减少一半,平均毛孔也几乎减半。 对最小毛孔的影响是减少四分之一。 在多层AGM[A.L. Ferreira,J电源78(1999)41[45]的所有吸芯特性中检测到细玻璃纤维和粗玻璃纤维之间存在的协同作用。

粗纤维层会达到有限的高度,但速度非常快,而较细的一侧会将酸携带到更高的高度,虽然速度很慢。 因此,将两种纤维的个别优势结合起来。 凭借较好的吸芯性能,改进了VRLA电池初始灌装的关键工艺,减少了用紧板间距填充高板的特殊问题。 长时间的吸芯测试后的最大高度与孔径成反比。 也就是说,毛孔越小,吸芯高度越高。

毛细管力决定电解质流动。 正板和负板的孔径分布在尺寸平面之间只有最小的差异。 在刚形成的板块中,大约 80% 的孔隙由小于 1 μm 的孔隙组成,而 z 平面中的 10 到 24 μm 直径的孔隙和其他两个平面中的孔隙为 2 μm。 因此,酸首先填充板(小毛孔)(即板的优价填充)。 然后将AGM填充到计算的空白体积,使AGM达到部分饱和水平,使电解质在充电期间”推出”可以提供氧气输送的气体通道。

AGM 电池,AGM、淹没和凝胶电池之间的比较

Sl No. Property Flooded AGM VR Gelled VR
1 Active materials Pb/PbO2/H2SO4 Pb/PbO2/H2SO4 Pb/PbO2/H2SO4
2 Electrolyte (Dilute sulphuric acid) Flooded, excess, free Absorbed and retained by plates and absorbent Glass Mat (AGM) separator Immobilised by gelling with fine silica powder
3 Plate thickness Thin - medium Medium Thick
4 Number of plates (for same capacity battery, same dimensions) Most More Least
5 Maintenance Yes Nil Nil
6 Acid leakage spillability Yes No No
7 Electrolyte stratification in tall cells Very high Medium Negligible
8 outside of battery Becomes dusty and sprayed with acid droplets No No
9 Electrolyte level To be adjusted Not necessary Not necessary
10 Separator PE or PVC or any other polymeric material Absorbent glass mat (AGM) PE or PVC or any other polymeric material
11 Gases evolved during charge Stoichimetrically vented to atmosphere Recombined (internal oxygen cycle) Recombined (internal oxygen cycle)
12 one-way release valve Not provided. Open vents Yes. Valve-regulated Yes. Valve-regulated
13 Internal resistance Medium Low High
14 Safe DOD 50% 80% 80%
15 Cold-cranking OK Very good Not suitable
16 High discharge (High Power) Good Best Medium
17 Deep cycling Good better very good
18 Cost Lowest Medium High
19 Charging Normal Careful Careful
20 Maximum charging voltage (12v battery 16.5 V 14.4 V 14.4 V
21 Charging mode Any method Constant-voltage (CV) or CC-CV Constant-voltage
22 Overcharging Can withstand Cannot Cannot
23 Heat dissipation Very good Not bad Good
24 Fast charging Medium Very good Not advisable

对AGM电池的误解

充电和充电器
误解 -1
任何常规充电器都可用于 AGM 电池 – 假

所有电池都需要偶尔充电(或充满电)以平衡电池的不平衡。
这是通过从产品中取出电池并单独充电(通常称为工作台充电)来完成的。

充满电的含义:
对于充斥电池:
Ⅰ。 电池中的所有电池应达到充电电压的均匀端,12 V 电池的电压为 16.5 V。
Ⅱ。 所有细胞在充电结束时应均匀、大量地进行气体。
Ⅲ。 应去除细胞中和细胞之间特定重力的变化。
Ⅳ。 如果有设施,可以记录正极和负板上的镉电位读数。 对于充满电的正板,镉电位读数在 2.40 至 2.45 V 之间,对于负板,值在 0.2v 到 – 0.22v 之间

