【精品】閥控鉛酸蓄電池技術(shù)與維護(hù)

1、閥控式密封鉛酸蓄電池技術(shù)與維護(hù)江蘇雙登電源有限公司http:/www.shuangde .c n：.-n -jwpt -亠二集登雙shuangdeng group碾卞國馳名商雙江蘇雙登集團(tuán)，以研制與銷售電 池、電源為主導(dǎo)產(chǎn)品的大型企業(yè)jiangsu shuangdeng group, leading vrla producer in prc集團(tuán)主要產(chǎn)品agm系列(agm series)gel 膠體系列(gel series)opzs富液系列fl其它產(chǎn)品太陽能系統(tǒng)(photovolatic systed超級電容器(super capacitor)“跚mi仙asd0108系列智能化綜合通信電源(s

2、ynthetical power supply systojsd0109系列ups不間斷電源(up4)fped2000系列直流電源成套裝(hf switch dc power supply equipnt閥控式密封鉛酸蓄電池在通信電源系統(tǒng)中的作用4、后備電源，包括直流供電系統(tǒng)和ups系統(tǒng)2、濾波(0)平滑泥波3、調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓4、動力設(shè)備的啟動電源廠1二1二_二廠二 _鼻1 '1111卜 6 1 1 z 1 1 6 11 |" 日 | | | | |11|i|1 1 j ji (b)荷電鑄用ffi1爺電池莊通佰電渕糸統(tǒng)中的作用d中國名標(biāo)1通信電源系統(tǒng)中所用鉛酸蓄1電池的類型固定

3、型防酸隔爆式鉛酸蓄電池（gf電池）。仁!1!2、固定型閥控式密封鉛酸蓄電池（vrla電池）oagm陰極吸收式（貧液式）gel膠體式3、陰極吸收式vrla電池與膠體電池的比較:3）、使用初期無氣體逸出，膠體電池在使用初期需排風(fēng)裝置。（2）、電池內(nèi)阻小，大電流放電特性優(yōu)于膠體電池。（3）、電池的一致性和均一性好，因電解液的擴(kuò)散性和均勻性優(yōu)于膠 體電池。的合理性等。（4）、制造技術(shù)要求高，如極板的均一性，灌酸精度，散熱通風(fēng)裝置（5）、膠體電池，（特別是管狀電極）使用壽命較長，不易熱失控。膠體電池：德國陽光公司的dryfit a系歹ij 意大利非凡（flamn） smg系歹ihawker公司的opzv

4、系列雙登集團(tuán)富思特公司的gfmj系歹ij唱臥（中eb 名鏢 'vpvrla電池的工作原理1電池的充放電反應(yīng)(+) pbo2 + 3h+ + hs04 -+ 2e 放=充 pbs04 + 2h2 (-)pb + hs04 一 放=充 pbso4 + h+ +2e電池總反應(yīng)：pb + 2h+ + 2hso4 + pbo2=?epbso4+ 2h2o +pbs042、電池內(nèi)部氣體產(chǎn)生的原因(1)過充電(+ ) h20 1/202$+ 2h+ + 2e(-)2h+ + 2e h2fh20 = h2t+ 1/202(2 )正極板柵腐蝕：pb + 2h2o pb(0h)2 + 2h+ + 2e 2

5、h+ + 2e h2 f(3)自放電：負(fù)極自放電pb + hs04- pbs04 + h+ + 2e2h+ + 2e h2 f正極自放電pbo2+ 2h+ + h2so4 + 2epbs04 + 2h2oh2o 1/2 02 $+ 2h+ + 2evrla電池的關(guān)鍵技術(shù)1氧復(fù)合原理(氧循環(huán)原理)：電池在充電過程中，正極除了有反應(yīng)(1) pbs04轉(zhuǎn)變 為pbo2以外，還有氧析出反應(yīng)，特別是電池的充電后期，當(dāng)電池 容量充電到80%時，氧的析出反應(yīng)更為劇烈，兩極的氣體析出反 應(yīng)如下：(+ ) 2h2o 02 + 4h+ + 4e(-)2h+ + 2e h2對于浮充使用的vrla電池，即使是浮充電流

6、很小，但 在長期浮充狀態(tài)下，浮充電流一部分用于電池自放電生成的 pbso4轉(zhuǎn)為正負(fù)極活性物質(zhì)以外，不可避免的，浮充電流一部分 用于水的電解，而使正極析出氧氣，負(fù)極析出氫氣。vrla電池的關(guān)鍵技術(shù)氧和氫氣的產(chǎn)生使電池內(nèi)部失水，電解液密度發(fā)生變化也 使電池難以密封。從鉛酸蓄電池誕生以來，人們都一直在尋求 電池的密封，以減少對電池的維護(hù)。vrla電池的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn) 了電池的密封，電池密封的關(guān)鍵技術(shù)是氧在電池內(nèi)部的再復(fù)合 實(shí)現(xiàn)氧的循環(huán)，以及采用agm隔板吸收電解液，使電池內(nèi)部沒 有流動的電解液，氧的復(fù)合原理如圖2、3所示：圖2：密封原理示意圖過充i 止機(jī)) h20 021擴(kuò) 散 充屯|(後 i召：pbs

7、ol pb +( ()2 )同ij2so4反應(yīng)反應(yīng)pb() _j枕循環(huán)lik理開 (gas recombination) (h2o 1/201 h2o)圖3：氧循環(huán)原理圖vrla電池的關(guān)鍵技術(shù)從圖2、3看出，正極充電過程中因電解水析出的氧氣，通 過agm隔板的孔隙，迅速擴(kuò)散到負(fù)極，與負(fù)極活性物質(zhì)海棉狀 鉛發(fā)生反應(yīng)生成氧化鉛（pbo）,負(fù)極表面的pbo遇到電解液 h2so4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成pbso4和h20,其中pbso4再充電而 轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｃ鏍頿b生成的h20又回到電解液，因氧氣的再復(fù)合， 避免了水的損失，從而實(shí)現(xiàn)了電池的密封。其氧的再復(fù)合過程的 反應(yīng)式如下：2h2o 02 t+4h+ + 4e

