閥控式密封鉛酸蓄電池&sp; 失水&sp; 壽命
&sp;&sp;&sp;&sp; 通信電源系統(tǒng)是電信領(lǐng)域中不可少的一部分，而蓄電池是通信電源系統(tǒng)的重要組成，其正常工作是通信電源系統(tǒng)不間斷供電的重要。近年來(lái)，蓄電池技術(shù)發(fā)展很快，在短短的十幾年里，鉛酸蓄電池從初的開(kāi)口式蓄電池，經(jīng)過(guò)了酸隔爆管式板蓄電池、消氫電池，發(fā)展為閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLA)。隨著蓄電池技術(shù)的不斷完善，其維護(hù)工作大大簡(jiǎn)化，但對(duì)維護(hù)技術(shù)水平的要求也相應(yīng)了。閥控式密封鉛酸蓄電池在我國(guó)推廣使用的時(shí)間不長(zhǎng)，如某電信局早使用VRLA電池是在1992年。當(dāng)時(shí)維護(hù)人員都將VRLA稱為“免維護(hù)”電池，這給閥控密封鉛酸蓄電池的維護(hù)工作帶來(lái)了的負(fù)面影響。實(shí)際上，使用VRLA電池不不能“免維護(hù)”，而且要加強(qiáng)觀測(cè)，不斷積累維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮電池優(yōu)勢(shì)，盡量延長(zhǎng)使用壽命。
1 閥控式密封鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
&sp;&sp;&sp; 閥控式密封鉛酸蓄電池是在富液式電池的基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的，具有少維護(hù)、長(zhǎng)壽命、不形成酸霧等特點(diǎn)，在電信、電力、交通等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。VRLA電池有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
&sp; (1)板之間采用普通隔板，而是用細(xì)玻璃纖維作為隔膜，電解液吸附在隔膜和板中，電池內(nèi)部有游離的電解液；
&sp; (2)采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，控制氣體的產(chǎn)生。在正常使用時(shí)，電池內(nèi)部不產(chǎn)生氫氣 ，只產(chǎn)生少量氧氣，且產(chǎn)生的氧氣可在電池內(nèi)部自行復(fù)合，由電解液吸收；
&sp; (3)電池使用密封殼體結(jié)構(gòu)，電解液不會(huì)泄漏，電池可以臥式安裝，使用方便；
&sp; (4)殼體上裝有排氣閥，當(dāng)電池內(nèi)部壓力過(guò)閾值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，工作。
2 閥控式密封鉛酸蓄電池的使用
&sp; VRLA電池所標(biāo)注的使用壽命一般很長(zhǎng)，如華達(dá)電池和美國(guó)的G電池為20年，日本的GS為15年等，其它大容量電池一般也稱其壽命可10～20年，但實(shí)際使用時(shí)壽命為7～8年或更短。這不與產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)，還與VRLA電池的實(shí)際使用情況有關(guān)，即VRLA電池的壽命受到內(nèi)外兩方面因素的影響。
2.1 影響VRLA電池壽命的外部因素
&sp; 影響VRLA電池壽命的外部因素主要有以下幾個(gè)方面：
&sp; (1)過(guò)充電。實(shí)踐證明，過(guò)充電是影響電池壽命的主要原因。過(guò)充電會(huì)引起電池的正析氧，板深處生成的氧氣從電表面逸出，了殼體內(nèi)壓力，而在形成氣泡過(guò)程中，以強(qiáng)力沖擊PbO2，促使物質(zhì)與板柵結(jié)合力變壞，甚至脫落，影響正負(fù)板物質(zhì)的使用壽命，使電池的容量下降；
&sp; (2)過(guò)放電。VRLA電池同富液式電池一樣，也要避免過(guò)放電，尤其要禁止深度放電。一旦發(fā)生過(guò)放電，電池板表面會(huì)生成大顆粒PbSO4結(jié)晶，此結(jié)晶是恢復(fù)的。久之會(huì)造成板化，大大降低板物質(zhì)的孔率，縮短了電池的使用壽命。
&sp; (3)環(huán)境的影響。一般來(lái)說(shuō)，每種電池在出廠時(shí)廠方都給出了一個(gè)相應(yīng)的環(huán)境溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)使用可以發(fā)揮出電池的效能。由于VRLA電池的結(jié)構(gòu)性，其電解液濃度較大，在低溫、大電流密度下放電時(shí)，負(fù)容易生成致密的PbSO4結(jié)晶層，減慢電化學(xué)反應(yīng)速度，影響放電。另一方面，如果電池工作環(huán)境溫度過(guò)高，過(guò)40℃正析氧加速，加快了正腐蝕速度。
&sp; 以上是一些外界因素對(duì)電池壽命的影響，而內(nèi)部的變化才是電池縮短壽命的直接原因。
2.2 影響VRLA電池壽命的內(nèi)部因素
