AGM 電池
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AGM 電池是什麼意思?

AGM 電池代表什麼? 讓我們首先知道首字母縮略詞AGM代表什麼。 AGM 電池完整形式:吸水玻璃墊是一種易碎的、高度多孔的、像紙一樣的白色薄片,由多孔的硼矽酸鹽玻璃纖維製成,用作電池隔膜,是一種鉛酸電池,稱為AGM電池閥控鉛酸電池(VRLAB)。 簡單地說,它是一個多孔電池隔膜。 用 AGM 隔膜組裝的電池稱為 AGM 電池。

AGM 電池隔膜

AGM 電池隔膜

AGM 電池應用

閥控式密封鉛酸(VRLA)AGM電池用於所有需要無溢漏和無煙霧操作的應用。 該電池提供從 0.8 Ah (12 V) 到數百 Ah 的所有尺寸,從 2 V 到 12 V 的配置。 任何電壓值都可以通過 2 V 或 4 V 或 6 V 或 12 V 電池/電池的組合提供。 它們用於各種應用,如太陽能光伏應用(SPV),不間斷電源(UPS),通信設備,應急照明系統,機器人,工業控制設備,工業自動化設備,消防設備,社區接入電視(CATV),光通信設備,個人手持電話系統(PHS)基站,微蜂窩基站,災難和犯罪預防系統等。

AGM 電池與淹沒

維護不善的淹沒電池無法提供預期的壽命。
傳統的鉛酸蓄電池需要遵循一些維護程式。 它們是:

  1. 保持電池頂部清潔乾燥,無灰塵和酸液滴。
  2. 通過加滿批准的水,將電解質(在電池被淹沒的情況下)的水準保持在適當的水準。
    電解質水準的這種降低是由於水的電解(通過使用電分解)發生在補給結束時,當稀酸中的一部分水按照以下反應被解離為氫和氧並以化學計量方式排放到大氣中時:
    2H2O →2H2 ↑ + O2 ↑

鉛酸電池含有稀硫酸作為電解質和常規電池的端子,外部部件如容器,電池間連接器,蓋子等得到某種酸性噴霧,也被灰塵覆蓋。 端子應通過用濕布擦拭並定期塗抹白色凡士林來保持清潔,以便端子和連接到它的電纜之間不會發生腐蝕。

腐蝕產物是藍色的,因為從黃銅端子中形成硫酸銅。 如果連接器由鋼製成,則由於硫酸亞鐵,腐蝕產物將呈綠藍色。 如果產品是白色的,可能是由於硫酸鉛(由於硫酸化)或由於鋁連接器被腐蝕。

此外,在充電過程中,電池會散發出充滿酸性煙霧的氣體。 這種煙霧會影響周圍的設備以及大氣。
消費者認為這是一個繁瑣的程式,想要一個電池,擺脫這種維護工作。 科學家和工程師開始思考這一點,並尋找避免這些程式的方法在1960年代後期開始。 直到20世紀60年代末,真正的「免維護」電池才在商業上實現。 密封的鎳鎘電池是VRLAB的先驅。

1967年,John Devitt在美國蓋茨公司的實驗室中開始了對含有螺旋纏繞電極的小型圓柱形鉛酸電池的研發工作。 1968年,唐納德·麥克萊蘭(Donald H. McClelland)加入了他。 四年後,在1971年,由此產生的產品被出售:一個電池的大小相當於傳統的二氧化錳D電池,另一個電池的容量是蓋茨能源產品公司商業提供的兩倍,科羅拉多州丹佛市, USA。 [J. Devitt, J Power Sources 64 (1997) 153-156]. 唐納德。 美國蓋茨公司的H. McClelland和John L. Devitt首次描述了基於氧迴圈原理的商用密封鉛酸電池[D.H. McClelland和J. L. Devitt US Pat. 3862861 (1975)]。

同時開發了兩種技術,一種基於凝膠電解質(GE),另一種基於AGM,前者在德國,後者在美國,日本和歐洲。
首先,閥控式鉛酸電池被稱為”免維護”電池,電解質匱乏電池,密封電池等。 由於消費者和製造商之間就使用「免維護」一詞進行了大量訴訟,目前使用的術語「閥門調節」被廣泛接受。 由於VR電池具有單向壓力釋放閥,因此也不鼓勵使用術語”密封”。

AGM電池和標準電池有什麼區別?

AGM電池和常規或標準電池使用類似類型的板,主要是平板。 這是唯一的相似之處。 一些淹沒的電池也使用管狀板。

標準或常規或淹沒電池與AGM電池完全不同,因為後者沒有遊離液體電解質,其中電解質水平必須通過定期添加批准的水來維持,以彌補由於電解引起的水損失。 另一方面,在AGM電池中,這是一種閥控式鉛酸(VRLA)電池,沒有這樣的要求,VR電池中發生的獨特反應通過遵循所謂的”內部氧迴圈”來照顧損失。 這是主要區別。

對於氧氣循環的運行,AGM電池具有單向釋放閥。 特殊的橡膠蓋覆蓋著圓柱形排氣管。 當電池中的內部壓力達到極限時,閥門抬起(打開)以釋放積聚的氣體,並且在達到大氣壓力之前,閥門關閉並保持這種狀態,直到內部壓力再次超過排氣壓力。 該閥的功能是歧管。 (一) 防止不需要的空氣意外進入大氣層;這導致不結盟運動的放電。 (ii) 用於以壓力輔助方式將氧氣從 PAM 有效輸送到 NAM,以及 (iii) 保護電池免受意外爆炸;這可能是由濫用指控引起的。

在AGM電池中,整個電解質僅保存在板和AGM隔膜中。 因此沒有機會溢出腐蝕性電解質,稀釋硫酸。 因此,AGM 電池可以在任何一側運行,但倒置除外。 但淹沒的電池只能在垂直位置使用。 在對閥控式密封鉛酸蓄電池進行機架時,在高壓高容量蓄電池的情況下,獲取電壓讀數的操作變得更加容易。

在VRLAB的正常運行期間,氣體排放可以忽略不計或沒有氣體排放。 因此,它是”使用者友好的”。 因此,AGM電池可以整合到電子設備中。 一個很好的例子是個人電腦UPS,它通常使用12V 7Ah VRLA電池。 由於這個原因,閥控式密封鉛酸AGM電池的通風要求僅為淹沒電池所需通風量的25%。

與凝膠VR或AGM VR電池相比,淹沒版本存在電解質分層現象。 在凝膠電池中可以忽略不計,在AGM電池的情況下,它不像淹沒電池那樣嚴重。 因此,消除或減少了活性材料的不均勻利用,從而延長了電池的使用壽命。

AGM電池的製造過程涉及有效壓縮電池元件,以抑制電池使用壽命期間電阻的增加。 伴隨的影響是迴圈/壽命期間容量下降率的降低。 這是由於壓縮效應避免了脫落。

閥控式密封鉛酸蓄電池是即用型電池。 安裝非常容易,避免了繁瑣而耗時的初始填充和初始充電,從而最大限度地減少了安裝所需的時間。

非常純淨的材料用於製造閥控式密封鉛酸蓄電池。 由於這方面和使用AGM分離器,由於自放電造成的損失非常低。 例如,在AGM電池的情況下,損失小於每天0.1%,而對於淹沒的電池,每天的損失為0.7-1.0%。 因此,AGM電池可以存儲更長時間而無需刷新充電。 根據環境溫度,AGM 電池可在不充電的情況下存放長達 6 個月(20ºC 至 40ºC)、9 個月(20ºC 至 30ºC)和 1 年(如果低於 20ºC)。 [panasonic-batteries-vrla-for-professionals_interactive March 2017 p 18]

AGM 電池容量保持特性
https://www.furukawadenchi.co.jp/english/catalog/pdf/small_size.pdf

改編自 古川 參考

儲存溫度 (ºC) 淹沒 淹沒 淹沒 閥控式密封鉛酸 閥控式密封鉛酸 閥控式密封鉛酸
儲存期限(月) 容量保留率(百分比) 容量損失(百分比) 儲存期限(月) 容量保留率(百分比) 容量損失(百分比)
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

驚人的有趣事實 - AGM電池設計

AGM 電池可以設計為經受住 30 天的短路測試,並且在充電后,其容量幾乎與測試前相同。 蘭德 p. 436 瓦格納

AGM 電池是否與凝膠電池相同?