8、(7)2pb + 022 pbo(8)2pbo + 2h2so4 2pbso4 + 2h2o(9)2pbso4 + 4e + 4h+ 2pb + 2h2so4(10)總反應(yīng)為：2h2o o2 2h2o輾' （中m名育律 'vrla電池的關(guān)鍵技術(shù)2、vrla電池的關(guān)鍵技術(shù):為了實(shí)現(xiàn)氧的復(fù)合（循環(huán)），電池在設(shè)計(jì)制造中，應(yīng)掌握如 下矣鍵技術(shù)：1）選擇高孔隙率agm隔板，孔隙率在93%以上，為氧的復(fù) 合提供通道2）采取定量灌酸，使玻璃棉隔板在吸收電解液以外，仍有 510%的孔隙率未被電解液充滿，因此vrla電池又稱為貧液 式電池。3）過量的負(fù)極活性物質(zhì)，正、負(fù)極板的容量比一般為1 ：1

9、.11： 1.2,這樣在正極充足電以后，負(fù)極仍未充足電，防止 氫在負(fù)極析出，氫氣大量析出是夫哇復(fù)合白6。4）電池極群的緊裝配，采取極群預(yù)壓縮技術(shù)，裝配壓在4060kpa之間，以保證agm隔板與正負(fù)極板表面的良好接觸, 因?yàn)関rla電池的電解液主要靠agm隔板提供。5）正板柵使用低鑄銀合金，克服了鉛鈣合金正板柵的無鑄效應(yīng) 和抗蠕變性差的缺點(diǎn)，無論浮充使用還是循環(huán)使用，都有很長 的使用壽命，不同地區(qū)供電條件的差別將不會對蓄電池性能造 成影響。6）開閉閥壓力穩(wěn)定可靠的安全閥，通信用vrla電池的標(biāo)準(zhǔn)要 求開閥壓1035kpa，閉閥壓315kpa,開閉閥壓力較接近， 可減少氣體排放和水的損失。7）采用

10、恒壓限流的充電方式，vrla電池對過充電較為敏感， 過充電會加速電池的損壞，恒壓限流充電可防止過充電和熱失 控。vrla電池具有以下主要優(yōu)點(diǎn):不漏液、無酸霧、不腐蝕設(shè)備；自放電小，25°c下自放電率小于3% （每月）；電池壽命長，25°c下浮充狀態(tài)使用可達(dá)10年；結(jié)構(gòu)緊湊，放置方便（豎放、臥放），占地面積小； 電池的高低溫性能較好，可在40°c150°c范圍使用;沒有“記憶效應(yīng)”（指淺循環(huán)工作時容量損失）； 比能量較高，大電流放電性能好。electrolyteseporotor圖4： vrla電池與gf電池（左）的比較中eb 名k標(biāo)vrla電池的兩大類技

11、術(shù)應(yīng)用同樣的氧復(fù)合原理，但由于采用不同的固定電解液技術(shù)和 不同氧復(fù)合通道技術(shù)，因此分為兩大類型的vrla電池，即agm技 術(shù)和gel技術(shù)（膠體），故又稱為agm電池和膠體電池。這兩類電 池各有優(yōu)缺點(diǎn)，在電信、電力等市場上應(yīng)用的以agm的電池為主。1.agm技術(shù)圖5： agm式vrla電池vrla電池的兩大類技術(shù)圖5為采用agm技術(shù)的vrla電池結(jié)構(gòu)示意圖，agm隔板采 用u形包覆法（也可采用s形包覆法）。采用agm技術(shù)的vrla 電池的特點(diǎn)：內(nèi)阻小，以超細(xì)玻璃棉隔板吸取電解液，使電池內(nèi) 沒有電解液，agm隔板具有93%以上的孔隙率，而其中10%左 右的孔隙作為正極析出的02到負(fù)極再復(fù)合的通道，

12、以實(shí)現(xiàn)氧的 循環(huán)，達(dá)到電池可以密封的目的。采用agm技術(shù)，實(shí)現(xiàn)氧復(fù)合 的原理如圖6所示：2、gel技術(shù)（膠體技術(shù)）vrla電池的兩大類技術(shù)以德國陽光公司采用ge肢術(shù)的opzv膠體電池是典型代表。 膠體電池的特點(diǎn)：內(nèi)阻較大，采用觸變性sio2膠體吸收電 解液，使電解液不流動。以膠體的微裂紋作為02的復(fù)合通道。 膠體電池使用初期由于膠體未能形成大量微裂紋，氧的復(fù)合效 率較低。圖7 gel技術(shù)的氧復(fù)合示意圖vrla電池的電特性4、開路電壓：電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。2、3、4、工作電壓：指電池接通負(fù)荷后，在放電過程中顯示的電壓， 又稱負(fù)荷（載）電壓或放電電壓，在電池放電初始的工作電 壓稱

13、為工作電壓。終止電壓：指電池放電時電壓下降到某個值而停止或下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓，稱終止電壓。容量：電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容 量，以符號c為計(jì)。單位安培小時，簡稱安時（ah） o由池 容量分睡論容量、額定容量、實(shí)際容量和標(biāo)稱容量。理論容量：理論容量是活性物質(zhì)的容量按法拉第定律計(jì)算而得 的最高理論值。實(shí)際容量：是指電池的在一定條件下所能輸出的電量，等于放 電電流與放電時間的乘積，單位為ah,其值小于理論容量。額定容量：也稱保證容量，是指國家或有關(guān)部門的頒布的標(biāo)準(zhǔn), 保證電池在一定的放電條件應(yīng)該放出的最低限度容量。中名轉(zhuǎn) "9'vrla電池的電特

14、性5、放電制度：是指放電時電池的放電速率，放電形成式，終止 電壓和環(huán)境溫度等。6、7、倍率：是指電池放電時的電流的數(shù)值為額定容量數(shù)值的倍數(shù)。電池使用壽命：電池使用壽命與使用條件有關(guān)，按使用條件 不同，可分為浮充使用壽命和循環(huán)使用壽命，當(dāng)電池放電容 量衽于額定容量0勺80%時，視分由池壽命終止。浮充使用壽命：電信、電力等部門，將電池作為后備電源， 在通信等設(shè)備正常運(yùn)行情況下，電池處于浮充狀態(tài)。當(dāng)交流電 供電中斷以后，電池才放電工作，放電時間一般較長。浮充使 用壽命一般以年為單位。為了檢測電池的浮充壽命，通信行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)中作出了高溫加速浮充壽命的新規(guī)定。完全充電的蓄電池 放在溫度為55±2

