霍克蓄电池是装有密封气阀的密封铅酸电池,在正常充放电运行状态处于密封,电解液不泄漏,也不排放气体,不需要定期加水、加酸等维护。按透气(O2)介质可分为贫液式和胶体式。阀控电池与其他铅酸电池的化学过程一样,放电过程是负极氧化,正极还原;充电是负极还原,正极氧化过程。电极反应式分别如下:
　　负极:Pb + H2SO4 = PbSO4 + 2H + + 2e
　　正极:PbO2 + H2SO4 +2H+ + 2e = PbSO4 + 2H2O
　　在充电的最终阶段,在正极板上被电解的水产生的O2在负极板上还原成水,没有水的损失,所以可以做成密封结构。
　　霍克蓄电池由电极板、隔板(透气材料)、电解液、外壳、安全阀的部件构成。
　　1、霍克蓄电池极板
　　极板是在板栅上敷涂由活性物质和添加剂制造的钙剂,经过固化、化成等手续处理而制成。目前常用的正极板材料有以下几种:
　　—铅钙合金:铅中加入0.06%~0.1%的钙合成,主要用于大部分时间都在浮冲的电池,它的循环寿命较短,80%深度放电约500次,20%深度放电约2000次,而且这种材料夫是不均匀,容易发胖增长,导致电池外壳膨胀;
　　—铅锡合金:采用这种材料产生气体较少,发胀率低,极板腐蚀均匀;
　　—铅锡银合金:主要特点同铅锡合金类似,但具备更好的大电流放电特性;
　　—铅银合金:主要特点同铅锡银合金类似,在大放电电流时具有更长的放电按时间和更好的特性;
　　—MFX合金:主要特点同铅锡合金类似,并且浮冲寿命长,电池发热量小。
　　2、霍克蓄电池隔板
　　隔板的作用是防止正负极短路,让导电离子畅通,同时要让氧气能顺利透过,隔板也是酸液存储器,使电解液大部分被均匀的吸引在隔板中,并在干态和湿态条件下保持弹性,如果出现弹性消失,就会影响与极板间的接触,使电池内阻增大,出现放电容量不足。
　　3、霍克蓄电池安全阀
　　安全阀的作用如下:
　　正常浮充时利用安全阀的排气孔逸散微量气体,防止电池气体聚集;电池在过充时或其他原因导致产生气体超过安全阀开启压力时,打开阀门,及时排出气体;减压后自动关闭阀门,防止空气进入电池内部,以免加速电池的自放电。
　　4、霍克蓄电池槽、盖
　　铅酸蓄电池槽、盖是铅酸蓄电池的主要部件,其中槽体主要是用于盛装正、负极板群和电解液的容器,而盖体的主要作用是防止杂物进行蓄电池内部及防止电解液溅漏和排气,槽盖应具有良好的绝缘性能、机械强度和防腐、防酸、耐温性。
　　5、霍克蓄电池电解液
　　霍克蓄电池用电解液是由硫酸与去离子水或蒸馏水配制而成的稀硫酸溶液,其在铅酸蓄电池中的作用是:参加电化反应;溶液正、负离子的传导体。
　　二、 霍克蓄电池的主要技术指标和特性曲线
　霍克蓄电池技术指标很多,现将主要指标和特性曲线介绍如下:
　　1、霍克蓄电池额定容量
　　额定容量是指蓄电池的基准值,小时率容量是指Nh率在额定容量的数值,以CN表示(N为放电小时数),我国电力系统用10h放电率放电容量,以C10表示。
　　按照GB/T13337.2国家标准,在25℃的环境下,蓄电池的容量为:
　　—10h率放电容量为C10;
　　—3h率放电容量为C3,C3=0.75C10;
　　—1h率放电容量为C1,C1=0.55C10
　　电池容量会随温度变化而改变,根据电化学原理:温度每上升10℃,寿命缩短50%,放电容量会因温度上升而增加,两种温度换算关系如下:
　　Ce = Ct / 1+K(t-25)
　　K—0.006/℃ 10小时率
　　—0.008/℃ 3小时率
　　—0.010/℃ 1小时率
　　Ce—25℃下的容量
　　Ct— t℃下的容量
　　2、充电电压
　　霍克蓄电池在环境温度为25℃条件下,按运行方式不同,分为浮充和均充两种。浮充电压:单体为2.23～2.27V,均充电压:单体为2.3～2.4V。充电电压应根据环境温度改变作相应变化,当温度上升1℃,单个电池充电电压应下降0.0055V,反之则上升0.0055V。
　　3、终止电压
　　阀控电池在Nh放电率放电末期的最低电压为:
　　—10h率终止电压为1.8V;
　　—3h率终止电压为1.8V;
　　—1h率终止电压为1.75V。
　　4、电池寿命
　　霍克蓄电池寿命是受温度、浮充电压、充电性能等多因素影响,如电池质量没有问题、充电机也正常,则温度和浮充电压会对电池寿命造成很大影响,温度每上升10℃,腐蚀加速一倍,寿命缩短一半,单体充电电压每高出50mV,寿命也缩短一半。
　　4、浮充电压 2.21V
　　2.23V
　　2.25V
　　2.27V
　　2.30V
　　三、霍克蓄电池的选择和安装、运行及维护
　　1、安装
　　霍克蓄电池使用寿命与环境温度密切相关,因此应安装在具备完善的通风设施的室内,在安装时还应注意下面几个问题:
　　—扭紧端子螺丝时力度应大小合适,最好采用11.3N.m的扭力扳手,否则,力太小造成电阻增大,力太大可能对电池密封造成伤害,使电池漏液、漏气;
　　—贫液电池在安装是最好采用横放式,因为铅酸电池电解液在运行一段时间后要分层(上下比重、浓度不一样),造成极板腐蚀不均,使电池容量变小。因此电池横放时高度较低,更有利于电池运行;
　　—变电所蓄电池都由很多的单体电池连接而成,因此蓄电池连接条的压降是很重要的,一般测量在一小时放电电流时两只电池间的连接压降,勇0.5级直流电压表在电池极柱根部测量应小于10mV;
　　—在安装适应预留维护空间;
　　—在安装时应考虑楼面的承重条件。
　　2、霍克蓄电池运行及维护
　　霍克蓄电池在正常运行维护中主要应监视端电压值、单体电池电压平衡性、运行温度、电池充放电及电池外观等。
　　2、1霍克蓄电池平衡性检查
　　较多数目的蓄电池串联使用容易存在电压不均衡的现象,电压长期不均衡就易产生落后电池,落后电池如果充电不完全,在以后的放电中放电深度会进一步加重,在充电后就更加落后。这样,充放电次数越多,不均衡就越突出,致使落后电池失效。
　　电池浮充三个月后用0.5级直流表或三位半数值表在电池根部测各个单体电池端电压,任两只电池间电压差不大于100mV(±50mV);或在25℃时,对充满电的电池静置24h,用0.5级直流电压表测电池根部的开路电压,最高与最低间不高于20mV。
　　当发现电池不平衡时应用均充电解决。
　　同时应注意温度会造成电池的不平衡,如图2所示:
　　当T1 – T2≥3℃时,将可能造成不平衡。
　　

2、2霍克蓄电池外观检查
　　电池外观主要检查极柱、壳盖等处是否有漏夜,外壳是否有膨胀,电池附近是否有黄色的硫酸粉残渣,安全阀能否正常开启等。
　　2、3充放电
　　阀控电池一般情况下不需要均充,但在下列情况下就必须进行均充:
　　—长期储存后,因为长期储存的蓄电池负极将形成一种粗大的、难以接受充电的PbSO4结晶,此现象称为不可逆硫酸盐化,会引起蓄电池过早失效。电池自放电特性曲线如图3