充满电的含义:
对于 VRLA AGM 电池:
Ⅰ。 端子电压将达到 14.4 V(对于 12 V 电池)
Ⅱ。 充电结束时的电流约为 2 至 4 mA/Ah(即 100 Ah 电池的 0.20 A 至 0.4 A)
a12 V 电池的充电端电压值因被淹没的电池和 VR 电池而异。
12 V 蓄电池的最大充电电压约为 16.5 V,而 VR 电池(AGM 和凝胶电池)的最大充电电压为 14.4 V。

如果使用普通恒定电流充电器为 VR 电池充电,则电压可能超过 14.4 V 的限制。如果未检测到,电池将预热。 不过,稍后电池会加热,最终容器会膨胀,如果单向释放阀不能正常工作,电池也会爆裂。 这是因为电池的重组反应无法应对高充电电流产生的过量氧气。 从本质上讲,重组反应本质上是放热(产生热量)的。 较高的电流将增加这种反应的热量,并可能导致热失控。

相比之下,被淹没的电池可以高达 16.5 V 充满电,并大量进行气体处理,而不会损坏高达 50oC。
用于VRLA电池的充电器是受控充电器。 他们是
a. 恒定电流 – 恒定电压 (CC-CV)

B。 恒定电压 (CV) 充电器。

充电时,必须选择合适的电压。 对于 12V 蓄电池,可选择 13.8 至 14.4 V 的电压范围以充满电。 由于 VR AGM 电池可以吸收初始电流的任何强度,而不会造成任何损坏,因此初始电流可以设置在任何级别(通常为 0.4C 安培;但实际上或快速充电,高达 5C A)。 所选电压和电流越高,充满电的时间越低。

对于完全放电的电池,完全充电需要大约 12 到 24 小时。 在 CC-CV 模式下,初始电流将常数约 3 到 6 小时,具体取决于以前的放电。 如果电池以前只放电 50%,CC 模式将运行约 2 到 3 小时,然后切换到 CV 模式。 如果以前放电为 100%,CC 模式将运行约 5 到 6 小时,然后切换到 CV 模式

误解 -2

AGM 电池或凝胶电池更换与充斥电池更换相同

如果空间正常,可以更换同等容量的电池。
但最近的车辆(例如通用汽车)在负电池电缆上有一个电池传感器模块。 福特有一个电池监控系统(BMS)。 其他制造商也有类似的系统。 这些系统需要使用扫描工具重新校准。 这是必要的,因为改进了制造系统。 由于改进的分离器和具有改进的糊状配方的更薄板,这些电池具有较低的内阻性。 如果系统未重新校准,交流发电机可能会给新电池多充电,并导致电池在更换后不久出现故障。
因此,可以安装 AGM 电池来代替 OEM 充斥电池。 AGM 汽车电池将为车辆提供更高的冷起动安培 (CCA)。

充满电的含义:
对于充斥电池:
Ⅰ。 电池中的所有电池应达到充电电压的均匀端,12 V 电池的电压为 16.5 V。
Ⅱ。 所有细胞在充电结束时应均匀、大量地进行气体。
Ⅲ。 应去除细胞中和细胞之间特定重力的变化。
Ⅳ。 如果有设施,可以记录正极和负板上的镉电位读数。 对于充满电的正板,镉电位读数在 2.40 至 2.45 V 之间,对于负板,值在 0.2v 到 – 0.22v 之间

能否使用普通充电器为 AGM 电池充电?