15、°c的環(huán)境中，以2.25v/單體浮充電壓充電42 天，然后取出蓄電池，在常溫下1小時放電，為一個實(shí)驗(yàn)循環(huán), 一個循環(huán)折合壽命為1年。中名轉(zhuǎn) "9'vrla電池的電特性循環(huán)使用壽命：指電池使用期間，電池以放電及充電循環(huán)進(jìn) 行，電池放電一定深度后，再進(jìn)行充電，充足電以后再放電工 作。電池的循環(huán)壽命與放電深度（dod）有關(guān)，一般可分為 80%dod與100%dod。循環(huán)壽命以循環(huán)次數(shù)表示，電動汽 車、電動自行車電池壽命以循環(huán)次數(shù)表示。目前國內(nèi)動力電池的循環(huán)使用壽命一般為350 （80%dod） o 國際先進(jìn)鉛酸電池聯(lián)合會（alabc）的2005年研究目標(biāo)為 vrla電池的

16、比能量達(dá)到48wh/kg,循環(huán)壽命達(dá)1000次（100%dod） o8、充電特性：vrla電池在放電后應(yīng)及時充電。充電時必須認(rèn) 真選擇以下三個參數(shù)：恒壓充電電壓、初始電流、充電時間。 不同蓄電池的充電電壓值由制造廠家規(guī)定，充電電壓和充電 方法隨電池用途不同可以不同。電池放電后的充電推薦恒壓 限流方法，即充電電壓取u （廠家定），限流值取0.1c10a, 充入電量為上次放電電量的1.11.2倍即可。充電方法有以下三種: 仁浮充充電以0.1c10a的恒壓限流對電池組充電,到電池單體平均電壓上 升到2.23v后，進(jìn)入浮充狀態(tài)。2、快速充電在某種情況下，要求電池盡快充足電，可采用快速充電，最大 充電電

17、流0.1c10a,充電電流過大會使電池鼓漲，并影響電池使 用壽命。在恒電壓充電情況下，充電后期的充電電流連續(xù)3小時不變，即 可視為電池已充足電。圖10表示采用恒壓限流充電方法，限壓在2.23v (25°c)進(jìn)行充電的特性曲線。vrla電池的電特性fhw rclly 充電衆(zhòng)%)okr- cittb12510075 40.0650 i0,0425 -屯血 capally充電cbax-fjcftclinrrc：電后2.2次10.02 - 2.0°048100% 必電tk50%放 disc*"門12電后go currt-cit圖&電池在100%放電后用0.1c10

18、a的電流，限壓2.23v (25°c)的充電特性曲線3)均衡充電電池在使用過程中，當(dāng)單體電池浮充電壓低于2.18v時，應(yīng)進(jìn)行均 衡充電。均充電壓設(shè)定為2.30v/單體(25°c)。充電最大電流為 0.10c10a,均充時間不少于10h,如機(jī)站供電狀況惡劣，停電頻 率高，應(yīng)根據(jù)情況定期均充。9、放電特性：電池投入運(yùn)行，是對實(shí)際負(fù)荷的放電，其放電速率 隨負(fù)荷的需要而定。為了分析長期使用后電池的損壞程度或?yàn)榱?估算市電停電期間電池的持續(xù)時間，需測試其容量。推斷電池容 量的放電的方法，應(yīng)從如下幾個方面考慮：1是放電量，即全部 放電還是部分放電；2是放電速率，即以10小時率還是以高放

19、電 家或是低放電家放電。各種放電小時率下的放電放法如下。9.1標(biāo)稱小時率下的放電按我國通信用vrla電池標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，將完全充電后的電池，靜置 1-24h使電池表面溫度為25土5°c,固定型電池以0.1 c10a電流 放電壓到1.8 v/只，稱為標(biāo)準(zhǔn)小時率下的放電。vrla電池的電特性gfm系列的vrla電池不同倍率放電曲線如圖9所示:upo(v):gfm型vrla電池不同倍率 放電特性曲線從圖9可以看出，電池10小時率放電初期，電池的端電壓變化很 小，放電2小時以后，端電壓開始明顯下降。至端電壓1.8v/單體 放電終止，此時如果放電時間達(dá)到10小時以上說明，電池容量達(dá) 到或超過廠家的標(biāo)

20、準(zhǔn)容量。反之，說明電池容量不足。9.2高放電率下的放電特性圖9中同時給岀了gfm系列電池5小時率(0.2c10a) 2小時(0.5c10a)和1小時(1.0c10a)的高倍率放電曲線，高倍率放電時，端電壓的變化速率比10小時率放電時端電壓變化大得多。因?yàn)樵诖箅娏鞣烹姇r，正極和負(fù)極的濃度極化增大，放電電流越 大，濃度極化越大，端電壓下降越快。濃度極化是由于隔板中的 電解液來不及向正負(fù)極表面，特別是正極表面擴(kuò)散造成的。雙登 電池看較好的高倍率放電性能，不同倍率的容量如下：表1不同倍率放電容量放電率給出的容量(25°c)10小時率放電100% c101小時率放電>55% c109.5

21、核對性放電在通信電源維護(hù)制度中，規(guī)定了由蓄電池組向?qū)嶋H通信設(shè)備進(jìn)行 單獨(dú)放電，以考察蓄電池是否滿足最大平均負(fù)荷的需要，這種放 電制度，稱為核對性放電。具體做法是：選擇在最大負(fù)荷情況下，中斷開關(guān)電源的工作，使 蓄電池組單獨(dú)向通信設(shè)爸供電，讓實(shí)際負(fù)荷需要的電量，全部由 蓄電池組承擔(dān)，到終了廚核算其輸岀容量。的鬆畐魯專臾舉氛電豐盂書幕嘉攵藹容量又能及時補(bǔ)足，活性物質(zhì)利用率高，使用壽命長。浮充使用10、浮充特性：浮充是直流電源系統(tǒng)中，與整流器設(shè)備并聯(lián),應(yīng)足以補(bǔ)償蓄電池由于自放電而損失的電量。同時，應(yīng)保證在相時蓄電池的充電電壓必須保持恒定值，在該電壓下，充入的電量 對較短時間內(nèi)使放過電的電池充足電，這樣

