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蓄电池应用安全

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Update time:2024-09-17

蓄电池在现代社会中有着广泛的应用,从汽车启动电源到可再生能源存储系统,从移动电子设备到工业备用电源等。然而,蓄电池的不当使用可能会带来诸多安全风险,因此,深入了解蓄电池应用安全至关重要。

 

蓄电池的类型及特性

 

铅酸蓄电池

这是一种传统且广泛使用的蓄电池类型。其主要由正极板(二氧化铅)、负极板(海绵状铅)和硫酸电解液组成。

 

优点是技术成熟、成本低、可靠性高。但铅酸蓄电池重量较大,能量密度相对较低。

 

在充电过程中,会产生氢气和氧气,如果通风不良,氢气积累可能引发爆炸危险。

 

锂离子蓄电池

具有高能量密度、轻便、自放电率低等优点,广泛应用于移动电子设备和电动汽车等领域。

但是,锂离子电池对温度、过充和过放比较敏感。如果电池内部短路或者散热不良,可能会引发热失控,导致电池鼓包、燃烧甚至爆炸。

 

镍氢蓄电池

能量密度比铅酸电池高,环保性能较好,常用于小型电子设备。

其在高温环境下性能可能下降,并且过充时也可能产生安全隐患,如电池漏液、发热等。

 

 

蓄电池应用中的安全风险

 

电气安全风险

当蓄电池的正负极直接接触时会发生短路。这可能是由于电池安装不当、电池外部线路破损或者电池内部极板之间的绝缘损坏造成的。短路会导致瞬间大电流通过电池和线路,产生大量热量,可能损坏电池,甚至引发火灾。

 

过充和过放

过充是指对蓄电池充电超过其额定容量。对于铅酸电池,过充会加速电池失水、极板硫化,降低电池寿命,并且产生过多的氢气和氧气,增加爆炸风险。对于锂离子电池,过充可能导致电池内部结构损坏,引发热失控。

 

过放则是电池放电超过其允许的最低电量。过放会导致电池极板不可逆的损坏,降低电池性能和寿命,在某些情况下也可能引发安全问题。

 

化学安全风险

电解液泄漏:

蓄电池的电解液通常具有腐蚀性。铅酸电池的硫酸电解液如果泄漏,会腐蚀周围的设备和设施,并且对人体皮肤和眼睛造成伤害。锂离子电池的有机电解液如果泄漏,在高温或遇到火源时可能燃烧。

 

电池内部化学反应失控:

在异常情况下,如电池内部短路或者过热,电池内部的化学反应可能会失控。例如,锂离子电池的热失控过程中,会释放出大量的热量、可燃气体和烟雾,引发火灾和爆炸危险。

 

热安全风险:

过热.蓄电池在充电、放电或者高负载运行时会产生热量。如果散热条件不好,热量积累会导致电池温度升高。高温会加速电池的老化过程,降低电池性能,对于锂离子电池等对温度敏感的电池,还可能引发热失控。

 

蓄电池应用安全措施

 

正确的安装与维护

安装:

在安装蓄电池时,要确保电池连接牢固,正负极连接正确,并且要使用合适的电池架和固定装置,防止电池晃动或倾倒。对于多组电池串联或并联的情况,要严格按照设计要求进行连接,避免短路。

 

安装环境要符合要求,例如铅酸电池的安装场所需要有良好的通风条件,以防止氢气积累。锂离子电池的安装要远离热源,并且要考虑散热设计。

 

2维护:

定期对蓄电池进行检查,包括电池外观是否有鼓包、漏液现象,电池连接线是否松动等。对于铅酸电池,要定期检查电解液的液位和比重,必要时进行补充和调整。对于锂离子电池,要关注电池管理系统(BMS)的工作状态,确保其能够正常监测和控制电池的充放电过程。

 

充放电管理

充电:

使用合适的充电器对蓄电池进行充电,充电器的参数要与电池的规格相匹配。对于铅酸电池,要控制充电电压和电流,避免过充。现代的铅酸电池充电器通常采用多阶段充电方式,如恒流充电、恒压充电和浮充等,以提高充电效率和延长电池寿命。

对于锂离子电池,必须使用带有 BMS 的充电器,BMS 能够防止电池过充、过放、短路等异常情况。同时,要按照电池的充电曲线进行充电,避免在高温或低温环境下快速充电。

 

放电:

在使用蓄电池放电时,要避免过放。对于一些设备中的电池,要设置合适的放电截止电压。例如,锂离子电池的放电截止电压一般为每个单体电池 2.5 - 3.0V 左右,如果低于这个电压继续放电,可能会对电池造成不可逆的损伤。

 

安全防护设备与应急措施


安全防护设备

在蓄电池使用场所,要配备必要的安全防护设备,如通风设备、防酸手套、护目镜等。对于大型蓄电池组,如数据中心的备用电源系统,还可以安装氢气监测报警器,以便及时发现氢气泄漏情况。


应急措施

制定应急预案,一旦发生蓄电池安全事故,能够及时采取措施。例如,在发生火灾时,要使用合适的灭火器材,对于锂离子电池火灾,不能使用水灭火,而应使用干粉灭火器或者专用的锂电池灭火设备。同时,要对相关人员进行安全培训,提高他们的应急处理能力。

  

蓄电池在各个领域的应用日益广泛,为我们的生产生活带来了极大的便利。然而,其应用安全问题不容忽视。通过深入了解不同类型蓄电池的特性,识别应用中的安全风险,并采取有效的安全措施,包括正确的安装维护、充放电管理以及配备安全防护设备和应急措施等,我们可以最大限度地降低蓄电池应用中的安全隐患,确保其安全可靠地运行。


DOLEDLY美国动持公司致力于为全球提供最为完善ups电源及蓄电池储能系统解决方案,能够充分满足储能及电力行业中各类发电厂、各级变电站、调度和信息中心对于工业蓄电池方案的各种需求,为储能及电力行业的安全稳定运行提供坚实保障。


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