儘管這兩種類型屬於閥控(VR)類型的電池,但這兩種類型之間的主要區別在於電解質。 AGM用作AGM電池中的隔膜,其中整個電解質包含在板的孔隙和高孔性AGM隔膜的孔隙中。 AGM 分離機的典型孔隙率範圍為90-95%。 不使用額外的分隔符。 在電解質的填充和隨後的處理過程中,應注意AGM未被電解質飽和,並且至少有5%的空隙沒有被酸填充。 這是為了方便氧氣循環的運行。

AGM 電池與凝膠

在充電過程中,氧氣通過分離器從正極板輸送到負極板。 只有當分離器未完全飽和時,這種傳輸才能有效發生。 飽和度水準為95%或更低是首選。 (孔隙率:它是AGM中孔隙體積與材料總體積(包括孔隙)的百分比之比)。

但在凝膠電解質電池中,電解質與氣相矽微粉混合使其固定,使凝膠電池變得不溢出。 分離器為聚氯乙烯(PVC)或纖維素型。 在這裡,氧氣通過凝膠基質中的裂縫和裂縫擴散。 凝膠電池可以用粘貼型或管狀型板構建。 這兩種類型的凝膠電池都有單向釋放閥,並按照”內部氧氣迴圈”的原理運行。

在兩種閥控式密封鉛酸蓄電池類型中,都留下了足夠的空隙空間,允許氧氣通過氣相快速運輸。 只有負極表面的薄潤濕層必須被溶解氧滲透,內部氧迴圈的效率接近100%。 當電池最初被電解質飽和時,它會阻礙快速的氧氣運輸,從而導致水損失增加。 在迴圈中,這種「濕」電池產生有效的內部氧迴圈。

對於大多數應用,兩種類型的VRLA電池之間的差異很小。 當比較相同尺寸和設計的電池時,凝膠電池的內阻略高,主要是由於傳統的隔膜。 AGM電池具有較低的內阻,因此AGM電池是高負載應用的首選。 [D. Berndt, J Power Sources 95 (2001) 2]

另一方面,在凝膠電池中,酸的結合更強,因此重力的影響幾乎可以忽略不計。 因此,凝膠電池不顯示酸分層。 通常,它們在迴圈應用中具有優越性,並且高凝膠電池也可以在直立位置操作,而對於高AGM電池,通常建議在水準位置操作,以將分離器的高度限制在約30釐米。
在凝膠電解質中,大部分氧氣必須包圍分離器。 聚合物分離器充當氧氣輸送的屏障,並降低輸送速率。 這是凝膠電池內部氧迴圈的最大速率較低的原因之一。

另一個原因可能是表面的某一部分被凝膠掩蓋。 此最大速率的粗略數位為AGM電池中的10 A / 100 Ah和凝膠電池中的1.5A / 100Ah。 超過此最大值的充電電流會導致氣體逸出,就像在通風電池中一樣。 但這種限制通常不會影響充電或浮動行為,因為VR鉛酸電池以恆定電壓充電,並且過充電率遠低於1A / 100 Ah,即使在每節電池2.4V時也是如此。 凝膠電池中內部氧迴圈的最大速率更為有限,甚至具有凝膠電池在過高電壓下過度充電時對熱失控不太敏感的優點。

凝膠電池比AGM電池更能抵抗熱失控趨勢。 在用類似的凝膠和AGM電池(6V / 68Ah)進行的實驗中,Rusch和他的同事[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Understanding-The-Real-Differences-Between-Gel-AGM-Batteries-Rusch-2007.pdf]報告了以下結果。 在通過過度充電人為地老化電池以使其失去10%的含水量后,通過在有限的空間中以每節電池2.6伏特的電壓充電,電池會經歷增加的熱量演變。 凝膠電池的電流為1.5-2.0 A當量,而AGM電池的電流當量為8-10 A(熱量釋放高出六倍)。

AGM電池的溫度為100ºC,而凝膠版本的溫度保持在50ºC以下。 因此,凝膠電池的浮動電壓可以保持在更高的水準,最高可達50ºC,而不會有任何熱失控的危險。 這也將使負極板在較高溫度下保持良好的電荷狀態。

AGM和Gel電池之間的真正區別
學分: https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Understanding-The-Real-Differences-Between-Gel-AGM-Batteries-Rusch-2007.pdf

AGM 電池通常使用最大高度為 30 至 40 釐米的板。 如果使用較高的板,則應在其側面使用AGM電池。 但是在凝膠電池中,沒有這樣的高度限制。 板高度為1000毫米(1米)的海底凝膠電池已經在使用中。
AGM 電池是高電流、短週期應用的首選。 AGM電池的製造成本高於閥門調節凝膠電池,以實現高速率能力。 但是,凝膠電池非常適合更長的放電時間,並且每單位貨幣具有更大的功率。

閥控式密封鉛酸鉛酸乙酯平板設計(OGiV)具有與淹沒平板設計相同的特性。 它們更適合較短的橋接時間。

在10分鐘速率下,每個製造成本的功率輸出比VRLA凝膠管狀設計(OPzV)高出30%,而在更長的放電時間(超過30分鐘)時,管狀VR凝膠OPzV設計每美元提供更多功率。 在3h的速率下,OPzV每美元提供15%的功率。 在3小時至10小時的區域中,淹沒的管狀管狀OPzS每$比OPzV電池多10%至20%的功率,而在30分鐘至100分鐘之間的重要區域,淹沒管狀管(OPzS)每$提供與VRLA凝膠管(OPzV)相同的功率。

每 $ AGM 電池的電池電量

什麼是AGM電池中的「內部氧迴圈」?

在被淹沒的電池中,在過充電期間產生的氣體被排放到大氣中。 但是在閥控電池中,由於兩個板上都發生了某些反應,因此氣體的逸出可以忽略不計。 在VR電池的過充電期間,從正極板演變而來的氧氣通過AGM的不飽和孔(或凝膠電解質中的裂縫)到達負極板,並與負極板中的鉛結合形成氧化鉛。 氧化鉛對硫酸具有很強的親和力,因此會立即轉化為鉛

在製造閥控式密封鉛酸電池時,酸按計算數量填充。
在形成過程完成後,多餘的電解質(如果有的話)通過循環過程從細胞中除去。 在迴圈開始時(當細胞被超過96%的孔填充時),氧氣迴圈以低效率運行,這導致水分流失。 當電解質飽和度降至96%以下時,氧氣迴圈的效率增加,從而減少水分損失。

VR電池充電過程中產生的氧氣和H+離子(反應 A)通過AGM分離器中可用的不飽和孔隙或通過凝膠電解質結構中的裂縫和裂縫到達負極板,在那裡它與活性鉛結合形成PbO,其轉化為PbSO4。 在此過程中也會形成水(反應 B)以及一些熱量的產生。

(在被淹沒的鉛酸電池中,這種氣體擴散是一個緩慢的過程,所有的H2和O2都被排出。一部分充電電流用於有用的充電反應,而一小部分電流用於氧迴圈反應。最終結果是,水不是從電池中釋放出來,而是以電化學方式迴圈,以吸收超出用於充電反應的過量過充電電流。

PbSO4 通過電化學途徑轉化為Pb和H2SO4( 反應C), 方法是在帶電時與正極板上的水分解產生的氫離子反應。

反應如下:

在正極板上:

2H2O → 4H+ + O2 ↑ + 4e (A)

在負板上:

2Pb + O2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O + Heat (B)

2PbSO4 + 4H+ + 4e− → 2Pb + 2 H2SO4 (C)

產生的水通過分離器擴散到正極板,從而恢復通過電解分解的水。

上述過程形成氧氣迴圈。 後者大大減少了電池充電和過充電過程中的水損失,使其免維護。

在VRLA電池開發的早期,人們認為VRLA電池應具有100%有效的氧複合效率至關重要,前提是這將確保沒有氣體排放到外部大氣中,從而最大限度地減少水的損失。 然而,近年來,很明顯,100%的氧複合可能是不可取的,因為這可能導致負極板降解。 析氫和電網腐蝕的二次反應在鉛酸電池中非常重要,可能對VRLA電池的行為產生重大影響。

兩種反應的速率需要平衡,否則,其中一個電極(通常是負極)可能無法充滿電。 負極實際上可能在可逆電位處自放電,因此其電位必須高於該值(即變得更負),以補償自放電並防止容量下降[M.J. Weighall in Rand, D.A.J;莫斯利;加什。J;Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, Chapter 6, page 177].。

為閥控和淹沒的鉛酸電池充電
學分: 素描由PG Balakrishnan博士

吸水玻璃墊分離器的實際結構對氧複合效率有重要影響。 具有高表面積和小平均孔徑的AGM分離器可以將酸吸到更高的高度,並提供更高的耐氧擴散性。 這可能意味著使用具有高百分比細纖維的AGM分離器,或含有例如有機纖維的混合AGM分離器。

AGM電池和管狀電池有什麼區別?