如果使用正常恒定电流充电器为 AGM VR 电池充电,应密切监控电压。 它可能超过 14.4 V 的限制。如果未检测到,电池将预热。 不过,稍后电池会加热,最终容器会膨胀,如果单向释放阀不能正常工作,电池也会爆裂。 这是因为电池的重组反应无法应对高充电电流产生的过量氧气。 从本质上讲,重组反应本质上是放热(产生热量)的。 较高的电流会加剧这种情况,增加这种反应的热量,并可能导致热失控。

因此,不建议使用常规充电器进行 AGM 电池充电。

但是,如果您遵循以下步骤或有 VRLA 电池专家的建议,您可以非常小心地使用常规充电器。

该过程是遵循端子电压 (TV) 读数,并每隔 30 分钟记录一次。 一旦电视达到 14.4 V,电流应不断降低,使电视永远不会超过 14.4 V。当当前读数显示非常低的值(每 A 电池容量为 2 至 4 mA)时,可以终止充电。 此外,热电偶或温度计灯泡的引线可以连接到电池的负极,并且与电视读数类似,还应记录温度读数。 温度不应超过 45oC。

你能跳启动 AGM 电池吗?

是,如果额定电压相同。
被淹电池和AGM电池的化学成分都是一样的。 仅,大部分电解质被吸收在AGM中。 因此,使用任何额定电压相同的电池启动 AGM 电池几秒钟不会损害任何一个电池。

如何判断我的 AGM 电池?

  • 检查容器的顶部和侧面以查看任何屏幕打印,指示它是 VRLA 电池。 如果您没有找到任何用户可访问的设备写在顶部和一条建议不添加水,那么它是一个AGM电池。
  • 如果拆卸通风塞后可见任何自由电解质,则它亦不是 AGM 电池
  • 电池容器或《所有者手册》上的铭牌或丝网打印可以对有关电池的类型有一个好主意。 如果您没有这三者中的任何一个,请检查电池的顶部是否有任何通风系统或类似魔法眼的东西。 您还可以在电池容器的两侧查找电解质水平标记。 如果您看到三个(通风口、神奇眼和电解质水平标记)中的任何一个,则表示它不是 AGM 电池。

还有另一种方法,但很耗时。 电池必须充满电,在怠速 2 天后,测量开路电压 (OCV)。

如果 OCV 值从 12.50 到 12.75 V,则电池可能会被淹没
如果 OCV 值从 13.00 到 13.20 V,则可能是 VRLA 电池( < 容量 24 Ah)
如果 OCV 值从 12.80 到 12.90 V,则可能是 VRLA 电池(容量 = 24 Ah)

这些陈述的假设是,对于被淹没的电池,最终比重约为1.250。 对于容量为 24Ah 和较小值的 VRLA 电池,最终比重约为 1.360,对于容量较高的 VRLA 电池,最终比重约为 1.300

如何知道我的 AGM 电池是否坏?

  • 检查是否有外部损坏、裂纹、泄漏或腐蚀产品。 如果你找到这些人, 电池是坏的
  • 测量电池的 OCV。 如果它显示的值低于 11.5 V,则很可能为 BAD。 但在此之前,看看能否找出发货日期或供应。 如果电池容量超过 3 到 4 年,可以假定为 BAD。
  • 现在,应使用直流电压输出为 20 到 24 V 或更长的充电器(对于 12 V 电池)检查电池的充电验收。 为电池充电一小时,休息15分钟,现在测量OCV。 如果增加,则通过恒定电压方法继续充电 24 小时,为 VR 电池充电采取一切必要的预防措施。 休息 2 小时后,使用任何设备(例如,合适的直流灯泡、逆变器、紧急灯、PC 的 UPS 等)测试电池的容量。 如果电池能够提供 80% 或更多容量,则电池良好。
  • 如果 OCV 在充电 1 小时后未增加,则表示电池无法保持充电。 电池可以标记为 BAD。

AGM 电池值得额外付费吗?

