鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1508次 | 2021年04月13日
機(jī)房UPS蓄電池優(yōu)缺點(diǎn)是什么?種類有什么?
站長關(guān)于機(jī)房備用電源UPS的重要性,應(yīng)該了如指掌,香港機(jī)房的冗余設(shè)備還是有必要,畢竟有備無患是有實(shí)力機(jī)房的行為宗旨。但是雖然機(jī)房UPS主機(jī)的性能很重要,也不能忽略了對(duì)機(jī)房UPS蓄電池的選擇,因?yàn)樾铍姵睾蚒PS是配套使用的。那么UPS蓄電池有什么種類嗎?各自的優(yōu)缺點(diǎn)又有什么?
IDC機(jī)房蓄電池
蓄電池是UPS系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分,它的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)UPS系統(tǒng)的可靠程度,然而蓄電池卻又是整個(gè)UPS系統(tǒng)中平均無故障時(shí)間(MTBF)最短的一種器件。假如用戶能夠正確使用和維護(hù),就能夠延長其使用壽命,反之其使用壽命會(huì)大大縮短。
蓄電池的種類一般可分為閥控式密封鉛酸蓄電池、膠體電池等。UPS要求所選用的蓄電池必須具有在短時(shí)間內(nèi)輸出大電流的特性。目前,在線運(yùn)行的蓄電池基本上是這兩種,不屬于鉛酸蓄電池。
機(jī)房UPS蓄電池
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1、閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)
因其體積較小、密封性能好、絕少維護(hù)而被廣泛應(yīng)用于各類UPS電源中。VRLA防止電池內(nèi)部電解液流動(dòng)有兩種技術(shù)方法:一種是將硫酸電解液與SiO2,膠體混合后充滿電池內(nèi)部,制成膠體電池(簡稱GEL)。這類產(chǎn)品產(chǎn)量較低,約占VRLA電池總量的15%!。(MISSING)另一種是利用超細(xì)玻璃棉將電解液不飽和地吸附住,制成吸液式電池或貧液式電池(簡稱AGM)。由于后者具有較好的大電流放電性能,在UPS系統(tǒng)中較多采用,國內(nèi)廠家也大多生產(chǎn)AGM蓄電池。
2、膠體電池
膠體電池屬于鉛酸蓄電池的一種發(fā)展分類,最簡單的做法,是在硫酸中添加膠凝劑,使硫酸電液變?yōu)槟z態(tài)。電液呈膠態(tài)的電池通常稱之為膠體電池。廣義而言,膠體電池與常規(guī)鉛酸電池的差別不僅僅在于電液改為膠凝狀。例如非凝固態(tài)的水性膠體,從電化學(xué)分類結(jié)構(gòu)和特性看同屬膠體電池。又如在板柵中結(jié)附高分子材料,俗稱陶瓷板柵,亦可視作膠體電池的應(yīng)用特色。近期已有實(shí)驗(yàn)室在極板配方中添加一種靶向偶聯(lián)劑,大大提高了極板活性物質(zhì)的反應(yīng)利用率,據(jù)非公開資料表明可達(dá)到70wh/kg的重量比能量水平,這些都是現(xiàn)階段工業(yè)實(shí)踐及有待工業(yè)化的膠體電池的應(yīng)用范例。膠體電池與常規(guī)鉛酸電池的差別,從最初理解的電解質(zhì)膠凝,進(jìn)一步發(fā)展至電解質(zhì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的電化學(xué)特性研究,以及在板柵和活性物質(zhì)中的應(yīng)用推廣。其最重要的特點(diǎn)為:用較小的工業(yè)代價(jià),沿已有150年歷史的鉛酸電池工業(yè)路子制造出更優(yōu)質(zhì)的電池,其放電曲線平直,拐點(diǎn)高,比能量特別是比功率要比常規(guī)鉛酸電池大20%!以(MISSING)上,壽命一般也比常規(guī)鉛酸電池長一倍左右,高溫及低溫特性要好得多。不論是采用玻璃纖維隔膜的閥控式密封蓄電池(以下簡稱AGM密封蓄電池)還是采用膠體電解液的閥控式密封蓄電池(以下簡稱膠體密封蓄電池),它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的。
