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电池常识

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锂电池的使用及注意事项

        摘 要:随着无线随钻仪器的普及,锂电池的应用越来越广泛。锂电池作为一种电池,使用过程存在一定的安全隐患及危险。本文将介绍锂电池的一些常识及其安全使用,对锂电池的使用有一定的借鉴作用。

        关键词:锂电池;电池存储

        1 MWD锂电池使用常识

        1.1 MWD锂电池基本常识

        MWD无线随钻系统的供电电池是工业级标准的高能长寿命锂电池组,锂电池的电压不能与锰电池或碱电池进行比较,因此,不能将各种具有不同类型、不同模式或不同化学成分的电池混用。

        在一段时间的存储或不使用的情况下,锂电池会产生“钝化”现象,在锂电池阴极上会覆有一层氧化层,这样有利于减弱电池单元性能退化能力,但当要在现场使用电池时,必须去除这层钝化膜,即通常所做的电池加载。在使用时,各个电池单元会有轻微的膨胀,这取决于负载和其周围的最高环境温度。锂电池不能短路、再充电、过度放电、刺破、压碎或放置在温度超过150度的环境中,否则可能引起爆炸。

        1.2 锂电池组成

        锂电池包含阳极亚硫酰氯化液和浸于其中的一个阴极锂(或在额定温度较高的电池中使用锂合金),锂是一种能与水发生剧烈反应的金属元素,并释放出氢气。亚硫酰氯化物是一种有毒的液态物质,无色到浅黄,刺激性气味,在水中或水蒸气中,它会分解成有毒的二氧化硫和氯化氢气体。不会出现有害的聚合物和致癌物质。

        每个电池单元的结构使之能够承受在使用过程中所产生的内部压力,同时,一定要记住,随着温度的升高,电池容积会承受很高的压力,电池损坏或破损时,会释放出二氧化硫,氯化氢和氢气,若电池裂缝大到会将内部部件暴露出来时,锂和亚硫酰饱和碳也将存在于上述气体中。

        1.3 锂电池的危害和处理

        由于锂电池内部具有很大的能量,因此潜在的危险情况有可能会发生。造成此种危险发生的原因主要是密封电池的内部或外部过热(电池内部或外部短路)造成的。过热会使电介液膨胀并超过可容体积,增加罐内的静液压,并最终造成电池爆炸,若电池已着火或爆炸,采取措施如下:①现场人员摒住呼吸,不要用手直接接触液体。②穿戴安全服(全身保护服,橡胶手套和靴子,防毒面具和面罩。③不要用水、潮湿的沙子、二氧化碳或苏打粉灭火器来扑灭火焰,而是应使用一种D级石墨灭火器。(D类火灾,即金属燃烧引起的火灾)④使所有不相干的人员远离装置。并且尽量在户外处理。

        1.4 工房和现场制作、拆卸电池短节

        ①锂電池是不可充电的,若在其上施加相反的电压会很危险。②在现场和工房做电池短节时,请认真检查各个电池短节的极性方向,确保将电池与电池上下连接头连线正确。③若在正常装配电池时、或在原因不明的情况下发现电池单元或短节温度很高、过热或损坏,必须立即停下来。立即穿戴安全服,橡胶手套,将电池短节放在室外,并浸泡在大量的水中或放在水龙头下用大水冲,最少24小时。这是处理电池的最好和最安全的途径。④若电池短节已报废,应及时交给有关人员将其充分放电,现场人员应及时将其运送回库房。电池不可能100%的被放电.因此,在之后的各个处理步骤中仍需小心。⑤若在井下工作过程中,电池短节已破裂或溢出时,有可能一个或多个电池单元已损坏,取出后用水冲电池将任何化学反应彻底完成,并将使温度降低,这样便可以安全处置电池短节。永远不要试着拆开任何电池单元,或在处理电池单元或短节时施加太大的机械压力。

        1.5 电池存储

        存储电池应注意以下事项:①新/重新使用的电池短节:电池应存放在低温(10-25摄氏度),干燥和防水的装置中。若存放电池的环境温度超过了32摄氏度,这将会对电池的使用寿命造成不利影响。另外,一定不要存储在阳光下,应保留电池上的保护层,直到要使用该电池,这样可以保证电池不会部分短路。②现场使用过的电池短节应放在探管箱中,防水,隔热并干燥,不能接受阳光直射,在两端和导线槽处贴上保护胶带,防止意外的短路。

        1.6 现场辨别电池是否泄漏和处理过程

        针对现场操作,可以预测潜在的问题。大部分的事故是由于长时间被放在井底,没有循环,且此时循环温度已接近工具的操作极限(150摄氏度),并伴有钻柱的振动和其它的冲击。应注意的是,与在循环过程中MWD工具所测温度相比,稳定(无泥浆循环)的井下温度范围通常会高出20摄氏度。当钻柱被卡在井底有一段时间时,上述情况经常发生,因此,在钻台取出井下仪器时请注意是否有如下现象:①拆开脉冲发生器与电池筒的连接处,将会发现连接头损坏/变黑,且可能会闻到或发现酸性烟雾;②严重的情况下将会在一个或多个抗压筒上发现穿孔现象。

        2 电池测试

        电池在现场使用前必须进行加载和较全面测试,通过加载除去电池表面的氧化膜,不管是新电池还是用过的电池使用前都得进行加载。

        ①在空载和加载条件下用电池测试盒检测电池电压,空载电压为34~36V;”VB+”和GND的电压,其值应为17V~18V之间;”VB-”和GND的电压,其值应为–17V~-18V之间;

        ②拨动”加载”开关,对新电池进行加载,开始电压可能降至30V以下,但很快会上升至32V~36V之间(受环境温度的影响,上升时间为5~30分钟不等,已用过电池其加载电压为31V~34V之间),如电池电压值偏低,说明电池有问题,应返回室内做进一步的测试。

        3 结论

        锂电池目前已在各大油田广泛使用,其存储、运输、使用都有一定的要求,只要掌握锂电池的常识及正确的使用方法,就能十分安全的使用锂电池。

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