霍克蓄電池是裝有密封氣閥的密封鉛酸電池,在正常充放電運行狀態(tài)處于密封,電解液不泄漏,也不排放氣體,不需要定期加水、加酸等維護。按透氣(O2)介質(zhì)可分為貧液式和膠體式。閥控電池與其他鉛酸電池的化學(xué)過程一樣,放電過程是負極氧化,正極還原;充電是負極還原,正極氧化過程。電極反應(yīng)式分別如下:
　　負極:Pb + H2SO4 = PbSO4 + 2H + + 2e
　　正極:PbO2 + H2SO4 +2H+ + 2e = PbSO4 + 2H2O
　　在充電的最終階段,在正極板上被電解的水產(chǎn)生的O2在負極板上還原成水,沒有水的損失,所以可以做成密封結(jié)構(gòu)。
　　霍克蓄電池由電極板、隔板(透氣材料)、電解液、外殼、安全閥的部件構(gòu)成。
　　1、霍克蓄電池極板
　　極板是在板柵上敷涂由活性物質(zhì)和添加劑制造的鈣劑,經(jīng)過固化、化成等手續(xù)處理而制成。目前常用的正極板材料有以下幾種:
　　—鉛鈣合金:鉛中加入0.06%~0.1%的鈣合成,主要用于大部分時間都在浮沖的電池,它的循環(huán)壽命較短,80%深度放電約500次,20%深度放電約2000次,而且這種材料夫是不均勻,容易發(fā)胖增長,導(dǎo)致電池外殼膨脹;
　　—鉛錫合金:采用這種材料產(chǎn)生氣體較少,發(fā)脹率低,極板腐蝕均勻;
　　—鉛錫銀合金:主要特點同鉛錫合金類似,但具備更好的大電流放電特性;
　　—鉛銀合金:主要特點同鉛錫銀合金類似,在大放電電流時具有更長的放電按時間和更好的特性;
　　—MFX合金:主要特點同鉛錫合金類似,并且浮沖壽命長,電池發(fā)熱量小。
　　2、霍克蓄電池隔板
　　隔板的作用是防止正負極短路,讓導(dǎo)電離子暢通,同時要讓氧氣能順利透過,隔板也是酸液存儲器,使電解液大部分被均勻的吸引在隔板中,并在干態(tài)和濕態(tài)條件下保持彈性,如果出現(xiàn)彈性消失,就會影響與極板間的接觸,使電池內(nèi)阻增大,出現(xiàn)放電容量不足。
　　3、霍克蓄電池安全閥
　　安全閥的作用如下:
　　正常浮充時利用安全閥的排氣孔逸散微量氣體,防止電池氣體聚集;電池在過充時或其他原因?qū)е庐a(chǎn)生氣體超過安全閥開啟壓力時,打開閥門,及時排出氣體;減壓后自動關(guān)閉閥門,防止空氣進入電池內(nèi)部,以免加速電池的自放電。
　　4、霍克蓄電池槽、蓋
　　鉛酸蓄電池槽、蓋是鉛酸蓄電池的主要部件,其中槽體主要是用于盛裝正、負極板群和電解液的容器,而蓋體的主要作用是防止雜物進行蓄電池內(nèi)部及防止電解液濺漏和排氣,槽蓋應(yīng)具有良好的絕緣性能、機械強度和防腐、防酸、耐溫性。
　　5、霍克蓄電池電解液
　　霍克蓄電池用電解液是由硫酸與去離子水或蒸餾水配制而成的稀硫酸溶液,其在鉛酸蓄電池中的作用是:參加電化反應(yīng);溶液正、負離子的傳導(dǎo)體。
　　二、 霍克蓄電池的主要技術(shù)指標和特性曲線
　霍克蓄電池技術(shù)指標很多,現(xiàn)將主要指標和特性曲線介紹如下:
　　1、霍克蓄電池額定容量
　　額定容量是指蓄電池的基準值,小時率容量是指Nh率在額定容量的數(shù)值,以CN表示(N為放電小時數(shù)),我國電力系統(tǒng)用10h放電率放電容量,以C10表示。
　　按照GB/T13337.2國家標準,在25℃的環(huán)境下,蓄電池的容量為:
　　—10h率放電容量為C10;
　　—3h率放電容量為C3,C3=0.75C10;
　　—1h率放電容量為C1,C1=0.55C10
　　電池容量會隨溫度變化而改變,根據(jù)電化學(xué)原理:溫度每上升10℃,壽命縮短50%,放電容量會因溫度上升而增加,兩種溫度換算關(guān)系如下:
　　Ce = Ct / 1+K(t-25)