是的。
尽管电池成本略高于电池,但 AGM 所需的维护几乎为零。无需加注,无需清洗腐蚀的端子,无需少加补费用等; AGM电池整个使用寿命的运行成本非常低,使AGM VR电池的成本达到与充斥电池同等的水平。
当在无人看管的偏远区域无法进入该地点时,这尤其有利。

AGM 电池是否需要通风

如果出现过度充电,则安装在 VRLA 电池盖上的低压单向释放阀在释放多余压力后打开并重新座。 因此,没有必要通风VRLA电池。
在阀门发生故障的情况下,无法通过提升释放多余的压力。 如果阀门不重新密封,则电池也会对大气开放,负活性材料 (NAM) 将放电, 从而导致硫 化和不足,电池容量耗尽。

我可以滴流充电 AGM 电池吗?

是的。
实际上,在大多数 UPS/紧急电源中,AGM 电池都属于浮动充电。 当电池以每节电池 2.25 至 2.3 V 的速度浮动时,一小滴流电流始终流过电池,以保持电池充满电状态。
万一有大量电池库存,那么每个单独的电池也可以保持滴流充电。
在典型的浮点充电电压为每节电池 2.25 V 时,VR AGM 电池的浮点电流为每 100 Ah 100 至 400 mA。 与被淹电池的均衡浮子电流相比,VR电池的浮子电流较高是由于氧气循环的影响。

[R.F. 纳尔逊在兰德,D.A.J.莫斯利,P.T;加什 J ;帕克,C.D.(Eds.)阀门 调节铅-酸电池,Elsevier,纽约,2004年,第258页。。

死 AGM 电池可以充电吗?

我们可以说肯定只有在充电电池一段时间后。 这也取决于电池的使用寿命。
已死的 AGM 电池具有非常高的内部电阻。 为了克服这种高内部电阻,需要一个电池充电器,可以提供每节电池直流输出 4 V,并配有数字电流计和数字电压计。

当为已耗尽的 AGM 电池充电时,首先,端子电压 (TV) 将非常高(a12 V 电池高达 18-20 V),电流几乎为零。 如果电池能够恢复,电视将慢慢下降(几乎到12V),同时的电流计将开始显示一些电流。 这表示电池处于活动状态。 电视现在将慢慢开始增加,充电将继续,并像往常一样完成。

一种非常规的方法是小心地拆下通风阀,一次加一点水,直到我们看到几滴多余的水。 现在,在不更换阀门的情况下,以恒定电流模式(C/10 安培)为电池充电,直到端子电压高于 15 V(记住,我们尚未关闭阀门)。 给一点休息时间,并通过合适的电阻或灯泡放电电池。 测量放电时间,在 12 V 电池的情况下达到 10.5 V)。 如果它交付超过 80% 的容量,它将恢复。 请时刻采取个人安全防范措施。

什么是充满电的 AGM 电池的电压?

在循环操作下充满电的电池的端子电压 (TV) 为 14.4 V(对于 12V 电池)。 大约 48 小时的休息时间后,电视将稳定在 13.2V(如果初始填充的特定重力为 1.360) (1.360 = 0.84 = 2.20 每个电池)。对于 12V 电池,OCV = 2.2 *6 = 13.2V)。 如果电池的容量高于 24Ah,则比重为 1.300。 因此,稳定的OCV将是12.84V

12 伏 AGM 电池的最大充电电压是多少?

用于循环操作的 AGM 电池在恒定电位或恒定电压模式 (CV 模式) 下充电,电压为 14.4 至 14.5 V,初始电流通常限制为 0.25 C 安培(即 100 Ah 电池的 25 安培) 有些制造商允许高达 14.9 V,初始电流限制为 0.4 C 供循环使用(即,100 Ah 电池的 40 安培)。 [松下电池-vrla-for-professionals_interactive2017年3月,第22位]

是什么导致 AGM 电池出现故障?