&sp; VRLA電池屬少液式電池，其中的電解液量受到嚴(yán)格的限制，并且其電解液量在出廠前性加注，一旦減少便很難恢復(fù)。因此，當(dāng)電解液中水分減少到程度 ，就會(huì)引起電池失效。一般情況下，電池隔膜中電解液飽和度應(yīng)在大于95%狀態(tài)正常工作。資料表明，如果有25%的板柵被腐蝕，電池隔膜的飽和度將由95%降至85%，從而使電池容量降低20%以上。按照現(xiàn)行工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，電池容量降低20%，便標(biāo)志電池工作壽命已終結(jié)。這也只是一種理論上的分析。實(shí)際上，電池失水原因多種多樣，一般來(lái)說(shuō)有下列幾種情況：
&sp; (1)由于板柵腐蝕而失水；
&sp; (2)氧復(fù)合反應(yīng)不，不能使100%的氧復(fù)合成水，這些游離的氧氣經(jīng)過(guò)閥排出殼體外；
&sp; (3)由于電池殼體內(nèi)外壓力不同而使水經(jīng)過(guò)殼體材料向外滲透；
&sp; (4)排氣閥壓力設(shè)計(jì)不當(dāng)，經(jīng)常動(dòng)作而失水；
&sp; (5)維護(hù)過(guò)程中發(fā)生過(guò)充電，電解液中水份被大量離解成氣體，由閥排出體外而失水；
&sp; (6)其他非正常失水，包括電池質(zhì)量問(wèn)題等。
&sp; 經(jīng)計(jì)算，如果氧復(fù)合效率為99%，一個(gè)1000Ah的電池在正常浮充狀態(tài)下一年將失水60g，即年失水量為0.6%。根據(jù)某個(gè)廠家提供的資料，由于板柵腐蝕而引起的年失水量約為0.77%。這兩項(xiàng)相加時(shí)，將使年失水量1.37%。因此，如果失水10%將引起電池容量損失20%，這意味著蓄電池使用7年后將因失水而失效。
&sp; VRLA電池的浮充電流受浮充電壓的影響較GGF型敏感。如果GGF型電池的浮充電壓由2.15V升至2.25V時(shí)，浮充電流一倍多，而對(duì)VRLA電池來(lái)說(shuō)，當(dāng)單體電池浮充電壓接近2.3V時(shí)，其浮充電流比正常浮充電壓2.25V時(shí)大約增加了2倍多。這意味著，如果電池長(zhǎng)期工作在較高的浮充電壓下，電池內(nèi)部通過(guò)的電流，將會(huì)使電解液不斷地被分解成氣體，除一部分被內(nèi)部復(fù)合吸收外，仍會(huì)有一些氣體通過(guò)閥泄漏出去。長(zhǎng)此以往，其引起失水的數(shù)量也是不容忽視的。
&sp; 浮充電流的大小還會(huì)受到環(huán)境溫度的影響。當(dāng)浮充電壓時(shí)，外界環(huán)境溫度越高，浮充電流越大。同時(shí)，溫度升高，還會(huì)使電池內(nèi)部氣壓升高，閥提前開(kāi)啟，氣體外泄，使失水增加。
&sp; 電池失水一般表現(xiàn)在整組電池中少數(shù)一個(gè)或幾個(gè)單體電池上。其主要原因?yàn)椋寒?dāng)整組電池出廠時(shí)，每個(gè)電池單體不可能保持一致；同時(shí)，由于其自身固有的特點(diǎn)，每個(gè)VRLA電池浮充電壓的分散性較大；雖然在浮充3至6個(gè)月后，各單只電池的端電壓將趨于平衡，但仍有少數(shù)電池與整組不相一致；在浮充或充電過(guò)程中，其端電壓相對(duì)升高，使內(nèi)部過(guò)生氣體，而對(duì)其他電池來(lái)說(shuō)又使兩端的電壓降低，從而使這一單體電池過(guò)早“壽終正寢”。
&sp; 某市話局原使用的1050Ah電池，其中有一只過(guò)早失效 ，正是由這種情況引起的。另有一臺(tái)UPS，因其中一只電池失效而停止工作。經(jīng)解剖這只電池，發(fā)現(xiàn)也是因失水而失效。是不是因失水而失效的電池就報(bào)廢了呢?上述所說(shuō)的UPS電池是12V10Ah電池。筆者將其閥打開(kāi)，發(fā)現(xiàn)隔膜和板間電解液已干，就均勻向每一格子里注蒸餾水，當(dāng)液沫剛好浸過(guò)隔膜和板時(shí)停止，然后用恒流充電法以0.05C10對(duì)其充電。當(dāng)充到10小時(shí)后，再用恒壓法以每只2.35V的電壓充20小時(shí)。停充后靜置2～6小時(shí)，這時(shí)電池內(nèi)部電解液已被吸收。后，蓋好閥。經(jīng)這樣的處理后，對(duì)它進(jìn)行放電容量試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其容量仍可80%以上?？梢?jiàn)，因失水而失去容量的電池仍有再利用的價(jià)值。
3 對(duì)VRLA電池維護(hù)的建議
&sp; 下面對(duì)VRLA電池的維護(hù)提幾點(diǎn)建議。
&sp; (1)由于VRLA電池的結(jié)構(gòu)，其電解液密度大，內(nèi)阻相對(duì)較高，因此其浮充電壓要較富液式電池高一些。一般來(lái)說(shuō)，常溫下GGF電池采用2.15V浮充電壓，而VRLA電池的浮充電壓應(yīng)為2.23V。
&sp; (2)保持蓄電池室內(nèi)的環(huán)境溫度不能過(guò)高。按廠方提供的資料，VRLA電池的浮充電壓應(yīng)根據(jù)溫度不同進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
&sp; (3)由于整組電池的各個(gè)單體的不平衡會(huì)使電池過(guò)早失效。因此，應(yīng)定期檢查每只單體電池的端電壓，發(fā)現(xiàn)有電壓或的單體電池，及時(shí)分析原因，找出合理的解決辦法。一般來(lái)說(shuō)，浮充運(yùn)行時(shí)，各個(gè)單體電池電壓應(yīng)不低于2.18V。如低于此值，則要進(jìn)行均衡充電。
&sp;&sp; (4)進(jìn)行均衡充電時(shí)，注意均充電壓不能過(guò)高，通常采用每只2.30V，不要過(guò)2.35V。