　　K—0.006/℃ 10小時率
　　—0.008/℃ 3小時率
　　—0.010/℃ 1小時率
　　Ce—25℃下的容量
　　Ct— t℃下的容量
　　2、充電電壓
　　霍克蓄電池在環(huán)境溫度為25℃條件下,按運行方式不同,分為浮充和均充兩種。浮充電壓:單體為2.23～2.27V,均充電壓:單體為2.3～2.4V。充電電壓應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度改變作相應(yīng)變化,當(dāng)溫度上升1℃,單個電池充電電壓應(yīng)下降0.0055V,反之則上升0.0055V。
　　3、終止電壓
　　閥控電池在Nh放電率放電末期的最低電壓為:
　　—10h率終止電壓為1.8V;
　　—3h率終止電壓為1.8V;
　　—1h率終止電壓為1.75V。
　　4、電池壽命
　　霍克蓄電池壽命是受溫度、浮充電壓、充電性能等多因素影響,如電池質(zhì)量沒有問題、充電機也正常,則溫度和浮充電壓會對電池壽命造成很大影響,溫度每上升10℃,腐蝕加速一倍,壽命縮短一半,單體充電電壓每高出50mV,壽命也縮短一半。
　　4、浮充電壓 2.21V
　　2.23V
　　2.25V
　　2.27V
　　2.30V
　　三、霍克蓄電池的選擇和安裝、運行及維護
　　1、安裝
　　霍克蓄電池使用壽命與環(huán)境溫度密切相關(guān),因此應(yīng)安裝在具備完善的通風(fēng)設(shè)施的室內(nèi),在安裝時還應(yīng)注意下面幾個問題:
　　—扭緊端子螺絲時力度應(yīng)大小合適,最好采用11.3N.m的扭力扳手,否則,力太小造成電阻增大,力太大可能對電池密封造成傷害,使電池漏液、漏氣;
　　—貧液電池在安裝是最好采用橫放式,因為鉛酸電池電解液在運行一段時間后要分層(上下比重、濃度不一樣),造成極板腐蝕不均,使電池容量變小。因此電池橫放時高度較低,更有利于電池運行;
　　—變電所蓄電池都由很多的單體電池連接而成,因此蓄電池連接條的壓降是很重要的,一般測量在一小時放電電流時兩只電池間的連接壓降,勇0.5級直流電壓表在電池極柱根部測量應(yīng)小于10mV;
　　—在安裝適應(yīng)預(yù)留維護空間;
　　—在安裝時應(yīng)考慮樓面的承重條件。
　　2、霍克蓄電池運行及維護
　　霍克蓄電池在正常運行維護中主要應(yīng)監(jiān)視端電壓值、單體電池電壓平衡性、運行溫度、電池充放電及電池外觀等。
　　2、1霍克蓄電池平衡性檢查
　　較多數(shù)目的蓄電池串聯(lián)使用容易存在電壓不均衡的現(xiàn)象,電壓長期不均衡就易產(chǎn)生落后電池,落后電池如果充電不完全,在以后的放電中放電深度會進一步加重,在充電后就更加落后。這樣,充放電次數(shù)越多,不均衡就越突出,致使落后電池失效。
　　電池浮充三個月后用0.5級直流表或三位半數(shù)值表在電池根部測各個單體電池端電壓,任兩只電池間電壓差不大于100mV(±50mV);或在25℃時,對充滿電的電池靜置24h,用0.5級直流電壓表測電池根部的開路電壓,最高與最低間不高于20mV。
　　當(dāng)發(fā)現(xiàn)電池不平衡時應(yīng)用均充電解決。
　　同時應(yīng)注意溫度會造成電池的不平衡,如圖2所示:
　　當(dāng)T1 – T2≥3℃時,將可能造成不平衡。
　　

2、2霍克蓄電池外觀檢查
　　電池外觀主要檢查極柱、殼蓋等處是否有漏夜,外殼是否有膨脹,電池附近是否有黃色的硫酸粉殘渣,安全閥能否正常開啟等。
　　2、3充放電
　　閥控電池一般情況下不需要均充,但在下列情況下就必須進行均充:
　　—長期儲存后,因為長期儲存的蓄電池負極將形成一種粗大的、難以接受充電的PbSO4結(jié)晶,此現(xiàn)象稱為不可逆硫酸鹽化,會引起蓄電池過早失效。電池自放電特性曲線如圖3