　　从曲线可以看出,电池存放6个月后,容量就下降到80%,因此电池不宜长期保存,长期保存后重新利用要进行均充;
　　—每次深度放电后,应在短时间内急速回充;
　　—单体电池不平衡,最大最小超过0.1V;
　　—在25℃时一组电池里有个别电池电压低于2.18V;
　　—作额定容量测试时,需均充72h。
　　电池正常运行中均以浮充方式,浮充电压一般控制在(2.23～2.27)V×n,浮充电流一般控制在(1～3)mA / Ah,电压选择过低时,个别电池会由于长期充电不足造成浮充钝化而失效,电压过高,则气体溢出量增加,气体再化合效率低
　　定期放电测试,安装3年后每年测一次;5分钟放电测试可每半年或每季度测一次。这样有两个好处:①可对蓄电池的容量进行检测,评估蓄电池的容量;②可以消除硫酸盐化。放电方式有两种,一种是负载直接放电(负载较大时采用),即切断外电源,直接用蓄电池供电放出全部容量的70%;另一种是假负载放电
　　2、4温度检查
　　温度过高,化学反应加速,铅、酸的相互作用加强,容易产生硫酸化,降低使用寿命;温度过低,硫酸粘稠,电子游离速度慢,电极活性差,电池容量下降。10~30℃是较适宜的温度,根据实际情况可使用各种手段调节温度。
　　四、 阀控电池的常见故障分析
　　蓄电池主要有以下常见故障:
　　1、失水干枯
　　主要原因在于可能安全阀开阀频繁或失效,外壳材料水汽渗透率高或壳盖密封不良等原因造成。
　　2、容量不足
　　铅蓄电池放电时达不到额定容量或在充放电过程中容量降低一般有以下几种原因。
　　—极群局部短路;
　　—电池串联焊接部位有虚假焊存在。故初期容量尚可,随着充放电过程,假焊部位产生氧化膜虽可导电,但效果不佳;
　　—极板腐蚀。因质量问题导致板栅腐蚀极板断裂或板栅材料自放电大,浮充电压高,过充电导致活性物质脱落,电解液密度过高,温度过高导致正极板氧化腐蚀加剧;
　　—极板硫酸化。—容量放电时电流偏大,造成过放电,或浮充电压低,充电不足,电解液密度偏高、电解液不纯或电解液液面高度不够;
　　—玻璃棉失去弹性;
　　—放电时,电解液温度过低;
　　—电池活化期不足。
　　3、电压异常
　　铅蓄电池在充放电过程中电压异常特征有以下几个方面:
　　—开路电压低或充放电时电压均低;
　　—放电时电压迅速下降到终止电压停止放电后很快恢复较高的电压;
　　—充电时电压上升很快很高,停止充电时,电压下降的过低过快;
　　—放电时电压出现负值;
　　—充电时电压上升且电压偏低。
　　造成电压异常现象一般有以下几方面原因:
　　—内部短路、反极;
　　—极板硫酸化,极板腐蚀断裂,活性物质脱落;
　　—电解液密度低或高;
　　—连接处接触不良;
　　—负极板收缩纯化;
　　—过量放电,充电不足,自放电大。
　　4、热失控
　　热失控是在恒电压充电期间发生的一种临界状态。此时,蓄电池的电流及温度发生一种累积的互相增强的作用,并逐渐增强导致蓄电池的损坏。一般有以下两个原因:①过充电;②温度过高。

霍克蓄电池的结构特点
　　为了提高霍克蓄电池的使用寿命，改善其使用性能，霍克蓄电池的正极板栅架一般采用铅钙合金或低锑合金制造，而负极板栅架均用铅钙合金制造。为减小极板短路和活性物质脱落，其隔板大多采用超细玻璃纤维棉制作，或将其正极板装在袋式隔板内。