AGM電池總是採用平板,厚度在1.2 mm至3.0 mm之間,具體取決於應用,無論是用於啟動,照明和點火(SLI)目的還是固定目的。 較厚的板材用於固定應用。 但是管狀電池使用管狀板,其厚度可能從4毫米到8毫米不等。 大多數情況下,管狀板電池用於固定應用。

在AGM電池中,整個電解質保持在板和AGM隔膜內部。 因此沒有機會溢出腐蝕性電解質,稀釋硫酸。 因此,AGM 電池可以在任何一側運行,但倒置除外。 但是管狀電池含有過量的液體電解質,只能在直立位置使用。 我們可以測量管狀電池中電解質的密度,但不能測量AGM電池中的電解質密度。

AGM電池在半密封氣氛中運行,具有單向釋放閥,具有氧氣迴圈原理,因此水損失可以忽略不計。 因此,沒有必要向該電池加水。 但管狀電池是通風型的,在過充電過程中產生的所有氣體都排放到大氣中;這導致水分流失,因此電解質水準下降,需要定期加水以維持電解質的水準。

由於被淹沒的性質,管狀電池可以忍受過充電和更高的溫度。 這種類型的散熱效果更好。 但AGM電池不能耐受高溫操作,因為這些電池本質上容易由於內部氧迴圈而發生放熱反應。 AGM 電池可在高達 40ºC 的溫度下工作,而另一種電池可承受高達 50ºC 的溫度。

在每節電池2.30 V的浮充電荷期間正極板和負極化(OCV = 2.15 V)

被淹沒 -新 淹沒 - 生命周期結束 凝膠 - 新 膠凝 - 生命周期結束 年度股東大會 - 新建 年度股東大會 - 生命周期結束
正極板極化 (mV) 80 80 90 120 125(至 175) 210
負極板極化(mV) 70 70 60 30 25 0 (至-25) 硫酸鹽)
3種電池的極化

三種電池的極化
IEC 60 896-22 的最高要求是 60°C 時為 350 天,62.8°C 時為 290 天。
62.8ºC 下的壽命測試,符合 IEEE 535 – 1986 標準

電池類型 62.8ºC 時的天數 20ºC時的當量年份
OGi(淹沒平板) 425 33.0
OPzV (VR 管狀) 450 34.8
OPzS(淹沒管狀) 550 42.6

AGM 電池的使用壽命有多長?

不能對任何類型的電池的使用壽命做出明確的聲明。 在回答「AGM電池可以持續多少年」之前,應明確定義電池運行的條件;

例如,它是簡單地漂浮在特定電壓上,還是循環運行。 在浮動操作方式中,電池在特定電壓下連續浮充電,並且僅在主電源不可用時才調用它來提供電流(例如:電話交換電池,UPS電池等,其中壽命以年為單位)。 但是,對於用於材料處理目的的工廠中使用的牽引電池和電動汽車,電池在2至6小時的速率下經歷高達80%的深度放電,壽命將更短。

AGM 電池的使用壽命取決於許多工作參數,例如:

溫度對壽命的影響
溫度對鉛酸蓄電池使用壽命的影響非常顯著。 在較高的溫度下(以及超過推薦值的充電電壓下),乾涸發生得更快,導致壽命過早結束。 電網的腐蝕是一種電化學現象。 在較高的溫度下,腐蝕更多,因此生長(水平和垂直)也更多。 這導致失去網格活性材料接觸,從而降低容量。 溫度的升高會加快化學反應的發生速度。

這些反應遵循阿倫尼烏斯關係,該關係以最簡單的形式表明,溫度每升高10oC,電化學過程的速率就會增加一倍(保持其他因素,如浮動電壓)
常量)。 這可以使用關係來量化[Piyali Som和Joe Szymborski,Proc.第13屆年度電池會議應用與進展,1998年1月,加州州立大學,長灘,加利福尼亞州,第285-290頁]
壽命加速度係數 = 2(T−25))/10)
壽命加速度係數 = 2((45-25)/10) = 2(20)/10) = 22 = 4
壽命加速度係數 = 2((45-20)/10) = 2(25)/10) = 22.5 = 5.66
壽命加速度係數 = 2((68.2-25)/10) = 2(43.2)/10) = 24.32 = 19.97
壽命加速度係數 = 2((68.2-20)/10) = 2(48.2)/10) = 24.82 = 28.25

在45ºC溫度下運行的電池預計老化速度會快四倍,或者在25ºC下的預期壽命為25%。
在68.2ºC溫度下運行的電池預計老化速度會快19.97倍,或者在25ºC下的預期壽命是其20倍。 在68.2ºC溫度下運行的電池預計老化速度會快28.2倍,並且在20ºC下的預期壽命要長得多。

加速壽命測試和電池的等效壽命

20ºC 時的使用壽命 25ºC 下的使用壽命
68.2ºC 時的使用壽命 28.2 倍以上 20倍以上
45ºC 下的使用壽命 5.66 倍以上 4 倍以上

VRLA電池的預期浮子壽命在室溫下大於8年,這是通過使用加速測試方法得出的,特別是在高溫下。
12V VRLA(Delphi)的循環壽命已由R. D. Brost研究。 該研究在30,40和50ºC下對80%DOD進行。 在25ºC下每25個迴圈一次后,每25個迴圈對電池進行100%放電,以確定容量。 結果表明,在30ºC和50ºC下,迴圈壽命約為475次,而迴圈次數分別約為360次和135次。 [Ron D. Brost, Proc. 第十三屆年度電池會議應用與進展,加州大學,長灘,1998年,第25-29頁]

閥控式密封鉛酸蓄電池壽命的溫度依賴性
學分:[Ron D. Brost,Pro.第十三屆年度電池大會應用和進展,加利福尼亞大學,長灘,1998年,第25-29頁]

AGM 電池放電深度和使用壽命
密封鉛酸的迴圈壽命與排放深度(DOD)直接相關。 放電深度是衡量電池放電深度的指標。 當電池充滿電時,DOD 為 0%。 相反,當電池100%放電時,DOD為100%。 當 DOD 為 60 %, 為 40%。 %. 100 – SOC (以% 為單位) = DOD (以% 為單位 )

VR電池在25°C時相對於放電深度的典型放電/充電迴圈次數為:
150 – 200 次迴圈,100% 放電深度(全放電)
400 – 500 次迴圈,放電深度為 50%(局部放電)
1000 + 循環,放電深度為 30%(淺放電)
在正常的浮子操作條件下,在待機應用中可以預期四到五年的可靠使用壽命(Hawker Cyclon系列最多十年),或者根據平均放電深度在200到1000次充電/放電迴圈之間。 [桑迪亞報告SAND2004-3149,2004年6月]

AGM 電池編號 交付的週期數

平板技術AGM電池可以提供
80% 放電時迴圈 400 次
50% 放電時迴圈 600 次
30% 放電時 1500 次迴圈

位置對閥控式密封鉛酸蓄電池迴圈壽命的影響

位置對閥控式密封鉛酸蓄電池迴圈壽命的影響
學分:[R.V. Biagetti, I.C. Baeringer, F.J. Chiacchio, A.G. Cannone, J.J. Kelley, J.B. Ockerman and A.J. Salkind, , Intelec 1994, 第16屆國際電信能源會議, 1994年10月, 溫哥華, BC., 加拿大,由A.G. Cannone, A.J. Salkind和F.A. Trumbore引用,Proc. 13th Annual Battery Conf. Applications and Advances,California Uniiv.,Long Beach,1998年,第271-278頁。

