煤矿用特殊型铅酸蓄电池使用维护手册

煤矿用特殊型铅酸蓄电池使用维护手册

1 概述

1.1 应用范围

1.1.1 煤矿用特殊型铅酸蓄电池（以下简称电池）根据中华人民共和国煤炭行业标准MT 658-2011《煤矿用特殊型铅酸蓄电池》研制生产，是供作煤矿电力牵引车辆和与煤矿同级别条件下的其它场所物料搬运设备用防爆电源装置中的直流电源。电池组、电源箱、连接导线（或连接条）及矿用隔爆型连接装置组成煤矿铅酸蓄电池防爆特殊型电源装置，防爆型式为“ExsⅠ”。

1.1.2 海拔高度不超过1200m。

1.1.3 环境温度不超过（-20~ +40）℃。

1.1.4 周围介质中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃。

1.1.5 相对于车辆的垂向、横向和纵向具有频率f为（1~50）Hz的正弦振动，其振幅A不大于：

a)当f为(1~10)Hz时，A=25/f 2单位为毫米(mm)；

b)当f为(10~50)Hz时，A=250/f 2单位为毫米(mm)。

1.1.6 相对于车辆的纵向，具有加速度不大于30m/s2的冲击。

1.1.7 执行标准：MT658-2011《煤矿用特殊型铅酸蓄电池》。

1.2 型号及含义

D□KT

2 电池的结构及特点

2.1 电池主要由正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、特殊排气栓等组成。电池槽与电池盖之间热熔密封。

2.2 电池的正极板设有耐酸绝缘护套，以提高电池的安全性和可靠性。

2.3 电池为双极柱（即两个正极柱与两个负极柱）结构，每个极柱都具有单独承受回路电流的导电性能。

2.4 单体电池组合成电池组时，采用焊接连接，以防止产生火花并减小接触电阻，保证其安全使用及线路畅通。

2.5 为避免电池组短路，凡导电的裸露部位全部用绝缘护套盖严，以保证安全使用。

2.6 电池采用了特殊排气栓，从而大大提高了安全性，改善了工作环境，降低了水的消耗。

3 电池的主要性能

3.1 电池在放电过程中的析氢量不大于0.5ml/Ah·h。

3.2 电池槽具有足够的机械强度，能承受冲击能量不低于7.5J的冲击试验。

3.3 电池的基本参数见表1。

表1

3.4 电池放电开始的电解液初始温度为30℃时，其各小时率的容量见表2。

表2

若放电开始的电解液初始温度不在30℃时，则其实际容量应按下式换算：

C30 =

C t

1+0.006(t-30)

式中：

C30----- 实际容量，单位为安时（Ah）；

C t ----- 初始温度为t℃时的容量，单位为安时（Ah）；t ----- 初始温度，单位为摄氏度（℃）；

0.006----- 温度换算系数。

上式仅适用于电解液的初始温度为（15～40）℃的范围。

3.5 循环耐久能力：按GB/T 7403.1-2008《牵引用铅酸蓄电池》国家标准进行试验时，其循环耐久能力不低于800次。

3.6 干态电池应贮存在干燥、清洁及通风良好的室内，环境温度为（5～40）℃，自出厂之日起最长贮存时间为2年。若超过2年，则其性能有相应降低。

3.7 各小时率（0.5小时率除外）放电电压特性曲线见图1。

4 电池的使用

4.1 使用前的准备

4.2 配制电解液

4.2.1 根据表2中电池完全充电时的电解液密度，按表3规定配制电解液。电解液的技术要求应符合JB/T 10052-2010《铅酸蓄电池用电解液》，硫酸的技术要求应符合HG/T 2692-2007《蓄电池用硫酸》，水的技术要求应符合JB/T 10053-2010《铅酸蓄电池用水》。

表3

表4

表4（续）

4.3 电池的充电

正常使用时，用户可根据情况采用恒流充电(推荐)及智能充电两种方式，但初充电应采用恒流充电。

4.3.1 初充电

4.3.1.1 取下特殊排气栓，将配制好且冷却到30℃以下的电解液注入电池内，灌注后液面高度距离注液口下沿（10～15）mm。静置（3～4）h后，如电池温度低于35℃时即可对电池