阀门调节铅酸 (VRLA) 电池由于其良好的功率性能和低廉的价格,被提议为多种应用的能源。 它们也非常适合浮动应用。 然而,不幸的是,正活性质量的密集利用(特别是在高放电率下)会导致这种材料软化,从而缩短电池寿命。 此外,电网生长和电网腐蚀、水损失和因分层和充电不足而导致的硫化是一些失效机制。 大多数故障都与正板相关。

腐蚀、栅格生长和正活性材料膨胀和软化
在电池运行中,正电网在重复充电和放电过程中呈明显增长趋势,导致电网水平和垂直增长。 在整个电池续航期间,栅格被腐蚀。 由于此网格增长,PAM 和网格之间的接触丢失,导致容量衰减。

网格生长可能导致正板和细胞的负带之间的内部短路。 继续用一个或两个短路电池组充电将加剧温度升高,导致热失控。

干涸(水损失)和热失控

干涸也是 AGM 电池的问题。 这是因为充电电压过高,加上温度较高。 由于干涸,重组反应速率增加,随之而来的温升情况加剧,导致热失控。

另一个原因就是阀门故障。 如果它在打开后不能正确关闭,大气氧气(空气)进入细胞并氧化NAM,从而导致硫化。 气体将被排放,并干涸。 干涸允许氧气重组在高处进行
速率,从而提高温度。

AGM 电池中的酸分层

硫酸电解质在进入高细胞深度时密度增加的趋势称为分层。 浓度梯度(”酸分层”)很容易在被淹没的细胞的电解质中发生。 当细胞充电时,硫酸在高
靠近板表面的浓度,并汇到电池底部,因为它的相对密度高于电解质的其余部分。 如果不纠正,这种情况将导致活性材料的不均匀利用(容量降低),加剧局部腐蚀,从而缩短电池寿命。

在充电过程中,被淹没的电池会定期产生气体,从而搅动电解质并克服这些问题。 使用 AGM 分离器在 VRLA 电池中电解质的固定减少了酸分层的倾向,但也消除了问题可能的补救措施,因为气化不是一种选择。 凝胶电解质实际上消除了分层效应,因为凝胶中固定的酸分子在重力作用下不能自由移动。

制造缺陷导致的泄漏

设计不当或做工可能导致盖到柱密封泄漏。 盖到容器密封件时也可能泄漏。 (制造缺陷)。 阀门的缺失或不当选择或故障也可能导致气体泄漏到大气中。 阀门打开后不关闭可能会导致加速干燥和容量损失。
机械损坏可能导致电池泄漏,导致类似柱子的故障,以覆盖泄漏。 网格增长可能会在容器中产生裂纹。 由于毛细管作用,裂纹周围可能会形成轻微的酸性膜。 如果酸膜与未中导金属部件接触,接地故障电流可能导致热失控,甚至起火[松下电池-vrla-for-professionals_interactive 2017年3月,第25位]。

负组杆腐蚀

与板凸耳的组杆连接可能会腐蚀并可能断开。 组杆合金需要正确指定,并且需要仔细进行组杆和板凸之间的连接,尤其是在手动操作时。

充满电时,12 伏 AGM 电池应读取什么?

充电时和充电结束时或接近充电结束时,端子电压 (TV) 可能会为充满电而读取 14.4。
开路电压 (OCV) 将缓慢降低,并在额定 OCV 大约 48 小时后稳定下来。 额定值,即 OCV 取决于最初使用的电解质比重。
如果使用的特定重力为 1.360,电池的 OCV = 13.2V。 如果比重为 1.300,OCV 将为 12.84V

你能把AGM电池放在任何汽车里吗?

是的。 如果容量相同,电池盒可容纳新电池。
最好在充满电的情况下,在交流发电机充电数小时时监控端子电压 (TV)。 电视不应超过14.4 V。然后在该特定车辆中使用该电池是可以的。
如果是最近一款型号的新车,电池需要使用扫描工具重新校准。

为什么 AGM 电池这么贵?