22、就可以使蓄電池長期 常謡嬲蘇謔時該電壓的選擇應(yīng)使蓄電池因過充電而造成對vrla電池的浮充電，浮充電壓應(yīng)選擇制造廠家推薦的電壓值。而且環(huán)境溫度的不同,浮充電壓值也要做相應(yīng)調(diào)整。表2 vlra電池不同溫度時的浮充電壓環(huán)境溫度（°c）浮充電壓（約v±0.01v/ 單體）0102.28"152.2616 252.2326 302.2231 402.19vrla電池的電特性8110不同浮充電壓下電池壽命與溫度的關(guān)系隨溫度調(diào)整浮充電壓對延長vrla電池的壽命十分重要，浮充電壓增加0.1v,即從2.3v到2.4v,從圖10可以看出，在環(huán)境溫 度為30°c時vrla電池

23、的壽命將減少一半。由于有些通信局（站） 的條件限制，vrla電池沒有空調(diào)環(huán)境，當(dāng)充電在大的環(huán)境溫度 范圍進(jìn)行時，vrla電池需要溫度補(bǔ)償，按照廠家提供的溫度與相應(yīng)浮充電壓的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。溫度增加時，降低浮充電壓相應(yīng) 地減少了蓄電池溫度增加的影響，進(jìn)而減少了板柵的腐蝕速率。中eb 名k標(biāo) vrla電池盡管有許多的優(yōu)點(diǎn)，但和所有電池一樣也存在可靠性 和壽命問題。vrla電池文獻(xiàn)報道使用壽命為15年左右（25°c浮 充使用）。但在國內(nèi)外的vrla電池實(shí)際在使用中，都出現(xiàn)提前 失效的現(xiàn)象，造成vrla電池的失效模式主要有板柵的腐蝕與增 長、電解液干涸、負(fù)極硫酸鹽化、早期容量損失（pcl）、熱

24、失 控等，下面逐一介紹： 1 板柵的腐蝕與增長板柵腐蝕是vrla電池失效的重要原因，無論是在開路狀態(tài)，還 是在浮充狀態(tài)或是充放電狀態(tài)，板柵都存在被腐蝕的現(xiàn)象。特別 是在過充放電狀態(tài)下，正極由于析氧反應(yīng)，水被消耗，濃度增加, 導(dǎo)致正極附近酸度增高，板柵腐蝕加速，如果電池使用不當(dāng)，長 期處于過充放電狀態(tài)，那么很快這些電池的容量降低，最后失效。正極板柵在遭受腐蝕的同時產(chǎn)生變形，使板柵尺寸線性增大，甚 至于個別筋條斷裂，最終導(dǎo)致整個電池的損壞。!1!口口口口增加。畀電籍騎蠶蟹黔板緊裝配或膠體電介質(zhì)使電極承受壓!1!輾' (中m名育律 ''vrla電池的失效模式蠶蠶勰籬懿勰套形黠

25、嚮晶鶴蠶以下技術(shù)措增加正極板柵的厚度，保證vrla電池板柵的工作年限。采用更耐腐蝕的板柵合金材料，耐腐蝕性好，抗蠕變強(qiáng)度也明顯2、失水vrla電池失水是影響vrla電池壽命的主要因數(shù)之一，特別是內(nèi) 電機(jī)車用vrla 電池的工作環(huán)境。vrla電池失水途徑有三：(1)氧復(fù)合導(dǎo)致無效失水。保持低電壓充電可減少失水現(xiàn)象。但再 充電過程太長，充電效率低，或較高電流的加速充電，可造成明 顯的失永現(xiàn)象。西野&vrla電池的失效模式1 (2)通過電池槽、蓋滲漏。容器摻水和透氧取決于材料的性質(zhì)和厚 度，電池周圍大氣的相對濕度也有影響。常用電池槽材料為abs、 pp、pvc,各有優(yōu)缺點(diǎn)。pvc強(qiáng)度低，但氧

26、氣保持量最大，abs 硬度最大，氧氣保持量由于pp； pp的水蒸氣滲透率小于abs。 (3)板柵腐蝕造成失水正極板柵的腐蝕而產(chǎn)生的水的轉(zhuǎn)移是影響電池容量的主要因素之 一，板柵合金腐蝕的微電池反應(yīng)并 pb(合金)-2e + h2so4 pbs04 + 2h+ 2h+ + 2e h2所以，對正極板柵合金材料的耐腐性及極板厚度的設(shè)計(jì)，都應(yīng)該 慎重考慮。中eb 名k標(biāo)vrla電池的失效模式3、負(fù)極硫酸鹽化vrla電池失效的另一個主要原因之一就是負(fù)極硫酸鹽化， 并伴隨容量的損失，鉛蓄電池在正常工作中，負(fù)極板上pbs04 顆粒小，充電時很容易恢復(fù)為絨狀鉛，但有的電池生成了難以 還原的大顆粒硫酸鉛，稱為硫酸

27、鹽化。負(fù)極板硫酸鹽化原因很 多。主要由下幾個原因造成：(1)鉛蓄電池長期處于放電狀態(tài)或放電后不及時充電長期擱置。 在這種情況下，活性物質(zhì)中沒有受到電化學(xué)還原的硫酸鉛晶體 的量很大，這些硫酸鉛晶體會重結(jié)晶而使顆粒變大，生成不可 逆硫酸鉛。11!1!1!1!1!1! (2)長期充電不足 表現(xiàn)為整組電池的浮充電壓長期偏低產(chǎn)生落后電池。 (3)在部分荷電狀態(tài)下的循環(huán)運(yùn)行使負(fù)極產(chǎn)生嚴(yán)重硫酸鹽化，電 池壽命大大縮短。在交流供電狀況比較惡劣的偏遠(yuǎn)通訊機(jī)站， 電池?fù)p壞的原因，就屬于此類。vrla電池的失效模式(4)經(jīng)常進(jìn)行深度放電(電池電壓放電至1.75v-1.80v),偏遠(yuǎn)地區(qū)經(jīng)常停電,電池深度放電，使沒有