該圖顯示了兩個電池的平均容量,它們位於正常直立位置,側面與板垂直,板處於水準位置。 在垂直位置,電解質由於重力效應而形成分層,並且隨著迴圈的進行而加劇,並且該位置的容量下降非常快。 然而,當在側面垂直位置迴圈時,容量下降的速度不會那麼快,並且在水準位置迴圈可提供最佳壽命。 該圖是11板單元52在水準,垂直和水準位置連續迴圈的容量與迴圈數的曲線圖。

該電池單獨迴圈,涓流/充電和充電電壓限值設置為2.4 V,涓流/充電時間和電流設置為3小時和0.3 A。 對於水平迴圈,庫侖效率相對較高且恆定,電荷接受也是如此。 然而,在垂直迴圈期間,電荷接受度隨迴圈而顯著下降,而效率保持相對恆定。 當水平迴圈恢復時,在沒有延長浮充的情況下,放電容量(也是充電時間)被看到迅速上升到垂直迴圈之前的水準。

溫度和充電/浮動電壓對電池壽命的影響

溫度和浮動電壓對壽命的影響是相互關聯和相互作用的。 中顯示了VR GNB Absolyte IIP電池在各種浮動電壓和溫度下的預期壽命。 假設浮動電壓和溫度在電池的整個使用壽命期間保持恆定。

溫度和浮動電壓對GNB Absolyte IIP產品的綜合影響
學分: [Piyali Som和Joe Szymborski,Proc。 第13屆年度電池大會 Applications & Advances, Jan 1998, California State Uniiv., Long Beach, CA pp. 285-290

Wagner報告了使用三種不同的循環電池充電方式進行的測試結果,並表明使用更高的充電電壓(14.4 V CV模式)可以延長使用壽命,並且在這種情況下水損失可以忽略不計。 Drysafe Multicraft 電池的充電電壓和壽命(12 V,25 Ah5)
25ºC;C/5測試,每50個週期;放電:5 A 至 10.2 V;如圖所示收費

Drysafe Multicraft 電池的充電電壓和壽命(12 V,25 Ah5)
學分: [R. Wagner, J. Power Sources 53 (1995) 153-162]

錫在閥控式密封鉛酸蓄電池中加入正柵合金的影響

純鉛的錫添加大大減少了使用這種金屬製成的網格的循環電池所遇到的問題。 少量的錫(0.3-0.6重量%)顯著增加了純鉛的電荷接受度。 鈣含量為0.07%和錫為0.7%的合金在作為裸網格以及浮子壽命測試電池進行測試時,生長最慢。 [H.K. Giess, J Power Sources 53 (1995) 31-43]

維持電池壽命的影響
通過遵循某些程式來保持電池處於良好狀態將有助於實現電池的預期壽命。 其中一些是
一個。 定期清潔外部
b. 定期工作台費(均衡費)
c. 定期檢查電解液水準等

電池的製造是通過幾個品質控制程式和SOP完成的,因此高品質的產品是一個結果。 任何真正的缺陷必然會在電池投入使用后立即或在幾天內出現。 服務越費勁,缺陷就會越早顯現出來。 過早的故障與其說是系統中固有的缺陷,不如說是性能不佳的跡象。 維護越好,電池的壽命就越長。

AGM 與淹沒電池 - 您需要了解什麼?

AGM電池在使用壽命期間的外觀非常乾淨。 但是,在操作過程中,被淹沒的電池會沾滿灰塵和酸性噴霧。 此外,如果維護不當,端子上會結有腐蝕產物。
AGM 電池和淹沒(平板)電池使用平板或網格板,厚度在1.2 mm至3.0 mm之間,具體取決於應用,無論是用於啟動、照明和點火 (SLI) 目的還是固定目的。 較厚的板用於後一種目的。

在AGM電池中,整個電解質都包含在板和隔膜中。 因此沒有機會溢出腐蝕性電解質,稀釋硫酸。 因此,AGM 電池可以在任何一側運行,但倒置除外。 但是被淹沒的電池含有過量的液體電解質,只能在直立位置使用。 我們可以測量管狀細胞中電解質的密度,但不能測量AGM細胞中的電解質密度。 但是通過測量電池的穩定開路(OCV),人們可以知道該條件下的比重值。

有經驗規律
OCV = 比重 + 0.84 對於單個電池
比重 = OCV – 0.84
對於12伏電池,我們必須將電池的OCV除以6才能到達電池OCV。
電池OCV = 13.2 V
因此,電池OCV = 13.3/6 = 2.2 V
比重 = 2.2 V – 0.84 = 1.36
因此,比重為1.360

AGM電池在半密封氣氛中運行,具有單向釋放閥,具有氧氣迴圈原理,因此水損失可以忽略不計。 因此,沒有必要向該電池加水。 但是,淹沒的電池是通風型的,在過充電期間產生的所有氣體都排放到大氣中;這導致水分流失,因此電解質水準下降,需要定期加水以維持電解質的水準。

由於被淹沒的性質,這些電池可以忍受過充電和更高的溫度。 這種類型的散熱效果更好。 但AGM電池不能耐受高溫操作,因為這些電池本質上容易由於內部氧迴圈而發生放熱反應。 AGM 電池可在高達 40ºC 的溫度下工作,而另一種電池可承受高達 50ºC 的溫度。

吸水性玻璃墊AGM電池 - 吸收什麼? 如何? 為什麼是吸水性? AGM 分離器的更多詳細資訊

吸水玻璃墊(AGM)是用於閥控(VR)電池的玻璃纖維隔膜類型的名稱。 AGM必須吸收大量的電解質(高達其表觀體積的六倍)並保留它以促進細胞反應。 這得益於其高孔隙率。 通過吸收和保留電解質,電池變得不可溢出。

用於製造AGM分離器的微玻璃纖維的基本製造工藝如圖所示。 玻璃原料在大約1000ºC的熔爐中熔化。 然後從襯套中抽取熔融玻璃,形成直徑為幾百微米的初級粗玻璃纖維。 然後,這些纖維通過燃燒氣體轉化為細纖維(0.1至10μm),這些纖維通過下面的真空收集到移動的輸送網上。 用於閥控式鉛酸電池的吸收性玻璃墊AGM的傳統方法是將兩種或多種類型的纖維在酸性水溶液中混合在一起。

該過程將纖維的長度減少到約1至2毫米,並引起一些顫動。 這種混合物沉積在移動的無極線或旋轉成型器(無盡線的另一個版本)上。 當水被抽出時,板材獲得一致性;然後將其壓在加熱的滾筒上乾燥。

濕法鋪設過程導致AGM片狀纖維取向,從而產生各向異性網路。 在z方向(即垂直於片材平面的方向)測量的孔隙和通道比x和y平面(2至4μm)中的孔和通道更大(10至25μm,佔總孔隙的90%)。 在30至100μm之間有大約5%的非常大的孔(可能是由於樣品製備過程中的邊緣效應,並且不能真正代表典型結構)。 這種製造方法被稱為火焰衰減過程。

生產AGM的第一步是玻璃纖維在大量酸化水中分散和攪拌。然後將纖維和水的混合物沉積在施加真空並除去大部分水的表面上。然後將成型的墊子稍微壓榨並通過加熱的輥子乾燥。在乾燥部分結束時,墊子的含水量低於1重量%。用於成型和脫水AGM板材的旋轉成型裝置如下所示。

AGM分離器的製造
羅托前身

d. 傳統的分離器具有小而曲折的孔隙結構,方向變化很小或沒有方向變化。 但是,通過濕法鋪設微玻璃纖維材料製成的AGM具有較高的孔隙率和相對較大的孔隙,並且具有相當大的方向差異。 這些特性會影響元素中氣體和液體的分佈和運動。 [Ken Peters, J. Power Sources 42 (1993) 155-164]

AGM分離器的重要特性是:
我。 真實(貝特)表面積(平方米/克)
第二。 孔隙率(%)
第三。 平均孔徑(μm)
四。 壓縮時厚度(毫米)
v. 克重或克重(克/平方米)(每平方米AGM板的重量)
六。 吸濕排汗高度(毫米)(當一塊AGM浸入酸中時酸柱達到的高度)
七。 抗張強度

