淺析消防應(yīng)急燈具中電池的選擇

【摘 要】 在消防應(yīng)急燈具中電池質(zhì)量決定了產(chǎn)品的可靠性，《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》（GB 17945-2010）標(biāo)準(zhǔn)中提出了對消防應(yīng)急燈具的電池的要求[1]。本文通過對市場上二次電池性能進(jìn)行分析，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)中的要求，分析消防應(yīng)急燈具電池的選擇。

【關(guān)鍵詞】 消防應(yīng)急燈具 鎳氫電池 鎳鎘電池 鉛酸電池 鋰電池

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.12.008

1 引言

作為建筑物發(fā)生火災(zāi)、電源故障、斷電或其他災(zāi)害等緊急情況時的有力保障。消防應(yīng)急照明和疏散指示系的穩(wěn)定性尤為重要。2011年我國發(fā)布并實施了《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》（GB 17945-2010）標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對于消防應(yīng)急燈具的電池有了更高的要求，并增加了消防應(yīng)急燈具自檢功能的要求[1]。有效的提高了消防應(yīng)急燈具的可靠性，但同時也對消防應(yīng)急燈具電池提出了更高的要求。防應(yīng)急燈具電池不光要考慮出廠時滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，使用幾年后能否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求同樣重要[2]。這就要求消防應(yīng)急燈具電池不光擁有良好的性能，還要有較長的壽命。

2 電池的性能分析

當(dāng)前我國消防應(yīng)急燈使用的電池以鎳鎘電池為主，消防應(yīng)急燈具控制器以鉛酸蓄電池為主。其他的品種如鋰電池、鎳氫電池也有所應(yīng)用。每種電池都有其各自的優(yōu)缺點。本文將分別分析這幾種電池的優(yōu)缺點，探討哪種電池更適合在消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)中使用。

2.1 鎳鎘電池

鎳鎘電池在充放電過程中如果沒有完全放空，會出現(xiàn)嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”，使得服務(wù)壽命大大縮短。所謂“記憶效應(yīng)”就是電池在充電前，電池的電量沒有被完全放盡，久而久之將會引起電池容量的降低，在電池充放電的過程中，會在電池極板上產(chǎn)生些許的小氣泡，日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。當(dāng)鎳鎘電池重復(fù)經(jīng)過幾次維持在低容量的放充后，再做一個較大量的放電時電池會無法作用，這種情形我們稱為“記憶效應(yīng)”。一旦電池出現(xiàn)了記憶效應(yīng)，就需要對電池進(jìn)行反復(fù)深度從放電，來激活電池。不然電池將無法發(fā)揮出應(yīng)有的容量。而作為消防應(yīng)急燈具電池，很難保證每次的放電都將電池放凈。產(chǎn)生記憶效應(yīng)不可避免。而且燈具報廢之后，廢棄的電池還將對環(huán)境造成污染。所以鎳鎘電池并不十分適合在消防應(yīng)急燈具中使用，但由于目前鎳鎘電池有著比較好的性價比，其在消防應(yīng)急燈具中占主導(dǎo)地位。

2.2 鎳氫電池

鎳氫電池的缺點是具有較高的自放電效應(yīng)，約為每個月30%左右。這要比鎳鎘電池每月20%的自放電速率高。但是由于消防應(yīng)急燈具安裝后就一直處于主電狀態(tài)，燈具可以對電池進(jìn)行涓流充電補充自放電帶來的損失。說以在消防應(yīng)急燈具中的鎳氫電池可以一直保持滿電狀態(tài)。

2.3 鉛酸蓄電池

鉛酸電池自放電率比較低，使用的溫度范圍寬。同等容量下造價低廉。但體積較大，能量密度低，壽命短。報廢后電池內(nèi)的鉛將對環(huán)境造成污染。在消防系統(tǒng)應(yīng)用過程中存在后期維護(hù)繁瑣，更換電池費用高的問題。但就目前情況看，由于其在大容量領(lǐng)域有明顯的價格優(yōu)勢，在新產(chǎn)品出現(xiàn)之前還將廣泛應(yīng)用于消防應(yīng)急燈具和消防應(yīng)急電源中。

2.4 鋰電池

鋰離子電池成本較高。主要表現(xiàn)在正極材料LiCoO2的價格高，電解質(zhì)體系提純困難。這在很大程度上制約了鋰離子電池發(fā)展。此外，鋰離子電池再過充電的條件下有爆炸的可能，在充電時需要保護(hù)電路保護(hù)。鋰離子電池的抗過放電性能也比較差一旦過放電會對電池造成不可恢復(fù)的損害。

3 總結(jié)

在消防應(yīng)急燈具中，可充電電池主要有鉛酸蓄電池和堿性蓄電池兩種。目前使用的鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰電池都是堿性電池。鎳鎘電池以其成熟的技術(shù)和優(yōu)異的溫度適應(yīng)特性應(yīng)用最為廣泛。但是鎳鎘電池對環(huán)境的污染問題日益突出不容忽視。世界上的很多地區(qū)都已經(jīng)限制使用含鎘產(chǎn)品。可見鎳鎘電池終究要退出歷史舞臺。鋰電池以其較高的能量密度，超長的壽命，成為了許多國家研究的方向。但是現(xiàn)階段由于鋰電池沒有很好的解決價格和安全性的問題，并沒有明顯的優(yōu)勢。鉛酸電池雖然容量和價格比較有優(yōu)勢，但是其體積龐大、笨重。而且鉛酸電池的壽命也比較短，在消防應(yīng)急燈具中大量使用必將帶來不可避免的后期維護(hù)問題。綜合考慮鎳氫電池比較適合在消防應(yīng)急燈具中使用。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 17945-2010，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)[S].

[2]丁宏軍.集中電源型消防應(yīng)急燈具使用中的問題與對策[J].建筑電氣，2007，26（5）：29-31.

作者簡介

劉曉鵬，本科，研究實習(xí)員，助理工程師，主要從事消防電子產(chǎn)品的檢驗技術(shù)和檢驗設(shè)備的研究；承擔(dān)消防電子產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制、修訂工作。