28、來得及還原的硫酸鉛在活性物質(zhì)中積累到相當(dāng)?shù)臄?shù)量。在較高的溫度下儲存鉛蓄電池，加速了硫酸鉛重結(jié)晶及自放電的過程，促進(jìn)了極板的硫酸鹽化。 如果以不完全充電狀態(tài)，反復(fù)進(jìn)行充電時，電解液出現(xiàn)層化, 則負(fù)極下部易產(chǎn)生硫酸鹽化。中國16名商標(biāo)'vrla電池的失效模式 4、熱失控?zé)崾Э厥侵感铍姵卦诤銐撼潆姇r，充電電流和電池溫度發(fā)生一種累積性的增強(qiáng)作用，并逐漸損壞蓄電池。造成熱失控的更本原因是:（1）當(dāng)電流流過具有一定阻值的導(dǎo)體時，放出的熱量遵循焦耳楞次定律:q = 0.24xl2xrxt處于正常充足電狀態(tài)的電池，其內(nèi)阻極小，如gfmz500電池，其內(nèi)阻約為0.2 mq,浮充電流約0.4a,放出的熱量

29、很少。處于異常狀態(tài)的vrla的電池， dmcmenamin通過測電池的電導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)阻很大，電池發(fā)熱。（2） gf型鉛酸蓄電池由于在正負(fù)極板間充滿了液體，無間隙，所以在充電 過程中正極產(chǎn)生的氧氣不能達(dá)到負(fù)極，從而負(fù)極未去極化，較易產(chǎn)生氫氣，隨同 氧氣逸出電池，vlra電池由于氧復(fù)合，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，充電過程中vlra電池 產(chǎn)生熱量多于gf型鉛酸蓄電池。防止熱失控的措施是，采取恒壓限流的充電方式，防止電池的過充電，開關(guān)電 源設(shè)置的均充電壓值和浮充電壓值不能高于廠家所規(guī)定的數(shù)值。另外在電池設(shè)計(jì) 和制造中盡量減小電阻的內(nèi)阻，如正負(fù)極間距要小，電池要緊裝配等。中國世名藥標(biāo)'vrla電池的失效模式

30、5> 早期容量損失(premature capacity loss)vlra電池的早期容量損失(pcl)是指電池初期進(jìn)行容量循環(huán)時， 卜經(jīng)過一次充放電循環(huán)，容量下降明顯，嚴(yán)重時容量下降達(dá)5 %以上。 7實(shí)際使用時可以發(fā)現(xiàn)電池在使用較短時間(遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)壽命)， i池容量已下降至8 0%額定容量一下，經(jīng)解剖，電池內(nèi)部板柵活性 j質(zhì)、隔板表面完好，這種現(xiàn)象就是早期容量損失。最初分析認(rèn)為，vlra電池大多采用了鉛鈣合金，因此用無鑄合金 柵做正極時，往往容易造成深充放電循環(huán)時容量過早衰減，這種現(xiàn) :最初被稱為“無鑄效應(yīng)”后來在含鑄合金板柵中的電池中同樣觀察 jtpcl以后，就稱為“早期容量損失”

31、 (pcl).最新的研究認(rèn)為早期容量損失有三種模式，分為快速容量損失 :pcl-1)，較遐的容量損失(pcl-2)和負(fù)極影響的一般容量損失(pcl ),如圖餡所示:vrla電池的失效模式rated (ideal)pcl-1capacitypcl-3，ndrmarnegative effectactive material effectinterface effectlifee11早期容量損失的三種現(xiàn)象pcl-1是指正極板柵/活性物質(zhì)的界面影響，表現(xiàn)為電池在 最初10/5次循環(huán)內(nèi)，電池的容量急劇下降，它是由于正極板 柵與活性物質(zhì)界面非導(dǎo)電層的形成引起的，板柵/活性物質(zhì)界 面的這層不導(dǎo)電和低導(dǎo)電層

32、產(chǎn)生了高的電阻，這層電阻層在充 放電時發(fā)熱，并使板柵附近的正極活性物質(zhì)膨脹失去了活性， 因而正極容量迅速下降，電池的充電接受能力很差。vrla電池的失效模式解決pcl-1的措施：在pb-ca含量中添加其他元素如sn、ag、稀土元素 se等，可以改善界面的腐蝕層電阻。如sn含量迅速達(dá)到1.2-1.5%(wt)w， 深放電池界厘等導(dǎo)電哼能大為改善。另一個方法是鑄造成的板柵在經(jīng)邊一 次車?yán)?，提高其致密生和軌蠕變槿能，使由池的充電接受能為大另跤善。pcl-2是正極活性物質(zhì)的影響，這是由于正極活性物質(zhì)pbo2在深充放電 下，pbo2顆粒膨脹，顆粒間的導(dǎo)電性變差，顆粒間的連接變壞。放電越 深越快，活性物

33、質(zhì)的膨脹趨勢越大，這種膨脹導(dǎo)致了pbo2軟化，失去放 電能力容量下降，這種現(xiàn)象在高倍率放電和過充電時更為嚴(yán)重。抑制正極活性物質(zhì)膨脹的主要方法是：采用回彈性好的優(yōu)質(zhì)a g m隔板；采用高溫高濕固化，形成4bs為主，經(jīng)化成后的正極活性物質(zhì)為apbo2 將組裝壓力增加至40kpa以上，使隔板保持對正極活性物質(zhì)的壓力；pcl-3是負(fù)極的影響，這是由于vlra電池如果長期使負(fù)極充電不足，導(dǎo) 致負(fù)極底部1/3處硫酸鹽化，這種現(xiàn)象一般在200-250次循環(huán)時發(fā)生，負(fù) 極膨脹劑的雜質(zhì)和膨脹劑的失效會使pcl-3更加嚴(yán)重。采用高純度更穩(wěn) 定的膨脹劑，采用高的初始電流充電，低的過充和后期脈沖電流充電可以 解決pc