下表給出了 AGM 分隔符的典型屬性:

Ref. W.BǨHNSTEDT, J Power Sources 78 (1999) 35–40

財產 計量單位 價值
基本重量(克重) 克/平方米 200
孔隙 度 % 93-95
平均孔徑 μm 5-10
厚度為10千帕 毫米 1.3
厚度為30千帕 毫米 1.0
穿刺強度(N) N 7.5

AGM 電池隔膜規格

參考圖片:Ken Peters,J. Power Sources 42 (1993) 155-164

財產 計量單位 價值
表面積
粗纖維 平方米/克 0.6
細纖維 平方米/克 2,0 到 2,6
最大孔徑
粗纖維 μm 45
細纖維 μm 14

AGM 電池隔膜芯吸高度

吸濕排汗高度,1.300比重酸 計量單位 粗纖維(0.5平方米/克) 細纖維 (2.6 平方米/克)
1 分鐘 毫米 42 33
5 分鐘 毫米 94 75
1 小時 毫米 195 220
2 小時 毫米 240 370
10 小時 毫米 360 550

首選 AGM 分離器屬性

筆記:
1.隨著纖維直徑的增加,孔徑也隨之增加。
2.隨著纖維直徑的增加,拉伸強度降低。
3.隨著纖維直徑的增加,成本降低。
4.粗纖維層將吸芯到有限的高度,但速度非常快

5.更細的纖維會將酸帶到更高的高度,儘管速度很慢
通過在多層AGM分離器中包括更密集的層(具有由更細的玻璃纖維產生的小孔隙),可以創建更精細的整體孔隙結構。 因此,最大毛孔減少一半,平均毛孔也幾乎減半。 對最小毛孔的影響減少了四分之一。 在多層AGM的所有芯吸特性中檢測到細玻璃纖維和粗玻璃纖維之間存在的協同作用[A.L. Ferreira,J Power Sources 78(1999)41-45]。

粗纖維層將吸到有限的高度,但速度非常快,而較細的一側會將酸帶到更高的高度,儘管速度很慢。 因此,兩種纖維的個別優勢得以結合。 由於具有更好的吸濕排汗性能,改進了閥控式密封鉛酸蓄電池初始填充的關鍵過程,並減少了用緊密的板間距填充高板的特殊問題。 經過長時間的芯吸試驗后,發現最大高度與孔徑成反比。 也就是說,孔隙越小,芯吸高度越大。

毛細管力決定了電解質的流量。 正極板和負極板的活性物質的孔徑分佈在尺寸平面之間只有很小的差異。 在新形成的板中,約80%的孔隙率由小於1μm的孔組成,而z平面中的孔徑為10至24μm,其他兩個平面中的孔隙為2μm。 因此,酸首先填充板(小孔)(即優先填充板)。 然後將AGM填充到計算的空隙體積,使AGM達到部分飽和水準,以便在充電期間”推出”電解質可以為氧氣運輸提供氣體通道。

AGM電池,AGM,淹沒和凝膠電池之間的比較

型號 財產 淹沒 AGM VR 膠凝VR
1 活性物質 鉛/鉛/鉛/氫氧化鈷4 鉛/鉛/鉛/氫氧化鈷4 鉛/鉛/鉛/氫氧化鈷4
2 電解質(稀硫酸) 淹沒,過量,免費 被板材和吸水性玻璃墊 (AGM) 分離器吸收和保留 通過用細矽微粉膠凝固定
3 板材厚度 薄 - 中 中等
4 板數(對於相同容量的電池,相同的尺寸) 更多 最小
5 保養 是的
6 酸洩漏溢出性 是的
7 高層細胞中的電解質分層 非常高 中等 微不足道
8 電池外部 變得塵土飛揚,並噴灑酸液滴
9 電解液水準 待調整 不需要 不需要
10 分隔符 聚乙烯或聚氯乙烯或任何其他聚合物材料 吸水玻璃墊 聚乙烯或聚氯乙烯或任何其他聚合物材料
11 充電過程中產生的氣體 化學計量排放到大氣中 重組(內部氧氣迴圈) 重組(內部氧氣迴圈)
12 單向釋放閥 未提供。 開放式通風口 是的。 閥門調節 是的。 閥門調節
13 內阻 中等
14 安全國防部 50% 80% 80%
15 冷啟動 還行 非常好 不宜
16 高放電(高功率) 最好 中等
17 深度迴圈 更好 非常好
18 成本 最低 中等
19 充電 正常 小心 小心
20 最大充電電壓(12v電池) 16.5 V 14.4 V 14.4 V
21 充電模式 任何方法 恒壓 (CV) 或CC-CV 恒壓
22 可承受 不能 不能
23 散熱 非常好 不錯
24 快速充電 中等 非常好 不可取

關於AGM電池的誤解

充電和充電器
誤解-1
可以使用普通充電器為AGM電池充電嗎 – 假

所有電池都需要偶爾進行一次台式充電(或充滿電),以平衡電池的不平衡。
這是通過從設備中取出電池並單獨充電(通常稱為台式充電)來完成的。

AGM 電池無法保持充電狀態:
對於淹沒的電池:
我。 電池中的所有電池都應達到充電電壓的均勻端,12 V電池應為16.5 V。
第二。 所有電池在充電結束時都應均勻而大量地氣體。
第三。 應去除細胞內和細胞間比重的變化。
四。 如果設施可用,可以記錄正極和負極板上的鎘電位讀數。 對於充滿電的正極板,鎘電位讀數在2.40至2.45 V範圍內,對於負極板,值在0.2v至-0.22v範圍內

AGM 電池無法充電:
對於閥控式密封鉛酸乙型電池:
我。 終端電壓將達到 14.4 V(對於 12 V 電池)
第二。 充電結束時的電流約為每Ah 2至4 mA(即100 Ah電池為0.20 A至0.4 A
a12 V 電池的充電結束電壓值在淹沒電池和VR電池之間變化。
12 V充斥電池的最大充電電壓約為16.5 V,而VR電池(AGM和凝膠電池)的最大充電電壓僅為14.4 V。

如果使用普通恆流充電器為VR電池充電,電壓可能會超過14.4 V的限制。如果未檢測到,電池將預熱。 儘管如此,稍後電池會被加熱,最終容器會凸起,如果單向釋放閥無法正常工作,容器也可能破裂。 這是因為電池的重組反應無法應對較高充電電流產生的過量氧氣。 從本質上講,重組反應本質上是放熱(產生熱量的)。 較高的電流會增加該反應的熱量,並可能導致熱失控。

相比之下,淹沒的電池可以高達16.5 V,充滿氣體,而不會在高達50ºC的溫度下造成任何損壞。
用於閥控式密封鉛酸蓄電池的充電器是受控充電器。 他們是
一個。 恒流 – 恒壓 (CC-CV)

b. 恒壓 (CV) 充電器。

充電時,必須選擇合適的電壓。 對於 12V 電池,完全充電時可以選擇 13.8 至 14.4 V 的電壓範圍。 由於VR AGM電池可以吸收任何強度的初始電流而不會造成任何損壞,因此初始電流可以設置在任何水準(通常為0.4C安培;但實際上或快速充電,高達5C A)。 所選電壓和電流越高,充滿電所需的時間就越短。

對於完全放電的電池,充滿電大約需要12到24小時。 在CC-CV模式下,初始電流將恆定約3至6小時,具體取決於先前的放電。 如果電池之前僅放電50%,則CC模式將運行約2至3小時,然後切換到CV模式。 如果之前放電100%,CC模式將運行約5至6小時,然後切換到CV模式

AGM 電池誤解 2

AGM 電池或凝膠電池更換與淹沒電池更換相同

如果空間合適,可以更換等效容量的電池。
但最近的車輛(例如通用汽車)在負極電池電纜上有一個電池感測器模組。 福特擁有電池監控系統(BMS)。 其他製造商也有類似的系統。 這些系統需要使用掃描工具重新校準。 由於製造系統的改進,這是必要的。 由於改進了隔膜和更薄的板材以及改進的糊狀物配方,這些電池具有較低的內阻。 如果未重新校準系統,交流發電機可能會為新電池過度充電,並導致電池在更換后不久出現故障。
因此,可以安裝AGM電池來代替OEM淹沒的電池。 AGM汽車電池將為車輛提供更高的冷啟動電流(CCA)。

充滿電的含義:
對於淹沒的電池:
我。 電池中的所有電池都應達到充電電壓的均勻端,12 V電池應為16.5 V。
第二。 所有電池在充電結束時都應均勻而大量地氣體。
第三。 應去除細胞內和細胞間比重的變化。
四。 如果設施可用,可以記錄正極和負極板上的鎘電位讀數。 對於充滿電的正極板,鎘電位讀數在2.40至2.45 V範圍內,對於負極板,值在0.2v至-0.22v範圍內

您可以使用常規充電器為AGM電池充電嗎?