　　为了防止氧气、氢气垂直上溢，减小水分损失和活性物质脱落，极板组多采用紧装结构。为了缩短连接条的长度，减小内阻，提高霍克蓄电池启动性能，各单格极板组之间采用穿壁式接法，露在密封式壳体外面的只有正、负极桩。
　　为了更有效地避免水分损失，在壳体上部通气孔设有安全装置-收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室，待其冷却后变成液体重新流回电解液内。通气孔中装有催化剂把，可使氢气与氧气合成为水蒸气，冷却后再返回电解液内。
　　为了便于检查电解液密度，了解存电情况，在其内部设有温度补偿式密度计。密度计的指示器可用不同颜色指示蓄电池的存电情况和电解液液面高几低。电解液密度正常时，指示器显示绿色，表示蓄电池电充足;指示器显示深绿色，表示电解液密度低于标准值，应进行补充充电;指示器显示黄色，表示电解液液面过低，需添加蒸馏水。
　　此外，为防止杂质侵入和水分蒸发，采用了除极桩外露的全封闭式外壳口为有效防止外来火花造成危害，在其内部还装有火花捕捉器。
　　霍克蓄电池的工作原理与普通铅蓄电池相同。放电时，正极板上的二氧化铅和负极板上的海绵状铅与电解液内的硫酸反应生成硫酸铅和水，硫酸铅沉淀在正负极板上，而水则留在电解液内;充电时，正负极板上的硫酸铅又分别还原成二氧化铅和海绵状铅。
　　免维护蓄电池由于其负极板上的硫酸铅含量比 正极板上多，因此，充足电时正极板的硫酸铅全部 转变成了二氧化铅，而负极板上的硫酸铅用来产生氧气，并使多余的硫酸铅转变成海绵状铅。同时，在正极板上所产生的氧气也不会外逸，而是迅速与负极板上的活性物质(海绵状铅)发生反应生成二氧化铅，再与电解液中的硫酸反应变成硫酸铅和水。因此，从理论上讲，免维护蓄电池即使被过充电时其电解液中的水也不会散失。

　　二、霍克蓄电池的使用维护
　　1.霍克蓄电池在使用时，要经常保持其外部的清洁。
　　2.使用中，应经常查看内装电解液密度计指示器的颜色。当电解液密度计指示器显示黑色时，应将蓄电池从汽车上取下来进行补充充电;当电解液密度计指示器显示黄色时，应检查蓄电他外壳有无破损和裂纹，电解液是否外漏。同时在更换蓄电池或添加电解液之前应注意检查充电电路有无故障。
3.当观察到电解液密度计指示器的颜色变成黑色时，应及时进行补充充电，其充电步骤如下：
　　(1)把霍克蓄电池和充电机之间的电路接好。
　　(2)将充电机电压调到14.4 V，电流调到最大值，开始充电。在充电过程过中经常查看蓄电池有无溢漏、冒气或温度高于45℃的现象。若有上述现象出现，应停止充电，查找原因，并予排除。
　　(3)每隔1h查看一下电解液密度计指示器，若出现绿色则充电完成，然后进行负荷试验。
　　4.霍克蓄电池的负荷试验
　　试验需采用碳堆仪进行(或放电计进行)，负荷试验值在蓄电池电气性能标签中，试验步骤如下。
　　1.将霍克蓄电池两极桩分别接到碳堆仪的碳桩上，加300 A的负荷电流15s。
　　2.关掉负荷，停留15s以待电压恢复。
　　3.将碳堆仪上的负荷设定在蓄电池标签上所规定的负荷试验值。
　　4.接通负荷试验15s，读出蓄电池的电压值(对于12V的蓄电池，若读数是9.6 V说明蓄电池良好但充电不足;若读数是11.6V～10.6V电足;若迅速下降，说明蓄电池损坏)，然后卸掉负荷。
　　5.把试验时读出的蓄电池电压值与其要求进行比较，若低于最低标准，应更换蓄电池。