34、l- 3 o輾' （中m名育律 'vlra電池的使用和維護(hù)片.選型、搬運(yùn)、貯存1.1選型選擇蓄電池時應(yīng)根據(jù)使用頻次、放電電流、放電時間等情況，容量應(yīng)盡量選大一些，以 避免過放電和超大電流放電時對蓄電池造成損害（蓄電池放電時，放電電流一般控制在 0.1c10a以下）o42搬運(yùn)蓄電池荷電出廠搬運(yùn)時，應(yīng)做好極柱防護(hù)，電池端面不能受壓，安全閥不允許松動，嚴(yán) 禁短路。蓄電池搬運(yùn)時應(yīng)正立，輕拿輕放，嚴(yán)禁倒置、翻滾、摔、撞、暴曬、雨淋。43貯存1.3.1蓄電池在安裝前可在035°c的環(huán)境溫度下存放，存放期一般為36個月，存放期為 36個月的電池應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充電。1.3.2蓄電池存放地點(diǎn)

35、應(yīng)干燥、清潔、通風(fēng)，不能置于有大量紅外線、放射線輻射、有機(jī) 溶劑及腐蝕氣體的環(huán)境中，遠(yuǎn)離火源，避免陽光直射。1.3.3蓄電池在存放中應(yīng)保持正立，端面不能受壓，安全閥不能松動，不得將無外包裝木輾' （中m名育律 'vlra電池的使用和維護(hù)吃安裝、使用及維護(hù)2.1雙（單）層立式安裝架電池安裝程序2.1.1依據(jù)備件單（或總裝圖）清點(diǎn)待裝電池及雙層立架組件；2.1.2查看安裝使用蓄電池的環(huán)境條件，必要時用戶應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；2.13根據(jù)輸電母排位置，對照安裝說明書確立雙層立式安裝架（以 下簡稱立架）地腳螺釘孔位置；2.1.4用沖孔鉆或電錘打好地腳螺釘孔； 2.1.5將安裝架立座用固定件及地腳

36、螺釘連接到安裝位置地面上;2.1.6用擋板（桿）、半圓頭螺釘、墊圈把立座接起來 2.1.7將電池承重梁插入立座規(guī)定的空擋內(nèi)，用螺釘、螺母連接好;2.1.8把立架調(diào)平，調(diào)平后，將所有螺栓、螺母、螺釘擰緊;2.1.9將立架輸岀端子組件（或絕緣支座）裝上并固定好；二1.10將電池立架一邊擋桿拆除，清除電池輸出端子及連接條表面 油污；2.1.笛根據(jù)安裝接線示意圖，把電池裝入立架并接好，謹(jǐn)防短路；2.1.12裝好電池立架擋桿，粘貼好電池編號序碼；2.1.13將蓄電池端壓監(jiān)控器裝上立架并固定好；2414將監(jiān)控器各序號對應(yīng)信號線與相同序號電池的輸出銅排連接;2415分別用監(jiān)控器及電壓表依次測量電池端電壓，做

37、好記錄，并 比較，謹(jǐn)防接線錯誤或接觸不良；2.6做好連接條絕緣防護(hù)標(biāo)識；2.7用軟布小心清潔電池及電池架，清理工作場地。注:未配備監(jiān)控器時,13-15步應(yīng)省去。輾' （中m名育律 'vlra電池的使用和維護(hù)2.2立式安裝電池柜（三層立架）電池安裝程序2.2.1依據(jù)備件單清點(diǎn)零配件;2.2.2拆下每層擋桿;針根據(jù)安裝接線示意圖將電池放入柜（架）內(nèi)并接好（謹(jǐn)防短2.2.4裝好擋桿，粘貼電池編號序碼；225用電壓表依次測量電池端電壓，做好記錄，并比較，謹(jǐn)防接 線錯誤或接觸不良；2.2.6做好連接條絕緣防護(hù)標(biāo)識；2.2.7清理工作場地。2.3電池安裝注意事項(xiàng)231蓄電池的環(huán)境溫度保持在

38、24°c-25°c,蓄電池將有最佳的使 用壽命和性能。溫度低于25°c,電池的充電效率和性能會降低。 溫度高于25°c,電池的壽命將縮短，參考數(shù)據(jù)如下：輾' （中m名育律 ''vlra電池的使用和維護(hù)電池平均溫度壽命降低率（）25 °c30 °c3035 °c5040 °c66758345 °c 50 °c浮充預(yù)期壽命在25°c時為1015年，如果實(shí)際使用的蓄電池平均 溫度為35°c,則蓄電池浮充預(yù)期壽命僅為56年。 2.3.2蓄電池使用環(huán)境應(yīng)干燥、清

39、潔、通風(fēng)，不能有大量放射線、 紅外線輻射、有機(jī)溶劑、腐蝕氣體，避免陽光直射。 2.3.3取暖器或空調(diào)通風(fēng)孔不應(yīng)直接對著蓄電池，應(yīng)盡量使蓄電池 組各部位溫差不超過3°c,建議采用紅外線測溫儀來檢測蓄電池 各部位的溫度。vlra電池的使用和維護(hù) 2.3.4蓄電池可采用制造廠提供的電池柜或電池安裝架，蓄電池安 裝在樓上時應(yīng)向土建部門提出負(fù)荷要求，抗震烈度為7級以上地區(qū)，應(yīng)設(shè)計(jì)防震支架并采用地腳螺栓固定，使應(yīng)力擴(kuò)散。 2.3.5閥控電池系帶液荷電出廠，電池內(nèi)有電液并已充電，安裝過 程中應(yīng)小心搬運(yùn)，安全閥不允許松動，嚴(yán)禁短路。!1! 2.3.6蓄電池組安裝時應(yīng)盡量靠近負(fù)載，選用的電纜、銅排、連

40、接 線要合適，以免增加線路壓降，多路并聯(lián)使用時，應(yīng)盡量使線路 壓降大致相同，且每組電池配保險絲。 2.3.7電池組電壓較高，存在電擊危險，在裝卸導(dǎo)電電纜（銅排、 連接線）時，應(yīng)使用絕緣工具，戴防護(hù)手套。 2.3.8臟污的接觸面或連接不牢固均可能引起蓄電池端子部位溫度 升高打火，并可能引起火災(zāi)，蓄電池安裝時應(yīng)保持連接電纜（銅排、連接線）和電池輸出端面清潔、連接牢固。單體電池采用不 銹鋼螺栓、鍍錫的銅排（連接線、電纜）、平墊圈串聯(lián)連接，螺 栓一定要擰緊（扭矩為15n-m）。輾' （中m名育律 'vlra電池的使用和維護(hù) 2.3.9蓄電池系統(tǒng)安裝結(jié)束后，應(yīng)認(rèn)真檢查電池系統(tǒng)的總電壓、單