如果使用正常的恆流充電器為AGM VR電池充電,則應密切監測電壓。 它可能超過14.4 V的限制。如果未檢測到,電池將預熱。 儘管如此,稍後電池會被加熱,最終容器會凸起,如果單向釋放閥無法正常工作,容器也可能破裂。 這是因為電池的重組反應無法應對較高充電電流產生的過量氧氣。 從本質上講,重組反應本質上是放熱(產生熱量的)。 較高的電流會加劇這種情況,並增加該反應的熱量,並可能導致熱失控。

因此,不建議使用常規充電器進行AGM電池充電。

但是,如果您遵循以下步驟或有VRLA電池專家的建議,則可以非常小心地使用常規充電器。

該過程是跟蹤終端電壓(TV)讀數,並以30分鐘的間隔記錄它們。 一旦電視達到14.4 V,電流應不斷減小,以便電視永遠不會超過14.4 V。當電流讀數顯示非常低的值(每Ah電池容量2至4 mA)時,可以終止充電。 此外,熱電偶或溫度計燈泡的引線可以連接到電池的負端,並且類似於電視讀數,還應記錄溫度讀數。 溫度不應超過45ºC。

您可以啟動 AGM 電池嗎?

是的,如果額定電壓相同。
淹沒電池和AGM電池的化學性質是相同的。 只是,大部分電解質在AGM中被吸收。 因此,使用任何具有相同額定電壓的電池啟動AGM電池幾秒鐘不會對任何電池造成傷害。

如何判斷我是否有 AGM 電池?

  • 檢查容器的頂部和側面,以查看任何表明它是閥控式密封鉛酸蓄電池的絲網印刷品。 如果您沒有發現頂部寫有任何用戶可訪問的設備以及不要加水的建議,那麼它就是AGM電池。
  • 如果在卸下通風塞后可以看到任何遊離電解質,那麼它也不是AGM電池
  • 電池容器或使用者手冊上的銘牌或絲網印刷可以很好地瞭解相關電池的類型。 如果您沒有這三者中的任何一個,請檢查電池頂部是否有任何通風系統或類似魔眼的東西。 您還可以在電池容器的側面查找電解液液位標記。 如果您看到三個(通風口,魔眼和電解質液位標記)中的任何一個,則表明它不是AGM電池。

還有另一種方法,但很耗時。 電池必須充滿電,並在2天的空閒時間後測量開路電壓(OCV)。

如果OCV值為12.50至12.75 V,則可能是電池被淹沒
如果OCV值為13.00至13.20 V,則可能是VRLA電池(容量 < 24 Ah)
如果OCV值為12.80至12.90 V,則可能是VRLA電池(容量≥24 Ah)

這些陳述是根據這樣的假設做出的,即對於被淹沒的電池,最終的比重約為1.250。 對於容量為24Ah和較小值的VRLA電池,最終比重約為1.360,對於容量較高的VRLA電池,最終比重約為1.300

如何知道我的 AGM 電池是否損壞? AGM 電池無法保持充電狀態

  • 檢查是否有任何外部損壞,裂縫和洩漏或腐蝕產品。 如果您發現其中任何一個,則電池壞了
  • 測量電池的OCV。 如果它顯示的值低於11.5 V,則很可能是BAD。 但在此之前,看看你是否能找到發貨或供應的日期。 如果電池的使用壽命超過 3 到 4 年,則可以假定電池損壞。
  • 現在,應使用直流電壓輸出為20至24 V或更高的充電器(對於12 V電池)檢查電池的充電接受情況。 為電池充電一小時,休息15分鐘,現在測量OCV。 如果增加,則通過恆壓方法繼續充電24小時,為VR電池充電採取所有必要的預防措施。 在休息 2 小時後,使用任何設備(例如,合適的直流燈泡、逆變器、應急燈、PC 的 UPS 等)測試電池的容量。 如果電池能夠提供80%或更大的容量,則電池是好的。
  • 如果OCV在充電1小時后沒有增加,則意味著電池無法保持充電狀態。 電池可標記為「壞電池」。。

AGM電池值得嗎? 為什麼AGM電池更好?

是的。
儘管電池的成本略高,但AGM所需的維護幾乎為零。無需充值,無需清潔腐蝕的端子,減少均衡電荷等; AGM電池整個生命周期的運營成本非常低,使AGM VR電池的成本達到與淹沒電池相當的水準。
當這個地方在偏遠的無人看管區域無法進入時,這尤其有利。

AGM 電池是否需要通風? AGM 電池是否需要通風

在濫用性過充電的情況下,安裝在閥控式密封鉛酸蓄電池蓋上的低壓單向釋放閥在釋放多餘的壓力后打開並重新就位。 因此,沒有必要對閥控式密封鉛酸蓄電池進行通風。
在閥門發生故障的情況下,提升可能不會釋放多餘的壓力。 如果閥門不重新密封,則電池也將向大氣開放,負活性物質(NAM)將被排出,從而導致硫酸化和充電不足以及電池容量耗盡。

我可以為 AGM 電池進行涓流充電嗎?

是的。
實際上,AGM電池在大多數UPS/應急電源中都處於浮動充電狀態。 當電池以每節電池2.25至2.3 V的電壓浮動時,始終有一小股涓流流過電池,以使其保持在充滿電的狀態。
如果庫存有大量電池,那麼每個單獨的電池也可以保持在涓流充電下。
在每節電池2.25 V的典型浮充電壓下,VR AGM電池的浮充電流為每100 Ah 100至400 mA。 與淹沒電池每100 Ah14 mA的平衡浮子電流相比,VR電池較高的浮充電流是由於氧氣循環的影響。

[R.F.納爾遜在蘭德,D.A.J;莫斯利;加什。 J ;Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Battery,Elsevier, New York, 2004, pp. 258].

AGM 電池何時沒電? AGM 電池沒電后可以充電嗎? 你能恢復一個沒電的AGM電池嗎?

是的 我們只能在為電池充電一段時間後才能肯定地說。 這也取決於電池的年齡。
沒電的AGM電池具有非常高的內阻。 為了克服這種高內阻,需要一個電池充電器,該充電器可為每節電池提供4 V直流輸出,並帶有數位電流表和數位電壓表。

在為耗盡的AGM電池充電時,首先,終端電壓(TV)將非常高(對於12 V電池高達18-20 V),電流幾乎為零。 如果電池能夠恢復,電視將緩慢下降(幾乎達到12 V),同時電流表將開始顯示一些電流。 這表示電池已啟動。 電視現在將慢慢開始增加,充電將以通常的方式繼續和完成。

一種非常規的方法是小心地取下排氣閥,一次加一點水,直到我們看到幾滴多餘的水。 現在,無需更換閥門,通過恆流模式(C / 10安培)為電池充電,直到端電壓高於15 V(請記住,我們沒有關閉閥門)。 給予一點休息時間,並通過合適的電阻或燈泡將電池放電。 在12 V電池的情況下,測量放電時間以達到10.5 V)。 如果它提供的容量超過80%,則會恢復。 請始終採取人身安全預防措施。

充滿電的 AGM 電池的電壓是多少? AGM 電池放電 - AGM 電池低電壓

迴圈操作下的充滿電的電池的終端電壓 (TV) 為 14.4 V(對於 12V 電池)。 經過大約48小時的休息時間后,電視將穩定在13.2V(如果初始填充的比重為1.360)(每個電池1.360 + 0.84 = 2.20)。對於12V電池,OCV = 2.2 * 6 = 13.2V)。 如果電池的容量高於24Ah,則比重將為1.300。 因此,穩定的OCV將為12.84V

12 伏 AGM 電池的最大充電電壓是多少?