4.3.1.2 用直流电压表逐只检查电池的极性，避免造成反充电而损坏电池。

4.3.1.4 经上述准备确认无误后，方可进行初充电。初充电电流参照表5规定。

表5

初充电分两个阶段进行：

第一阶段：充电至电池的端电压普遍升到2.40V；

第二阶段：充电至电解液剧烈冒升气泡，电压与电解液密度稳定（2～3）h不变，具体

电解液密度与液面高度调整：

若电池完全充电后电解液密度低于标准密度时，应取出一部分电解液，注入预先配好的密度1.400g/cm3的硫酸溶液予以调整，并使液面高度符合规定；

若电池完全充电后电解液密度高于标准密度时，应取出一部分电解液，注入水（符合JB/T 10053-2010《铅酸蓄电池用水》）予以调整，并使液面高度符合规定。

电解液温度过高，采取降温措施无效时，也可取下特殊排气栓进行充电。但电池在使用（放电）时，必须戴好特殊排气栓，以保证其安全使用。

4.3.2 正常充电

经初充电正常使用的电池，再进行充电称为“正常充电”。

正常充电采用恒流充电，其充电电流参照表5规定，充电量为上次放电量的1.2倍左右。但新电池前5次的充电量，应为上次放电量的1.5倍左右。

采用智能充电机进行正常充电时，新电池的前5次充电必须根据智能充电机使用说明启动均衡充电功能。

4.3.3 补充充电

4.3.3.1 下列情况下都应进行补充充电

离电池出厂前的最后一次充电间隔时间超过25天（预计装车后时间超过要求时，补充充电需在贮存过程中进行）；

充电后贮存中的电池每隔30天。

4.3.3.2 补充充电方法是用正常充电的第二阶段充电电流对电池进行充电，至电压及电解液密度稳定（2～3）h不变。

4.3.4 均衡充电

4.3.4.1 均衡充电的目的

电池在使用中，由于充电不足、放电后未及时充电等原因，使活性物质得不到及时恢复，发生钝化现象，影响了电池的容量和寿命；对成组使用的电池，还存在电池间状况的差别，长期使用会出现电池间的参数愈来愈不均衡的现象，降低了整组电池的性能。均衡充电可预防电池的硫酸盐化故障，减少电池组的不均衡性。

针对以上情况，应视情况对电池进行均衡充电。若不及时进行均衡充电，将影响电池使用寿命等性能。

4.3.4.2 如有下列情况之一，都应进行均衡充电。

a)放电电压经常降至终止电压以下；

b)放电电流值经常过大；

c)放电后未及时进行充电；

d)电解液混入危害不大的杂质；

e)连续三次充电不足或较长时间未使用；

f)将极群组取出检查或清除沉淀物后；

g)采用恒流充电正常使用的电池每隔两个月、采用智能充电正常使用的电池每隔一个

月。

4.3.4.3 均衡充电的方法

恒流充电：先将电池进行正常充电，待充电完毕，静置1h，再用正常充电第二阶段的电流继续充电，直至产生剧烈气泡时，停充1h。如此反复数次，直至电压、电解液密度稳定，于间歇后再进行充电便立即产生剧烈气泡为止。

智能充电：根据智能充电机使用说明启动均衡充电。

4.3.5 充电测量记录要求

充电前测量记录检查所有电池的电压、电解液密度和温度；充电开始后测量记录检查电池的电压；充电过程中测量记录检查电池的电压间隔时间为4h；在均衡充电中，每只电池的电压、电解液密度及温度，都进行测量并记录，间隔时间为2h；充电结束时测量记录检查电池的电压、电解液密度和温度，并将电解液的密度及液面高度调整到符合规定。

5 电池维护和保养

5.1 电池使用过程中，应避免以下情况的发生：

a)充电不足：长期充电不足，将严重影响电池容量、使用寿命；

b)过充电：过充电会造成电解液中水的大量电解，温度较高，从正极、负极加剧析出的气体使电池正极、负极活性物质结构疏松，降低电池使用寿命；

c)过放电：过放电后在正极、负极生成的硫酸铅层结构较致密，充电时活性物质难以恢复；过放电严重时还可造成个别电池的转极。

5.2 电池使用过程中，会有氢气析出，尤其在充电过程中和充电结束后的一段时间内析出

5.4 电池表面应保持清洁、干燥，应及时清理落在电池外表面、连接导线（或连接条）上的灰尘及测量过程中滴在电池盖上的电解液，以确保电池绝缘性能良好。

5.5 电池使用过程中，为保证特殊排气栓的透气性能，应保持其清洁。如有沾污，可将其取下用清水进行浸泡，清洗干净，晾干后再投入使用。如特殊排气栓损坏，应及时更换。建议定期对特殊排气栓进行清洗，以防止排气栓堵塞。

5.6 电池使用过程中，使用恒流充电的用户每隔两个月应对电池进行一次均衡充电，使用智能充电机的用户每隔一个月应对电池进行一次均衡充电。

5.7 每周不得少于一次测量检查电池的电压、电解液密度及温度，为了全面了解电池组状态，每月进行一次总检查、总测量。总检查的内容为：连接是否紧固、电解液液面、密度是

5.8 在检查及测量电池过程中，严禁踩压、碰撞电池盖、特殊排气栓等电池零部件，以防受损。

6 常见故障检修

电池产生故障的原因很多，除制造质量和运输保管影响以外，使用和维护不当也是主要原因之一。发现故障应及时分析原因，并尽快采取有效措施进行排除。电池常见故障的特征、发生的原因和检修的方法如下：

