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机房中铅酸蓄电池的性能参数及优缺点

来源:松下蓄电池时间:2019-03-04 10:08:39
       

 随着各行业数据中心机房建设的飞速发展,数据中心机房的设备承载压力逐渐扩大,机房中铅酸蓄电池也叫阀控密封式铅酸蓄电池,高频开关电源、不间断电源(UPS)等电源设备的数量也随之急剧增加,从而使得蓄电池得到了广泛应用,下面详解数据中心机房中铅酸蓄电池的性能参数及优缺点。

 
铅酸蓄电池的电性能用下列参数量度:
 
1、容量
 
电池容量是指电池储存电量的数量,以符号C表示。常用的单位为安培小时,简称安时(Ah)或毫安时(mAh),电池的容量可以分为额定容量(标称容量)、实际容量。
 
(1)实际容量
 
实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积,单位为Ah。
(2)额定容量
 
额定容量是电池规定在在25℃环境温度下,以10小时率电流放电,应该放出最低限度的电量(Ah)放电率是针对蓄电池放电电流大小,分为时间率和电流率,放电终止电压。铅蓄电池以一定的放电率在25℃环境温度下放电至能再反复充电使用的最低电压称为放电终了电压,额定容量,固定铅酸蓄电池规定在25℃环境下,以10小时率电流放电至终了电压所能达到的额定容量。10小时率额定容量用C10表示。10小时率的电流值
 
2、储存性能
 
蓄电池在贮存期间,由于电池内存在杂质,如正电性的金属离子,这些杂质可与负极活性物质组成微电池,发生负极金属溶解和氢气的析出。又如溶液中及从正极板栅溶解的杂质,若其标准电极电位介于正极和负极标准电极电位之间,则会被正极氧化,又会被负极还原。所以有害杂质的存在,使正极和负极活性物质逐渐被消耗,而造成电池丧失容量,这种现象称为自放电。
电池自放电率用单位时间内容量降低的百分数表示:即用电池贮存前(C10’)(C10”)容量差值和贮存时间T(天、月)的容量百分数表示。
 
3、循环寿命
 
蓄电池经历一次充电和放电,称为一次循环(一个周期)。在一定放电条件下,电池工作至某一容量规定值之前,电池所能承受的循环次数,称为循环寿命,各种蓄电池使用循环次数都有差异,传统固定型铅酸电池约为500~600次,起动型铅酸电池约为300~500次。阀控式密封铅酸电池循环寿命为1000~1200次。
 
影响循环寿命的因素一是厂家产品的性能,二是维护工作的质量,固定型铅电池用寿命,还可以用浮充寿命(年)来衡量,阀控式密封铅酸电池浮充寿命在10年以上,对于起动型铅酸蓄电池,按我国机电部颁标准,采用过充电耐久能力及循环耐久能力单元数来表示寿命,而不采用循环次数表示寿命。即过充电单元数应在4以上,循环耐久能力单元数应在3以上。
 
4、内阻
 
电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化与浓差极化。内阻的存在,使电池放电时的端电压低于电池电动势和开路电压,充电时端电压高于电动势和开路电压。
 
电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化,因为活性物质的组成、电解液浓度和温度都在不断地改变,欧姆电阻遵守欧姆定律,极化电阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系,常随电流密度的对数增大而线性增大。
5、电池电动势、开路电压、工作电压
 
当蓄电池用导体在外部接通时,正极和负极的电化反应自发地进行,倘若电池中电能与化学能转换达到平衡时,正极的平衡电极电势与负极平衡电极电势的差值,便是电池电动势,它在数值上等于达到稳定值时的开路电压。
 
电动势与单位电量的乘积,表示单位电量所能作的最大电功,但电池电动热与开路电压意义不同:电动势可依据电池中的反应利用热力学计算或通过测量计算,有明确的物理意义。后者只在数字上近于电动势,需视电池的可逆程度而定,电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池正极电极电势与负极电极电势之差,电池工作电压是指电池有电流通过(闭路)的端电压。
 
在电池放电初始的工作电压称为初始电压,电池在接通负载后,由于欧姆电阻和极化过电位的存在,电池的工作电压低于开路电压。
 
数据中心机房中铅酸蓄电池的优缺点:
 
铅酸蓄电池作为存储电能的装置,它具有电动势能高、充放电可逆性好、使用温度范围广、原材料丰富廉价等特点,获得了广泛的应用,尽管铅酸蓄电池具有这些优点,但是在数据中心里,大规模的铅酸蓄电池应用也暴露出了其缺点,其重量造成的机房承重问题、维修要求高、相对寿命短、并且还富含毒性。

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