電池充電時(shí),正極會(huì)析出氧氣,負(fù)極會(huì)析出氫氣。正極析氧是在正極充電量達(dá)到70%時(shí)就開始了。析出的氧到達(dá)負(fù)極,跟負(fù)極起下述反應(yīng),達(dá)到陰極吸收的目的。負(fù)極析氫則要在充電到90%時(shí)開始,再加上氧在負(fù)極上的還原用途及負(fù)極本身氫過電位的提高,從而防止了大量析氫反應(yīng)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
對(duì)AGM密封蓄電池而言,AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液,但必須使10%的隔膜孔隙中不進(jìn)入電解液。正極生成的氧就是通過這部分孔隙到達(dá)負(fù)極而被負(fù)極吸收的。
對(duì)膠體密封蓄電池而言,電池內(nèi)的硅凝膠是以SiQ質(zhì)點(diǎn)作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后,骨架要進(jìn)一步收縮,使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負(fù)極板之間,給正極析出的氧供應(yīng)了到達(dá)負(fù)極的通道。
由此看出,兩種電池的密封工作原理是相同的,其差別就在于電解液的固定方式和供應(yīng)氧氣到達(dá)負(fù)極通道的方式有所不同。
三、電池結(jié)構(gòu)和工藝上的重要差異
AGM密封蓄電池使用純的硫酸水溶液作電解液,其密度為1.291.3lg/cm3。除了極板內(nèi)部吸有一部分電解液外,其大部分存在于玻璃纖維膜之中。為了給正極析出的氧供應(yīng)向負(fù)極的通道,必須使隔膜保持有10%的孔隙不被電解液占有,即貧液式設(shè)計(jì)。為了使極板充分接觸電解液,極群采用緊裝配的方式。
另外,為了保證電池有足夠的壽命,極板應(yīng)設(shè)計(jì)得較厚,正板柵合金采用Pb’-q2w-Srr--A1四元合金。
膠體密封蓄電池的電解液是由硅溶膠和硫酸配成的,硫酸溶液的濃度比AGM式電池要低,通常為1.26~1.28g/cm3。電解液的量比AGM式電池要多20%,跟富液式電池相當(dāng)。這種電解質(zhì)以膠體狀態(tài)存在,充滿在隔膜中及正負(fù)極之間,硫酸電解液由凝膠包圍著,不會(huì)流出電池。
由于這種電池采用的是富液式非緊裝配結(jié)構(gòu),正極板柵材料可以采用低銻合金,也可以采用管狀電池正極板。同時(shí),為了提高電池容量而又不減少電池壽命,極板可以做得薄一些。電池槽內(nèi)部空間也可以擴(kuò)大一些。
四、電池放電容量
初期的膠體蓄電池的放電容量只有富液式電池的80%左右,這是由于使用性能較差的膠體電解液直接灌入未加改動(dòng)的富液式電池之中,電池的內(nèi)阻較大,電解質(zhì)中離子遷移困難引起的。
近來的研究工作表明,改進(jìn)膠體電解液配方,控制膠粒大小,摻人親水性高分子添加劑,降低膠液濃度提高滲透性和對(duì)極板的親合力,采用真空灌裝工藝,用復(fù)合隔板或AGM隔板取代橡膠隔板,提高電池吸液性;取消電池的沉淀槽,適度增大極板面積活性物質(zhì)的含量,結(jié)果可使膠體密封電池的放電容量達(dá)到或接近開口式蓄電池的水平。
AGM式密封蓄電池電解液量少,極板的厚度較厚,活性物質(zhì)利用率低于開口式電池,因而電池的放電容量比開口式電池要低10%左右。與當(dāng)今的膠體密封電池相比,其放電容量要小一些。
五、電池內(nèi)阻及大電流放電能力
蓄電池的內(nèi)阻是由歐姆內(nèi)阻、濃差極化內(nèi)阻、電化學(xué)極化內(nèi)阻組成的。前者包括極板、鉛零件、電解液、隔極電阻。AGM密封蓄電池所用的玻璃纖維隔板具有90%的孔率,硫酸吸附其內(nèi),且電池采用緊裝配形式,離子在隔板內(nèi)擴(kuò)散和電遷移受到的阻礙很小,所以AGM密封蓄電池具有低內(nèi)阻特性,大電流快速放電能力很強(qiáng)。