用於迴圈操作的AGM電池應在恆電位或恒壓模式(CV模式)下充電,電壓為14.4至14.5 V,初始電流通常限制為0.25 C安培(即100 Ah電池為25安培)一些製造商允許高達14.9 V,初始電流限制為0.4 C用於迴圈使用(即, 40安培用於100 Ah電池)。 [松下電池professionals_interactive年3月,第22頁]

什麼原因導致 AGM 電池出現故障?

閥控式鉛酸(VRLA)電池因其良好的功率性能和低廉的價格而被提議作為多種應用的能源。 它們也非常適用於浮子應用。 然而,不幸的是,大量使用正有功品質(特別是在高放電速率下)會導致這種材料的軟化,從而降低電池的循環壽命。 此外,電網增長和電網腐蝕,分層和充電不足引起的水損失和硫酸化是一些失效機制。 大多數故障與正極板有關。

腐蝕、網格生長和活性材料的積極膨脹和軟化
在電池的運行中,正極柵極的增長趨勢在重複充放電過程中很明顯,這導致柵極的水準和垂直生長。 在電池的整個使用壽命期間,網格會被腐蝕。 由於這種電網增長,PAM和電網之間的接觸丟失,導致容量衰減。

網格生長可能導致電池的正極板和負帶之間的內部短路。 用一個或兩個短路電池繼續對一組電池/電池進行充電將加劇溫度升高並導致熱失控。

電池變幹(失水)和熱失控

乾涸也是AGM電池的一個問題。 這是由於在不適當的較高電壓下充電,再加上溫度較高。 由於乾燥,重組反應速率增加,隨之而來的溫升加劇了情況,導致熱失控。

另一個原因是閥門故障。 如果它在打開后沒有正確關閉,大氣中的氧氣(空氣)進入細胞並氧化NAM導致硫酸化。 氣體將被排出併發生乾燥。 乾燥允許氧複合以高
速率導致溫度升高。

AGM電池中的酸分層

當我們沿著高電池的深度向下移動時,硫酸電解質的密度增加的趨勢稱為分層。 濃度梯度(”酸分層”)很容易發生在淹沒細胞的電解質中。 當電池帶電時,硫酸在高位產生
濃度靠近板表面並沉入細胞的底部,因為它具有比其餘電解質更高的相對密度。 如果不加以糾正,這種情況將導致活性物質的不均勻利用(容量降低),局部腐蝕加劇,從而縮短電池壽命。

淹沒的電池在充電過程中定期設置為產生氣體,這會攪動電解質並克服這些問題。 使用AGM分離器將電解質固定在VRLA電池中可降低酸分層的趨勢,但也消除了對問題的可能補救措施,因為氣化不是一種選擇。 凝膠電解質實際上消除了分層效應,因為固定在凝膠中的酸分子在重力作用下不能自由移動。

由於AGM電池的製造缺陷而導致的洩漏

設計或工藝不當可能導致支柱密封洩漏。 容器密封的蓋子也可能洩漏。 (製造缺陷)。 閥門缺失或選擇不當或發生故障也可能導致氣體洩漏到大氣中。 閥門打開后不關閉可能導致加速乾燥和容量損失。
機械損壞可能導致電池洩漏,導致類似於柱子覆蓋洩漏的故障。 網格增長可能會在容器中產生裂縫。 由於毛細管作用,裂縫周圍可能會形成輕微的酸膜。 如果酸膜與未絕緣的金屬部件接觸,接地故障電流可能導致熱失控甚至火災[松下電池professionals_interactive 3月2017,第25頁]。

AGM 電池中的負組條腐蝕

與板接線片的組桿連接可能會受到腐蝕,甚至可能斷開連接。 需要正確指定組棒合金,並且需要仔細建立組棒和板塊之間的連接,特別是如果這是手動操作。

充滿電后,12 伏 AGM 電池應讀取什麼?

在充電時,在充電時或接近充電結束時,終端電壓(TV)可能顯示為14.4,表示充滿電。
開路電壓(OCV)將緩慢下降,並在額定OCV下約48小時后穩定。 額定值,從某種意義上說,OCV取決於最初使用的電解質比重。
如果使用的比重為1.360,則電池的OCV = 13.2V。 如果比重為1.300,則OCV將為12.84V

您可以在任何汽車中安裝AGM電池嗎?

是的。 前提是容量相同,電池盒可容納新電池。
最好在充滿電的條件下由交流發電機充電幾個小時時監控終端電壓(TV)。 電視不應超過14.4 V。然後,在該特定車輛中使用該電池是可以的。
如果是最新型號的新車,則需要使用掃描工具重新校準電池。

為什麼AGM電池如此昂貴?

AGM電池比淹沒電池更昂貴,但比凝膠電池便宜。
以下原因導致成本較高:
我。 材料純度。
(a) 進入AGM電池的所有材料都比較昂貴。 鉛鈣合金比傳統的低銻合金更昂貴。 這種合金優選由初級鉛製成。 正柵合金中的錫成分是最昂貴的專案。 錫在正格合金中加入0.7%至1.5%。 2020年5月印度錫市場匯率為1650盧比(2020年7月10日每噸LME為17545美元)。
(b) 氧化物最好由4鎵(99.99%)初級鉛製成,這增加了成本。
(c) 年度股東大會費用較高。

(d) 用於製備電解質和其他工藝的酸比傳統電池中使用的酸更純淨。
(e) ABS塑膠成本更高。
(f) 應單獨檢查閥門的性能。
(g) COS合金也非常昂貴
第二。 加工成本
(a) 採用特殊壓縮工具組裝電池。
(b) 需要準確和冷凍的酸填充
(c) AGM 電池在裝運前循環幾次
(d) 裝配區必須保持無塵,以將自放電率保持在較低水準。
這些是AGM電池成本較高的原因。

AGM電池是否比鉛酸電池更好?

是的。
我。 AGM 電池不可溢出。 不需要時不時地加滿水。
第二。 它們更耐振動。 這是特別有用的應用,如拖車船,道路崎嶇不平,有幾個坑窪。
第三。 由於AGM電池使用純合金和純材料,因此它們在自放電方面具有抗擊能力。 與淹沒的電池相比,這些電池可以長時間無人看管。
四。 AGM電池可以位於汽車的較冷部分(而不是將其安裝在熱的發動機艙中),從而降低電池的工作溫度。

v. AGM電池的維護成本較低,並在電池的整個使用壽命期間計算,較高的初始成本被這種節省所抵消。
六。 AGM電池可以接受較高的充電電流,因為它們的內阻較低)

深迴圈電池是AGM電池嗎?

所有深循環電池都不必是AGM電池。
深循環電池可以是任何類型的電池,如鉛酸或鋰離子或任何其他化學物質。

什麼是深循環電池?

深循環電池在其使用壽命內每次可以提供其額定容量的80%左右。 電池要求每次放電後都要充電。
大多數尋找購買電池的人最終都會購買汽車鉛酸電池,因為它是最便宜的電池。 如果客戶想要一個用於重複循環的電池,他必須尋找適合迴圈應用的電池。
帶有「深循環電池」標籤的AGM電池絕對是深循環電池。 這種電池總是比汽車電池具有更厚的板。

12伏電池應讀取多少伏?

如果 12 伏電池狀況良好,其讀數應超過 12 伏。
下表給出了一些值:

電池類型 開路電壓 (V) 言論
1 汽車 12,40 到 12,60 充滿電條件
2 汽車 12 完全放電狀態
3 年度通用電池 13,0 到 13,2 容量≤24Ah的電池。 充滿電條件
4 年度通用電池 12,7 到 12,8 容量≥24Ah充滿電狀態的電池
5 膠凝VR電池 12,7 到 12,8 充滿電條件
6 AGM 電池/膠凝電池 12.0 完全放電條件
7 逆變器電池 12.4 至 12.6 充滿電條件
8 逆變器電池 12 完全放電狀態

AGM 電池可以放電多遠?

與任何其他電池一樣,12V AGM電池可以在低電流(高達3小時的速率)下放電至10.5V(每節電池1.75 V),並在低至9.6V(每節電池1.6 V)的更高放電速率下放電。 進一步的放電會使端電壓下降得非常快。 超出這些最終電壓值,無法獲得有意義的能量。

充滿電的 AGM 電池應具有多少伏特?