41、 體開路電壓，正、負(fù)極性，均充、浮充電流，檢查輸出端子與安 裝柜架間的電阻，以確認(rèn)系統(tǒng)安裝及設(shè)置的正確性。 2.3.10蓄電池與充電裝置或負(fù)載連接時，電路開關(guān)應(yīng)位于斷開位 置，校對好電壓和極性、保證連接正確（蓄電池正極與充電裝置 正極連接，負(fù)極與負(fù)極連接）。 2.3.11同一只蓄電池的各單格不得作為分體串接使用。 24使用及維護(hù) 2.4.1初期補(bǔ)充電蓄電池安裝調(diào)試結(jié)束投入使用前應(yīng)進(jìn)行均衡補(bǔ)充電，均充電 壓一般設(shè)定為2.30v/單格（25°c時蓄電池正負(fù)端子測定值的平均 值），充電最大電流設(shè)定為0.10c10a,當(dāng)電池組均充電流小于 10ma/ah時，自動轉(zhuǎn)入浮充，浮充時間不得少于24

42、小時。vlra電池的使用和維護(hù) 2.4.2浮充要求 蓄電池浮充電壓設(shè)定為2.23v/單格（25°c時）（蓄電池正負(fù)端子測 定值的平均值）,充電最大電流設(shè)定為0.10c10ao 2.4.3溫度補(bǔ)償 若電池工作環(huán)境溫度超出20°c-30°c范圍，應(yīng)對浮充及均充電 壓作相應(yīng)修正，修正電壓為v修正=v25°c-0.0055v/°cx （t實(shí) 際-25°c）,即溫度每升高1 °c,浮充電壓降低3mv,溫度每降低 1°c,浮充電壓升高3mv。亦可參照表4進(jìn)行調(diào)整。 2.4.4均充 蓄電池在使用過程中當(dāng)單體浮充電壓低于2.18v

43、時應(yīng)進(jìn)行均衡 補(bǔ)充電。均充電壓一般設(shè)定為2.30v/單體（25°c時蓄電池正負(fù)端 子測定的平均值），充電最大電流為0.10c10a,均充時間不少 于10h。如基站供電條件惡劣，停電頻繁，應(yīng)視情況進(jìn)行定期均 充。vlra電池的使用和維護(hù) 2.4.5容量檢測 容量放電前應(yīng)進(jìn)行均衡補(bǔ)充電。 當(dāng)均充轉(zhuǎn)浮充后，浮充電流在1-2ma/ah,且連續(xù)穩(wěn)定約 23小時不變，這表明電池已充足電。在確保浮充24小時并斷電1 小時后，可以進(jìn)行容量檢測，檢測方法見下表。放電率放電電流,a蓄電池放電單體終止電壓，v容量檢測標(biāo)準(zhǔn)10hl-oi.o1.80>l.ooclo5h1.6

44、i01.80>o.8oclo3h2.5i101.80>0.75c10lh5.5 iio1.75>0.55c10輾' （中m名育律 ''vlra電池的使用和維護(hù)放電結(jié)束后，必須在8小時內(nèi)進(jìn)行均衡補(bǔ)充電，均充電壓 設(shè)定為2.30v/單格（25°c時蓄電池正負(fù)端子測定值的平均值），充電 最大電流設(shè)定為0.10c10ao當(dāng)均充電流在小于10 ma/ah時轉(zhuǎn)入 浮充，如果浮充電流為1-2ma/ah且連續(xù)穩(wěn)定約23小時不變，這 表明電池已充足電，此時進(jìn)入正常浮充狀態(tài)并保持24小時以上。 2.4.6.放電深度控制利用放電時間來控

45、制放電深度，放電時間與負(fù)載電流乘 積所得容量應(yīng)小于或等于0.80c10o利用放電容量來控制放電深度，設(shè)置的電池放電容量應(yīng) 小于或等于0.80c10o利用放電終止電壓來控制放電深度，也就是通過一次下 電電壓和二次下電壓設(shè)置來防止電池過放電。vlra電池的使用和維護(hù)開關(guān)電源對電池的控制參數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流的大小設(shè)置，其設(shè)置參數(shù)見下表：負(fù)載電流與110比值停止程控交換機(jī)工作 蓄電池單體終止電壓，（v）（ 次下電）停止信號傳輸工作蓄 電池單體終止電壓，（v）（二次 下電）6/61.90 （45.6v/48v系統(tǒng)）1.88 （45.0v/48v系統(tǒng)）5/61.95 （46.8v

46、/48v系統(tǒng)）1.93 （46.3v/48v系統(tǒng)）2/31.96 （47.0v/48v系統(tǒng)）1.94 （46.5v/48v系統(tǒng)）1/21.97 （47.3v/48v系統(tǒng)）1.95 （46.8v/48v系統(tǒng)）1/31.98 （47.5v/48v系統(tǒng)）1.96 （47.0v/48v系統(tǒng)）1/61.98 （47.5v/48v系統(tǒng)）1.96 （47.0v/48v系統(tǒng)）注：1 表中110表示10小時率放電電流，其數(shù)值為電池的標(biāo)稱容量c10的1/10。若電池為多路并聯(lián)，則電池的標(biāo)稱容量為多路并聯(lián)電池的標(biāo)稱容量之和（不允許將不同標(biāo)稱容量的電池組2如果蓄電池組出現(xiàn)落后電池（按110電流放電5h終壓在1.80v

47、以下）應(yīng)及時進(jìn)行更換或恢復(fù)處理。.黑野費(fèi) vlra電池的使用和維護(hù).表7開關(guān)電源相關(guān)參數(shù)設(shè)置表參數(shù)規(guī)范值雙登電池具體參數(shù)浮充電壓2.23 2.28v2.23v/cell均充電壓2.30 2.30v2.30v/ccll充電限流0.10c10ao.locloa高壓警告值57/2.38v/ccll57v低壓警告值45 v高于lvds脫離電壓45v電池溫度補(bǔ)償系數(shù)5.5mv/ccll-°c3mv/ccll-°c電池溫度過度35°c35°clvds脫離電壓44v/22v綜合放電率44vlvds復(fù)位電壓47v/23.8v考慮回路壓降47v均充周期720h機(jī)房電池一般