AGM 电池比充斥电池更昂贵,但比凝胶电池成本更低。
以下原因导致成本较高:
Ⅰ。 材料纯度。
(a) 进入 AGM 电池的所有材料都更昂贵。 铅钙合金比传统的低氧化铝合金更昂贵。 这种合金最好由原铅制成。 正栅格合金中的锡成分是成本最高的项目。 在正栅格合金中加入从 0.7 到 1.5% 的锡。 2020年5月印度锡的市场汇率为1650卢比(10-7-2020年17545美元/吨)。
(b) 氧化物最好由4宁(99.99%)制成主引线,这增加了成本。
(c) AGM 的成本更高。

(d) 制备电解质和其他工艺的酸比传统电池使用的酸更纯净。
(e) ABS塑料成本更高。
(f) 阀门应单独检查性能。
(g) COS合金也很贵
Ⅱ。 加工成本
(a) 用于组装细胞的特殊压缩工具。
(b) 需要准确和冰冷的酸灌装
(c) AGM 电池在装运前循环几次
(d) 装配区必须保持无灰尘,使自放电率保持在低水平。
这些是 AGM 电池成本较高的原因。

AGM 电池是否优于铅酸充斥电池?

是的。
Ⅰ。 AGM 电池不可溢出。 没有要求时时加水。
Ⅱ。 它们更耐振动。 这是特别有用的应用,如拖车船和道路颠簸与几个坑坑洼洼。
Ⅲ。 由于AGM电池使用纯合金和纯材料,因此它们在自放电方面执行面糊。 这些电池可以留在无人看管的时间比淹没的电池长。
Ⅳ。 AGM 电池可以位于汽车的冷却器部分(而不是安装到热发动机舱中),从而降低电池工作温度。

v. AGM 电池的维护成本较低,并计算电池的整个使用寿命,较高的初始成本是该节省的。
Ⅵ。 AGM 电池可以接受更高的充电电流,因为它们的内部电阻较低)

深循环电池是 AGM 电池吗?

所有深循环电池都不需要 AGM 电池。
深循环电池可以是任何类型的电池,如铅酸或锂离子或任何其他化学。

什么是深循环电池? 深循环电池在使用寿命内,每次可提供约 80% 的额定容量。 电池每次放电后都需要充电。
大多数寻找电池的人最终都使用汽车铅酸电池,因为它是最便宜的电池。 如果客户想要用于重复循环的电池,他必须寻找适合循环应用的电池。
标签为”深循环电池”的 AGM 电池绝对是深循环电池。 这种电池的板总是比汽车电池厚。

12 伏电池应读取多少伏特?

如果 12 伏电池状况良好,其使用寿命应超过 12V。
下表给出了一些值:

Sl No Battery type Open circuit voltage (V) Remarks
1 Automotive 12.40 to 12.60 Fully charged condition
2 Automotive 12 Fully discharged condition
3 AGM Batteries 13.0 to 13.2 Batteries with capacities ≤ 24Ah. Fully charged condition
4 AGM Batteries 12.7 to 12.8 Batteries with capacities ≥ 24Ah Fully charged condition
5 Gelled VR Batteries 12.7 to 12.8 Fully charged condition
6 AGM Batteries/Gelled batteries 12.0 Fully discharged conditions
7 Inverter batteries 12.4 to 12.6 Fully charged condition
8 Inverter batteries 12 Fully discharged condition
你能放电多远的AGM电池?

与任何其他电池的情况一样,12V AGM 电池可以在低电流(高达 3 小时速率)下放电至 10.5V(每电池 1.75 V),放电速率更高,可降低至 9.6V(每芯 1.6 V)。 进一步的放电将使端子电压下降非常快。 除了这些最终电压值之外,无法获得有意义的能量。

充满电的AGM电池应该有多少伏特?

充满电的电池(
在循环操作下
)的电视为 14.4 V(对于 12 V 电池)。 大约 48 小时的休息时间后,电视将稳定在 13.2 ± 0.5 V(如果初始灌装的比重为 1.360,通常为容量为 24 Ah 的 AGM 电池(1.360 ± 0.84 = 2.20 每个电池)。对于 12 V 电池,OCV = 2.2 *6 = 13.2 V)。

如果电池的容量高于 24 Ah,则比重为 1.300。 因此,稳定的OCV将是12.84×0.5 V。

浮动供电电池的浮动
充电电压为
每节电池 2.25 至 2.3 V(12 V 电池为 13.5 至 13.8 V)。 稳定电压值将如上所示。 总是 12.84 × 0.5 V。

AGM 电池会爆炸吗?