充滿電的電池(在
迴圈操作
下)將具有14.4 V的電視(用於12 V電池)。 經過大約48小時的休息期后,電視將穩定在13.2±0.5 V(如果初始填充的比重為1.360,通常用於容量為24 Ah的AGM電池)(每個電池1.360 + 0.84 = 2.20。對於 12 V 電池,OCV = 2.2 *6= 13.2 V)。

如果電池的容量高於24 Ah,則比重將為1.300。 因此,穩定的OCV將為12.84±0.5 V。

浮充電池的
浮充電電壓
為每節電池2.25至2.3 V(12 V電池為13.5至13.8 V)。 穩定電壓值將如上所述。 它總是為12.84±0.5 V。

AGM 電池會爆炸嗎?

是的,有些時候。
由於氣體非常有限,因此沒有爆炸危險。 即便如此,大多數閥控式密封鉛酸蓄電池都配備了防爆通風口,以便在用戶濫用時防止爆炸
如果電池被濫用充電,或者逆變器/UPS的充電元件無法正常工作,則充電電流會將電池驅動到熱失控狀態,電池可能會爆炸。
如果端子也短路(濫用電池),電池可能會爆炸。 如果在鉛燃燒(”冷焊”)時出現裂縫或零件連接不當,則此裂縫將是火災的原因,電池可能會因此而爆炸。

電池內部或附近爆炸的主要原因是產生”火花”。 如果電池或附近的氫氣濃度約為2.5%至4.0%(體積),則火花會引起爆炸。 空氣中氫氣爆炸性混合物的下限為4.1%,但出於安全原因,氫氣不應超過2%。 上限為74%。 當混合物含有2份氫氣到1個氧氣時,會發生劇烈爆炸。 當淹沒的電池過度充電時,通風塞緊緊擰在蓋子上,則這種情況將優先。

如何為 AGM 電池充電?

所有閥控式密封鉛酸蓄電池均應通過以下兩種方法之一充電:
一個。 恆流-恒壓法
b. 恒壓法
如果CV的充電電壓為每節電池2.45 V,則電流(0.4C A)將保持恆定約一小時,然後在約5小時後開始下降並穩定在約4 mA / Ah。 如果每節電池的充電電壓為2.3 V,則電流(0.3C A)將保持恆定約兩個小時,然後在大約6小時后開始下降並穩定在幾mA。

同樣,電流保持恆定的持續時間取決於初始電流,例如0.1C A,0.2C A,0.3C A和0.4C A以及充電電壓,例如2.25 V,2.30 V,2.35,2.40 Vans 2.45 V。初始電流或電壓越高,在該電流水準上的停留時間就越短。
此外,如果選擇的電流或電壓較高,則完全充電的時間將更短。
閥控式密封鉛酸蓄電池不限制初始電流;因此,較高的初始電流將縮短完全充電所需的時間。

在CC充電中,電壓通常不受控制。 因此,電池在高電壓下停留相當長的時間的危險是可能的。 然後可能發生氣體和電網腐蝕。 另一方面,CC充電模式確保所有電池都能夠在每個週期或浮動充電期間實現完全充電。 在 CC 充電期間可能會發生過充電。 另一方面,充電不足是CV模式的主要危險

AGM電池的優缺點

優點和缺點

優勢:

1 AGM 電池非常適用於高功率消耗,因為它們的內阻低,並且禁止在令人討厭的煙霧和酸性噴霧的地方。
2 AGM 電池不溢出,無需定期加水。 因此,從這個意義上說,它們是免維護的。
3 AGM 電池可側使用,但倒置除外。 這是將其安裝在設備內部的優勢
4 AGM電池可以安裝在汽車的任何地方,不一定在發動機艙中。

5 AGM電池具有很高的抗振性,因為它們的製造方法使用AGM和壓縮。 因此,它非常適合遠洋船隻以及道路因坑窪,起伏而臭名昭著的地方。
6 與淹沒電池相比,AGM 電池的使用壽命更長。 板相對較厚。 更厚的板意味著更長的使用壽命。 使用者不能篡改電池或其電解質並添加雜質,從而導致過早失效。

7 由於AGM電池是在清潔的氣氛中用非常純凈的材料製成的,因此自放電率非常低。 AGM電池的速率為每天0.1%,而淹沒電池的速率幾乎是其10倍。 因此,用於長時間存儲的電池需要刷新充電的頻率較低。 如果儲存在25ºC和10ºC下,則12個月後的損失僅為 %.
8 由於分層可以忽略不計,需要較少的均衡費用。

9 在 AGM 電池的情況下,浮子過程中的氫氣析出減少了 10 倍。 根據安全標準EN 50 272-2,電池室的通風量可減少5倍。
10 電池室中的地板和其他表面不需要酸保護。

弊:

1.缺點是最小的。 電池的成本相對較高。
2.如果電池被濫用充電或充電器無法正常工作,電池可能會凸起,爆裂或有時爆炸。
3. 在SPV應用的情況下,AGM電池不是100%有效的。 一部分能量在充放電過程中損失。 它們的效率為80-85%。 我們可以用以下幾行來解釋這一點:考慮到am SPV面板產生1000 Wh的能量,AGM電池只能由於上述效率低下而能夠存儲850Wh。

4.氧氣通過容器,蓋子或桿套管中的洩漏進入,排出負極板。
5.負極板的極化由於負板上的氧複合而減少。 在不適當的電池設計中,負極性丟失,負極板放電,儘管浮動電壓高於開路。
6.為避免乾燥,最高工作溫度從55°C降低到45°C。
7.閥控式密封鉛酸蓄電池不允許相同的檢測可能性,例如酸密度測量和目視檢查,因此降低了對全功能電池的認識

AGM 電池是否需要維護?

不。 但是,如果保持未使用狀態,則需要重新充電。 電池在常溫下最多可閑置10至12個月。 在較低的溫度下,損失將小得多。

如何維護 AGM 電池?

通常,不需要維護AGM電池。 雖然VRLAB製造商表示在浮充操作期間不需要均衡充電,但為了獲得更高的電池壽命,最好每6個月(電池超過2年)或12個月(新電池)對電池進行一次台式充電。 這是為了均衡所有電池並將它們置於相同的荷電狀態(SOC)。

是否需要為新的 AGM 電池充電?

通常,所有電池在儲存和運輸過程中都會由於自放電而失去容量。 因此,建議根據製造日期和安裝/調試日期之間的時間,提供幾個小時的刷新費用。 2 V電池可以以每節電池2.3至2.4 V的電壓充電,直到終端電壓讀取設定值並將其保持在該水準2小時。

AGM 電池更安全嗎?

AGM電池(和凝膠電池)比淹沒電池安全得多。 它們是不可溢出的,不會排放氫氣(如果按照製造商的說明正確充電)。 如果使用任何常規或普通充電器為AGM電池充電,應注意不要讓溫度超過50ºC,並且終端電壓超過14.4 V(對於12V電池)。

什麼是AGM電池的浮動電壓?

大多數製造商指定每節電池2.25至2.30 V,溫度補償為每節電池-3 mV(參考點為25ºC)。
對於迴圈電池,CV模式下的充電電壓為每節電池2.40至2.45(12V電池為14.4至14.7 V)。
在每節電池2.25 V的典型浮充電壓下,由於氧迴圈的影響,VRLA電池的浮充電流為每100 Ah 45 mA,等效能量輸入為101.3 mW(2.25 * 45)。 在等效的淹沒電池中,浮動電流為每100 Ah 14 mA,對應於31.5 mW(2.25V * 14 mA)的能量輸入。

因此閥控式密封鉛酸(VRLA)的浮點電流是其三倍以上。

學分: [R.F. Nelson in Rand, D.A.J;莫斯利;加什。 J ;Parker, C.D.(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Battery,Elsevier, New York, 2004, pp. 258].

我可以在 AGM 電池上使用涓流充電器嗎?

是的。 什麼是涓流充電? 這是使用小電流進行連續充電的方法。 這是為了補償AGM電池在未連接到任何負載時的自放電。

這是一篇出乎意料的長文章! 希望你喜歡它!

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