48、為6個月周期均充時間l10h10h浮充轉(zhuǎn)均充條件>50ma/ah>50ma/ah停電均充時間1 10h1 loh退出均充條件<5ma/ah10ma/ah（并聯(lián)為 20ma/ah）電池分流容量設(shè)定根據(jù)實(shí)際電池容量根據(jù)實(shí)際電池容量電池連接先串后并先串后并電池報廢指標(biāo)小于額定容量的80%小于額定容量的80%電池端電壓差50mv/2 omv回路/開路50mv/20mv回路/開路vlra電池的使用和維護(hù) 2.4.8均充的條件和要求 蓄電池在正常情況下每2個月進(jìn)行一次均充。當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)個別 落后電池、事故放電及電池定期容量檢測，均需對電池進(jìn)行均衡 補(bǔ)充電。其充入電量應(yīng)不低于放出電量的120

49、%-140%，均衡充 電電壓設(shè)定為2.30v/單格（25°c時），最大電流設(shè)定為0.10c10ao 2.4.9停電時的使用要求 蓄電池因事故放電在沒有按照要求補(bǔ)充足電的情況下， 如果基站又停電，不允許由蓄電池繼續(xù)供電。 -次停電累計(jì)放出電量在50%-80%時，均充轉(zhuǎn)浮充后， 浮充時間不少于48h。 -天內(nèi)停電數(shù)次，但累計(jì)放電總?cè)萘吭?0%以下，均充 轉(zhuǎn)浮充后，浮充時間不少于24h。 供電條件較好的基站，每6個月進(jìn)行一次保護(hù)性c10容量 放電（放電深度在50%）,放電后及時充足電。對于停電頻繁，停電時間較長的基站

50、，應(yīng)配備油機(jī)等輔助供電設(shè)備。 當(dāng)蓄電池放電深度達(dá)到80%以上，市電沒有恢復(fù)供電時，采用油機(jī)為基站設(shè)備 供電和對蓄電池及時補(bǔ)充電。2.4.10維護(hù)周期及要求剛安裝好的電池在投入使用時應(yīng)檢查電池在充放電時的端電壓是否正 常，充放電電流是否穩(wěn)定，緊固件是否松動，觸摸結(jié)合部位和端子有無發(fā)燙現(xiàn) 象。每三個月應(yīng)測量一次蓄電池組各單體電壓，觀察其均衡性并做好記錄。維護(hù)人員應(yīng)定期檢查連接條是否位移、松動，排氣閥是否有松動，單體電池是否破損、泄漏，排氣閥排氣是否正常,電池是否干涸,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù)，如現(xiàn)場維護(hù)困難應(yīng)及時與生產(chǎn)廠家聯(lián)系處理。維護(hù)

51、人員應(yīng)定期測量電池浮充電壓，檢查有無過高或過低的電池單體。核對系統(tǒng)總電壓與單體電壓總和有無誤差，如有誤差查明原因并糾正。興護(hù)曲 vlra電池的使用和維護(hù)24.10.6核對系統(tǒng)總電壓與開關(guān)電源總電壓顯示有無誤差，如有誤差須校準(zhǔn)。記錄開關(guān)電源內(nèi)存參數(shù)中有關(guān)停電記錄和充電情況，如有必要須進(jìn)行強(qiáng)充補(bǔ)電。有條件時進(jìn)行30%50%容量放電檢查，并同時檢查有無落后電池，如有落后電池 在經(jīng)過均衡充電浮充電后仍不合格的電池，應(yīng)及時更換，確保電池組充滿后轉(zhuǎn)入正 常浮充。正常使用的蓄電池每一年進(jìn)行一次核對性放電，放電電流為0.1c10a,終止電壓 設(shè)定

52、為1.80v/單體。如果放電時間小于8h,應(yīng)及時補(bǔ)充足電，再重新核對一次。如 果電池放電時間仍小于8h,則視為壽命終止。24.10.10蓄電池火災(zāi)，不能用二氧化碳滅火器，可用四氯化碳滅火器來滅火。注意事項(xiàng)：(1) 電池連接線必須用螺釘擰緊(2) 不要使電池短路(3) 使用前必須充電(4) 不要打開安全閥(5) 保持電池清潔(6) 長期貯存，應(yīng)定期對電池進(jìn)行補(bǔ)充電(7) 事故放電后，蓄電池在沒有及時補(bǔ)充電的情況下，不允許讓蓄電池繼續(xù)供電。使用維護(hù)的常見問題及解答 1閥控密封電池是如何實(shí)現(xiàn)密封的?答:1） 負(fù)極板柵采用無鑄鉛鈣合金，提高負(fù)極析氫過電位， 比低梯合金高200mv,也就是抑制了氫氣的析

53、出，保持一定的內(nèi) 壓。并且有很強(qiáng)的耐腐蝕性。2）、負(fù)極容量高于正極容量，充電時防止負(fù)極析出氫氣,并使02在負(fù)極復(fù)合。3）、采用特制單向安全閥，使電池內(nèi)壓保持一定的平衡， 并且抑制外界氣體（02）進(jìn)入電池內(nèi)部腐蝕負(fù)極板柵，開閥壓!1!力為1823kpa，閉閥壓力不小于8kpa,并且有濾酸片保持電解液濃度一定。4）、采用孔率為90%以上的超細(xì)玻璃纖維隔板，吸附一定 量的電解液，達(dá)到貧液式設(shè)計(jì)，并且留有足夠的氣體通道，能使 氣體在內(nèi)部復(fù)合。唱臥（中eb 名鏢 ''使用維護(hù)的常見問題及解答 2、電池表面為什么會爬酸或極柱漏夜？!1!答:1） 制造工藝方面：極柱的漏酸爬酸，這是柱和蓋相結(jié)合 的工藝問題，密封膠質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)所致。目前雙登新型gfm電 池采用專利極柱密封技術(shù)已解決了這個問題；另外嚴(yán)重漏酸的情 況有上蓋與殼體結(jié)合部分。電池采用熱封技術(shù)已解決這個問題，