　　從曲線可以看出,電池存放6個月后,容量就下降到80%,因此電池不宜長期保存,長期保存后重新利用要進行均充;
　　—每次深度放電后,應(yīng)在短時間內(nèi)急速回充;
　　—單體電池不平衡,最大最小超過0.1V;
　　—在25℃時一組電池里有個別電池電壓低于2.18V;
　　—作額定容量測試時,需均充72h。
　　電池正常運行中均以浮充方式,浮充電壓一般控制在(2.23～2.27)V×n,浮充電流一般控制在(1～3)mA / Ah,電壓選擇過低時,個別電池會由于長期充電不足造成浮充鈍化而失效,電壓過高,則氣體溢出量增加,氣體再化合效率低
　　定期放電測試,安裝3年后每年測一次;5分鐘放電測試可每半年或每季度測一次。這樣有兩個好處:①可對蓄電池的容量進行檢測,評估蓄電池的容量;②可以消除硫酸鹽化。放電方式有兩種,一種是負載直接放電(負載較大時采用),即切斷外電源,直接用蓄電池供電放出全部容量的70%;另一種是假負載放電
　　2、4溫度檢查
　　溫度過高,化學(xué)反應(yīng)加速,鉛、酸的相互作用加強,容易產(chǎn)生硫酸化,降低使用壽命;溫度過低,硫酸粘稠,電子游離速度慢,電極活性差,電池容量下降。10~30℃是較適宜的溫度,根據(jù)實際情況可使用各種手段調(diào)節(jié)溫度。
　　四、 閥控電池的常見故障分析
　　蓄電池主要有以下常見故障:
　　1、失水干枯
　　主要原因在于可能安全閥開閥頻繁或失效,外殼材料水汽滲透率高或殼蓋密封不良等原因造成。
　　2、容量不足
　　鉛蓄電池放電時達不到額定容量或在充放電過程中容量降低一般有以下幾種原因。
　　—極群局部短路;
　　—電池串聯(lián)焊接部位有虛假焊存在。故初期容量尚可,隨著充放電過程,假焊部位產(chǎn)生氧化膜雖可導(dǎo)電,但效果不佳;
　　—極板腐蝕。因質(zhì)量問題導(dǎo)致板柵腐蝕極板斷裂或板柵材料自放電大,浮充電壓高,過充電導(dǎo)致活性物質(zhì)脫落,電解液密度過高,溫度過高導(dǎo)致正極板氧化腐蝕加劇;
　　—極板硫酸化。—容量放電時電流偏大,造成過放電,或浮充電壓低,充電不足,電解液密度偏高、電解液不純或電解液液面高度不夠;
　　—玻璃棉失去彈性;
　　—放電時,電解液溫度過低;
　　—電池活化期不足。
　　3、電壓異常
　　鉛蓄電池在充放電過程中電壓異常特征有以下幾個方面:
　　—開路電壓低或充放電時電壓均低;
　　—放電時電壓迅速下降到終止電壓停止放電后很快恢復(fù)較高的電壓;
　　—充電時電壓上升很快很高,停止充電時,電壓下降的過低過快;
　　—放電時電壓出現(xiàn)負值;
　　—充電時電壓上升且電壓偏低。
　　造成電壓異?，F(xiàn)象一般有以下幾方面原因:
　　—內(nèi)部短路、反極;
　　—極板硫酸化,極板腐蝕斷裂,活性物質(zhì)脫落;
　　—電解液密度低或高;
　　—連接處接觸不良;
　　—負極板收縮純化;
　　—過量放電,充電不足,自放電大。
　　4、熱失控
　　熱失控是在恒電壓充電期間發(fā)生的一種臨界狀態(tài)。此時,蓄電池的電流及溫度發(fā)生一種累積的互相增強的作用,并逐漸增強導(dǎo)致蓄電池的損壞。一般有以下兩個原因:①過充電;②溫度過高。

霍克蓄電池的結(jié)構(gòu)特點
　　為了提高霍克蓄電池的使用壽命，改善其使用性能，霍克蓄電池的正極板柵架一般采用鉛鈣合金或低銻合金制造，而負極板柵架均用鉛鈣合金制造。為減小極板短路和活性物質(zhì)脫落，其隔板大多采用超細玻璃纖維棉制作，或?qū)⑵湔龢O板裝在袋式隔板內(nèi)。
　　為了防止氧氣、氫氣垂直上溢，減小水分損失和活性物質(zhì)脫落，極板組多采用緊裝結(jié)構(gòu)。為了縮短連接條的長度，減小內(nèi)阻，提高霍克蓄電池啟動性能，各單格極板組之間采用穿壁式接法，露在密封式殼體外面的只有正、負極樁。