標(biāo)準(zhǔn)系列　設(shè)計(jì)壽命F P型號(hào)-5年LFP型號(hào)-10年CFP型號(hào)-18&sp;&sp;&sp;長(zhǎng)壽命達(dá)12年&sp; OPZV/OPZS系列達(dá)20年以上

4．安裝使用

(1)使用前請(qǐng)檢查蓄電池的外觀

(2)蓄電池的安裝須由人士來(lái)進(jìn)行。

(3)電池不可在密閉或者高溫的環(huán)境下使用（建議循環(huán)使用溫度為-5～35℃.)

(4)安裝搬運(yùn)電池時(shí)應(yīng)均勻受力，受力處應(yīng)為蓄電池的殼部分，避免損傷柱。

(5)電池在多只并聯(lián)使用時(shí)，請(qǐng)按電池標(biāo)識(shí)“+”、“－”性依次排列，電池之間的距離不能小于－15mm。

(6)在電池連接過(guò)程中，請(qǐng)戴好護(hù)手套，使用扭矩扳手等金屬工具時(shí)，請(qǐng)將金屬工具進(jìn)行緣包裝，避免將金屬工具同時(shí)接觸到電池正、負(fù)端子.

(7)若需要電池并聯(lián)使用，一般不要過(guò)三組（只）并聯(lián).