是的,有时候。
没有爆炸危险,因为气体限制非常有限。 即便如此,大多数 VRLA 电池都配有防爆通风口,在用户滥用时防止爆炸
如果电池充满电,或者逆变器/UPS 的充电组件无法正常工作,则充电电流将驱动电池到热失控状态,电池可能会爆炸。
如果端子也短路(电池滥用),电池可能会爆炸。 如果在铅燃烧(”冷焊缝”)时零件有裂纹或连接不当,则此裂纹将是火灾的原因,电池可能会因此爆炸。

电池内部或附近发生爆炸的主要原因就是创建”火花”。 如果电池或附近的氢气浓度约为 2.5 到 4.0%,火花可能会导致爆炸。 空气中氢气爆炸性混合物的下限为4.1%,但出于安全考虑,氢气不应超过2%。 上限为 74%。 当混合物含有2部分氢到1个氧气时,会发生猛烈的爆炸。 当被泛小电池用紧贴在盖上的通风塞过度充电时,这种情况将占上风。

如何为 AGM 电池充电?

所有 VRLA 电池都采用以下两种方法之一充电:
a. 恒定电流常量电压方法 (CC-CV)
B。 恒定电压方法 (CV)
如果 CV 的充电电压是每节电池 2.45 V,则电流 (0.4C A) 将保持不变约 1 小时,然后开始降低并稳定在约 4 mA/Ah 左右,约 5 小时后。 如果充电电压是每节电池 2.3 V,则电流 (0.3C A) 将保持不变约两个小时,然后在约 6 小时后开始降低和稳定在几 mA。

同样,电流保持不变的持续时间取决于初始电流,如 0.1C A、0.2C A、o、3C A 和 0.4C A 以及电荷电压,如 2.25 V、2.30 V、2.35、2.40 Vans 2.45 V。初始电流或电压越高,该电流水平的居住时间将小于该水平。
此外,如果所选的电流或电压较高,则完全充电的时间将更少。
VRLA 电池不限制初始电流;因此,较高的初始电流将缩短充满电所需的时间。

在 CC 充电中,电压通常不受控制。 因此,在高电压下,电池在明显时间保持一定时间的危险是可能的。 然后发生气体和电网腐蚀。 另一方面,CC 充电模式确保所有电池能够在每个循环或浮动充电期间实现完全充电。 在 CC 充电期间,可能过度充电。 另一方面,在 CV 模式下,收费不足是主要危险

AGM 电池的优点和缺点

优点和缺点

优势:

1 AGM 电池非常适用于高功率排放,因为它们的内部电阻低,并且在禁止令人讨厌的烟和酸喷雾的地方。
2 AGM 电池不可溢出,无需定期添加水。 因此,从这个意义上说,它们是免维护的。
3 AGM 电池可用于其侧面,但倒置除外。 这是将产品安装到产品内部的一个优势
4 AGM 电池可以安装在汽车中的任何地方,不一定安装在发动机舱中。

5 AGM 电池具有极强的抗振动能力,因为它们使用 AGM 和压缩的制造方法。 因此,它非常适合海运船和道路臭名昭著的坑坑洼洼,起伏的地方。
6 AGM 电池与充斥电池相比使用寿命更长。 盘子比较厚。 较厚的板意味着更长的使用寿命。 用户不能篡改电池或电解质并添加杂质,从而导致过早失效。