　　為了更有效地避免水分損失，在殼體上部通氣孔設(shè)有安全裝置-收集水蒸氣和硫酸蒸氣的集氣室，待其冷卻后變成液體重新流回電解液內(nèi)。通氣孔中裝有催化劑把，可使氫氣與氧氣合成為水蒸氣，冷卻后再返回電解液內(nèi)。
　　為了便于檢查電解液密度，了解存電情況，在其內(nèi)部設(shè)有溫度補償式密度計。密度計的指示器可用不同顏色指示蓄電池的存電情況和電解液液面高幾低。電解液密度正常時，指示器顯示綠色，表示蓄電池電充足;指示器顯示深綠色，表示電解液密度低于標準值，應(yīng)進行補充充電;指示器顯示黃色，表示電解液液面過低，需添加蒸餾水。
　　此外，為防止雜質(zhì)侵入和水分蒸發(fā)，采用了除極樁外露的全封閉式外殼口為有效防止外來火花造成危害，在其內(nèi)部還裝有火花捕捉器。
　　霍克蓄電池的工作原理與普通鉛蓄電池相同。放電時，正極板上的二氧化鉛和負極板上的海綿狀鉛與電解液內(nèi)的硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和水，硫酸鉛沉淀在正負極板上，而水則留在電解液內(nèi);充電時，正負極板上的硫酸鉛又分別還原成二氧化鉛和海綿狀鉛。
　　免維護蓄電池由于其負極板上的硫酸鉛含量比 正極板上多，因此，充足電時正極板的硫酸鉛全部 轉(zhuǎn)變成了二氧化鉛，而負極板上的硫酸鉛用來產(chǎn)生氧氣，并使多余的硫酸鉛轉(zhuǎn)變成海綿狀鉛。同時，在正極板上所產(chǎn)生的氧氣也不會外逸，而是迅速與負極板上的活性物質(zhì)(海綿狀鉛)發(fā)生反應(yīng)生成二氧化鉛，再與電解液中的硫酸反應(yīng)變成硫酸鉛和水。因此，從理論上講，免維護蓄電池即使被過充電時其電解液中的水也不會散失。

　　二、霍克蓄電池的使用維護
　　1.霍克蓄電池在使用時，要經(jīng)常保持其外部的清潔。
　　2.使用中，應(yīng)經(jīng)常查看內(nèi)裝電解液密度計指示器的顏色。當(dāng)電解液密度計指示器顯示黑色時，應(yīng)將蓄電池從汽車上取下來進行補充充電;當(dāng)電解液密度計指示器顯示黃色時，應(yīng)檢查蓄電他外殼有無破損和裂紋，電解液是否外漏。同時在更換蓄電池或添加電解液之前應(yīng)注意檢查充電電路有無故障。
3.當(dāng)觀察到電解液密度計指示器的顏色變成黑色時，應(yīng)及時進行補充充電，其充電步驟如下：
　　(1)把霍克蓄電池和充電機之間的電路接好。
　　(2)將充電機電壓調(diào)到14.4 V，電流調(diào)到最大值，開始充電。在充電過程過中經(jīng)常查看蓄電池有無溢漏、冒氣或溫度高于45℃的現(xiàn)象。若有上述現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)停止充電，查找原因，并予排除。
　　(3)每隔1h查看一下電解液密度計指示器，若出現(xiàn)綠色則充電完成，然后進行負荷試驗。
　　4.霍克蓄電池的負荷試驗
　　試驗需采用碳堆儀進行(或放電計進行)，負荷試驗值在蓄電池電氣性能標簽中，試驗步驟如下。
　　1.將霍克蓄電池兩極樁分別接到碳堆儀的碳樁上，加300 A的負荷電流15s。
　　2.關(guān)掉負荷，停留15s以待電壓恢復(fù)。
　　3.將碳堆儀上的負荷設(shè)定在蓄電池標簽上所規(guī)定的負荷試驗值。
　　4.接通負荷試驗15s，讀出蓄電池的電壓值(對于12V的蓄電池，若讀數(shù)是9.6 V說明蓄電池良好但充電不足;若讀數(shù)是11.6V～10.6V電足;若迅速下降，說明蓄電池損壞)，然后卸掉負荷。
　　5.把試驗時讀出的蓄電池電壓值與其要求進行比較，若低于最低標準，應(yīng)更換蓄電池。