6.1 电池内部短路

6.1.1 主要特征

内部短路的电池，充电时电压低，放电时容量低，电压下降很快。充电时，电压、电解液密度上升缓慢，充电末期气泡微弱，甚至没有气泡发生；充放电过程中电解液温度高，上升快；自放电严重。

6.1.2 故障原因

造成电池短路的原因主要有：导电物体落入电池内，使正、负极间搭接形成短路；隔板破损，引起正、负极板间接触；极板产生铅绒，堆积在极群两侧或上部板耳处，使正、负极板间搭桥形成短路；极板活性物质脱落过多、沉淀物触及到极板底部，使正、负极板间形成短路等。

6.1.3 处理方法

对于短路的电池，应首先检验有无导电物体落入电池内，如果有，则去除引起短路的导电物。吊出极群，观察是否是铅绒或脱落物质过多形成的短路，如果是，应加以清除并更换新的电解液。如隔板破损，应将极群分离开，仔细找出破损的隔板，抽出换上新的隔板。

6.2 极板不可逆硫酸盐化

6.2.1 主要特征

电池放电容量降低，电解液密度低于规定的正常值；在充电过程中，其初期和终期的电压较正常电池偏高；充电时过早地发生气泡，电解液温度上升的快，易超过50℃；放电时电压下降快，过早地降到终止电压。

6.2.2 故障原因

电池由于经常充电不足、未能及时均衡充电，经常过放电或小电流深放电，长期处于半放电或放电状态中，电解液液面过低、极板上部露出液面等原因，使正、负极板上的部分硫酸铅充电过程中难以转化为活性物质。

6.2.3 处理方法

对已产生极板硫酸盐化的电池，程度轻微者可通过适当的过充电还原，较重者可用小电流充电法，严重者用水疗法进行处理。

为防止硫酸盐化的形成，应按使用维护手册的要求操作，并按时均衡充电，可消除硫酸盐化。

7 电池维修

7.1 更换电解液

a)用钢锯将电池槽热熔处以下20毫米处锯开，取出极群组；

b)测量电解液密度，然后将其倒掉，用自来水将电池槽的沉淀物冲洗干净并擦干；

c)将极群组装入电池槽，锯口处用电池槽同材料的塑料条材做焊条进行焊接；

d)从注液口加入同密度的电解液至高出防护片；

e)进行充电，调整电解液密度及液面。

7.2 更换电池槽

将原电池槽的电解液倒入新电池槽内，其它参照上述更换电解液的a)、c)、d)、e)。将极群组取出检修时，极群组在空气中暴露的时间不宜过长，以减轻负极板的氧化，或者将其放入水（水的技术要求应符合JB/T 10053-2010《铅酸蓄电池用水》）中存放。

在电解液取样化验、更换电解液、更换电池槽、取出极群组检修及清除沉淀物时，都应在5小时率放电后进行。

8 运输、贮存

8.1 电池及备品备件、附件、专用工具应包装在包装箱内，箱与箱之间以及箱与运输工具的接触部位采取加固措施，以防相互碰撞而损坏电池。

8.2 电池由于吊装、长时间运输等原因，电解液液面高度低于标准值，是正常现象。如液面高度过低是由于电解液溅出或水蒸发造成的，应根据具体情况在充电后期或均衡充电过程中添加同密度的电解液或电池用水调整液面高度。

8.3 电池的贮存应符合以下要求：

8.3.1 未充电出厂的电池，应贮存在温度为（5～40）℃、清洁干燥的室内，电池自出厂之日起贮存期为两年，若超过两年，电池初充电时间应适当延长。

8.3.2 对已初充电后出厂的电池，其贮存应符合：

a)贮存在温度为（5～40）℃、清洁、干燥、通风良好的仓库内；

b)落在电池盖上的灰尘及测量过程中滴在电池上的电解液要及时用（5～10）%的苏打水溶液和自来水擦净，保持电池外表面的清洁、干燥；

c)避免阳光直射，远离热源；

d)避免与任何有毒气体及有机溶剂接触；

e)每月用正常充电第二阶段电流对电池进行一次补充充电。

9 产品验收注意事项

9.1 清点电池及配件的规格及数量是否相符。

9.2 逐只检查电池零部件及配件是否有损坏。

9.3 经初充电出厂的电池，检查并记录电池电解液的密度及液面高度是否符合要求。

9.4 电池组应仔细检查电池间的连接是否良好。

9.5 如果发现异常现象，请立即反馈。

10 用户应建立的电池档案

10.1 收到电池的日期。

10.2 电池保存的起止日期及保存条件，如环境温度、相对湿度等。

10.3 电池使用的起始日期。

10.4 电池每次充电的记录，特别是初充电记录不能缺少。

10.5 电池在使用过程中发生的问题及处理方法。

10.6 电池的使用条件：放电电流、放电时间、电解液的温度与密度、环境温度及相对湿度。

11 服务项目

11.1 介绍产品性能和使用方法。

11.2 培训使用操作人员。

11.3 进行充电和维修服务，解决用户使用中出现的质量问题。