(8)和外接設(shè)備連接之前，使設(shè)備處于斷開(kāi)狀態(tài)，然后再將蓄電池（組）的正連接設(shè)備的正，蓄電池（組）的負(fù)連接設(shè)備的負(fù)端，并緊固好連接線。

5．注意事項(xiàng)

(1)非人士不得打開(kāi)蓄電池，以免危險(xiǎn)，如不慎電池殼破裂，接觸到，請(qǐng)用大量清水沖洗，要時(shí)請(qǐng)就醫(yī)。

(2)使用多個(gè)電池時(shí)，要注意電池間的連線正確無(wú)誤，注意不要短路。

(3)使用過(guò)程中應(yīng)避免強(qiáng)烈震動(dòng)或機(jī)械損傷

(4)使用上、下帶有通氣孔的電池容器以便散熱。

(5)請(qǐng)不要讓雨水淋到蓄電池，或者將電池浸入水中。

(6)電池的清掃請(qǐng)用盡量擰干的濕抹布進(jìn)行，請(qǐng)不要使用干布或撣子等，請(qǐng)勿使用化學(xué)清洗劑清洗電池。

(7)請(qǐng)勿在同箱中混用容量不同，新舊不同，廠家不同的電池。

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2.2充電

2.2.1充電方法
　　充電方法，對(duì)電池來(lái)講很重要，不正確的充電方對(duì)電池過(guò)充或欠充，影響電池的性能和壽命。
　　常用的充電方法有以下兩種。
　　A、恒壓限流充電，
　　B、恒流充電

　　恒壓限流充電：
　　對(duì)閥控鉛酸電池，該充電方法是閥控鉛酸蓄電池的充電方法?？刂频某潆婋妷号c環(huán)境溫度和電池的使用方式有關(guān)。
　　備用電池充電：2.23 ~2.30/單格，在25℃時(shí)，
　　循環(huán)用電池充電：2.40~2.50/單格，在25℃時(shí)。

　　注：開(kāi)始充電電流一般定為不大于0.3C_A，

　　圖5、6為電池充電曲線圖，由圖可以看出，在25℃下當(dāng)電池的充電電壓為2.30V/單格時(shí)，電池充滿電時(shí)，充電電流下降為0.5~4mA/AH，保持不變。
　　當(dāng)電池充電為2.4V/單格時(shí)，電池充滿電時(shí)，充電電流下降為3~10MA/AH，保持不變。

　　恒電流充電：
　　使用該方法對(duì)電池充電時(shí)，注意電池充滿電時(shí)須立即切斷充電電源，否則會(huì)造成電池過(guò)充電，而損害電池性能和壽命，采用恒電流充電時(shí)，充電電流一般不大于0.1CA，當(dāng)充電電量上電池放電量的1.07~1.15倍時(shí)，即對(duì)電池充足電。

2.2.2溫度對(duì)電池充電電壓的影響：
　　由于化學(xué)反應(yīng)隨溫度的升高而加速，隨溫度的降低而變慢。
　　為了對(duì)電池過(guò)充或 欠充，當(dāng)電池環(huán)境溫度不在15℃~35℃時(shí)，則需對(duì)電池充電電壓進(jìn)行調(diào)整。
　　調(diào)整方法為：
　　 以25℃為基準(zhǔn)，電壓調(diào)整系數(shù)為：&plun;3MV/℃ 單格l（備用電池）； &plun;4MV/℃單格l（循環(huán)用電池），
　　 例如：某UPS采用8只12V65AH做備用電池，夏天時(shí)電池機(jī)房溫度為40℃， 則充電電壓由8×6×2.30=110.40應(yīng)降為：
　　8*6*[2.30-3(40-25)/1000]=108.24V
　　冬天時(shí)電池機(jī)房溫度降為10℃，則充電電壓應(yīng)由110.40V為:
　　8*6*[2.30＋3(25-10)/1000]=112.56V ?。▓D七）為電池充電電壓和溫度關(guān)系曲線圖。

2.2.3充電時(shí)間：
　　 對(duì)備用的電池來(lái)講，當(dāng)電池供電后，對(duì)電池重新充電所需要的時(shí)間，一般不少于24H。對(duì)循環(huán)用電池來(lái)講，如果知道上的放電量及初始充電電流，可以按如下公式計(jì)算出環(huán)境溫度為25℃需要的充電時(shí)間。
　　A、當(dāng)放電電流大于0.25CA時(shí)，
　　Tch = Cdis/I + 3~5
　　B、當(dāng)放電電流小于0.25CA時(shí)，
　　Tch = Cdis/I + 6~10
　　注： Tch 電池充滿電所需的充電時(shí)間（H）
　　　　Cdis 電池上放電的電量（AH）
　　　　I 初始充電電流（A）