7 由于 AGM 电池是在清洁的氛围中用非常纯净的材料制成的,因此自放电率非常低。 AGM 电池的速率为每天 0.1%,而被淹没的电池的速率几乎是 10 倍。 因此,用于长时间存储的电池需要减少刷新充电的频率。 如果储存在25oC和10oC时,损失只有30%12个月后,只有10%。
8 由于可忽略不计的分层,需要较低的均衡费用。

9 在AGM电池的情况下,浮子中的氢气演化减少了10。 根据 EN 50 272-2 的安全标准,电池室的通风可减少 5。
10 电池室的地板和其他表面无需酸性保护。

缺点:

1. 缺点是最小的。 电池的成本相对较高。
2. 如果电池充电不当或充电器无法正常工作,电池可能会膨胀、爆裂或有时爆炸。
3. 对于 SPV 应用,AGM 电池的效率不是 100%。 部分能量在电荷放电过程中丢失。 效率为 80-85%。 我们可以用以下行来解释这一点:考虑是,am SPV 面板产生 1000 Wh 的能量,AGM 电池将能够存储 850Wh,仅由于上述效率低下。

4. 氧气通过容器中的泄漏进入,盖子或杆衬套排出负板。
5. 负板的偏振由于负板上的氧重组而降低。 在不正确的电池设计中,负极化丢失,负板放电,尽管浮子电压高于开路。
6. 为避免干燥,最高工作温度从55°C降低到45°C。
7. VRLA 电池不允许相同的检测可能性,如酸密度测量和目视检查,因此降低了对全功能电池的认识

AGM 电池是否需要维护?

不。 但是,如果保持未使用,它们需要刷新费用。 电池在正常温度下最多可保持空闲 10 至 12 个月。 在较低的温度下,损失将少得多。

如何维护 AGM 电池?

通常,无需维护 AGM 电池。 尽管 VRLAB 制造商表示,在浮动充电操作期间无需均衡充电,但为了延长电池的使用寿命,最好在 6 个月内(超过 2 年的电池)或 12 个月(新电池)为电池充电一次。 这是为了平衡所有细胞,并将它们带到相同的充电状态(SOC)。

您是否需要为新的 AGM 电池充电?

通常,所有电池在存储和运输过程中由于自放电而失去容量。 因此,根据制造和安装/调试日期之间的时间,建议在几个小时内提供令人耳目一新的充电。 2 V 电池可按每个单元 2.3 至 2.4 V 充电,直到端子电压读取设定值并保持此电平 2 小时。

AGM 电池更安全吗?

AGM 电池(和凝胶电池)比充斥电池安全得多。 它们不可溢出,不会排放氢气(如果按照制造商的说明正确充电)。 如果使用任何常规或普通充电器为 AGM 电池充电,应小心不要让温度达到 50oC 和高于 14.4 V 的终端电压(对于 12V 电池)。

AGM 电池的浮动电压是多少?

大多数制造商指定每电池 2.25 至 2.30 V,温度补偿为 – 3 mV/单元(参考点是 25oC)。
对于循环电池,CV 模式下的充电电压为每节块 2.40 至 2.45(12V 电池为 14.4 至 14.7 V)。
VRLA 电池的典型浮子充电电压为每节电池 2.25 V,由于氧循环的影响,其浮点电流为每 100 Ah 45 mA,等效能量输入为 101.3 mW(2.25*45)。 在等效的充斥电池中,浮子电流为每 100 Ah 14 mA,对应于 31.5 mW (2.25V*14 mA) 的能量输入。

因此,VRLA浮动电流是信用的三倍以上:\R.F.纳尔逊在兰德,D.A.J;莫斯利,P.T;加什 J ;帕克,C.D.(Eds.)阀门 调节铅-酸电池,Elsevier,纽约,2004年,第258页。。

我可以在 AGM 电池上使用滴流充电器吗?

是的。 什么是滴答声收费? 它是使用小电流连续充电的方法。 这是为了补偿 AGM 电池中未连接到任何负载时的自我放电。

这是一篇意想不到的长文章!!

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