密封鉛酸蓄電池內(nèi)阻

1、密封鉛酸蓄電池內(nèi)阻分析下載：         上傳時間：11-26        文件大?。?5k        作者：桂長清柳瑞華 · 前言現(xiàn)在我國郵電部門已廣泛采用閥控式密封鉛蓄電池作為通信電源。由于這種電池是密封的， 不像原來的自由電解液固定型鉛蓄電池那樣透明直觀，又無法直接測量電解液密度，因而給使用維護工作帶來一定的困難。于是人們希望通過檢

2、測電池內(nèi)阻的辦法來識別和預測電池的性能。目前進口的和國產(chǎn)的用于在線測量電池內(nèi)阻的VRLA電導測試儀已在一些部門得到應用。然而實踐中可以發(fā)現(xiàn)，利用在線檢測閥控式密封鉛蓄電池內(nèi)阻(或電導)來識別和判斷電池的性能并不能令人滿意。本文擬在分析電池內(nèi)阻的組成、測試原理和方法的基礎(chǔ)上，闡述這一方法的適用條件及其局限性。1蓄電池內(nèi)阻的組成宏觀看來，如果電池的開路電壓為V0，當用電流I放電時其端電位為V，則r( V0-V)/I就是電池內(nèi)阻。然而這樣得到的電池內(nèi)阻并不是一個常數(shù)，它不但隨電池的工作狀態(tài)和環(huán)境條件而變，而且還因測試方法和測試持續(xù)時間而異。究其實質(zhì)，乃因電池內(nèi)阻r包括著復雜的而且是變化著的成分。理論

3、電化學早已指出，電池在充電或放電時其端電壓V是由以下3部分組成的：(1)式中的IR稱為歐姆極化，它是由電池內(nèi)部各組件的歐姆內(nèi)阻R引起的；是由電極 附近液層中參與反應或生成的 離子的濃度變化引起的，稱為濃差極化；是由反應粒子進行電化學反應所引起的，稱為活化極化。由(1)式 可知， 宏觀上測出的電池內(nèi)阻(即穩(wěn)態(tài)內(nèi)阻)R是由3部分組成的：歐姆內(nèi)阻R、濃差極 化內(nèi)阻Rc和活化極化內(nèi)阻Re。歐姆內(nèi)阻R包括電池內(nèi)部的電極、隔膜、電解液、連接條和極柱等全部零部件的電 阻。雖 然在電池整個壽命期間它會因板柵腐蝕和電極變形而改變，但是在每次檢測電池內(nèi)阻過程中 可以認為是不變的。濃差極化內(nèi)阻既然是由反應離子濃度變

4、化引起的，只要有電化學反應在進行，反 應離子的濃 度就總是在變化著的，因而它的數(shù)值是處于變化狀態(tài)，測量方法不同或測量持續(xù)時間不同， 其測得的結(jié)果也會不同?；罨瘶O化內(nèi)阻是由電化學反應體系的性質(zhì)決定的；電池體系和結(jié)構(gòu)確定了，其活化極化內(nèi)阻 也就定了；只有在電池壽命后期或放電后期電極結(jié)構(gòu)和狀態(tài)發(fā)生了變化而引起反應電流密度 改變時才有改變，但其數(shù)值仍然很小。2電池內(nèi)阻的測量原理2.1直流法測電池歐姆內(nèi)阻對于平板式單電極而言，當有階躍電流i流過時，其電位就會隨時間t而變化，當 t 5×10-5s時，電位變化可用下式表示1：(2)式中Cd表示電極附近雙電層電容值，io為交換電流密度，R為電極歐

5、姆內(nèi)阻，N、R、T、F、n均為常數(shù)，其物理意義可參閱文獻1。(2)式等號右邊的第一項iR表示電極歐姆內(nèi)阻引起的電位變化，它與時間無關(guān)； 第2項表 示濃差極化隨時間的變化；第3項表示因給電極附近的雙電層電容充電引起的電位變化，在 t0時其值也0；第4項則表示電極反應的電化學極化，鉛蓄電池的i0較大 ，則1/i0必然很小。由此可知，當t0時，iR。由此看來，在電池中有階躍電流I流過時，電位就要發(fā)生變化；只要測出t0時電 池電位的變化V，就可以算出電池的歐姆內(nèi)阻。試驗結(jié)果表明12，當電池以恒電流I放電時，測出其在0.51ms內(nèi)電位的 變化 V1，則由RV1/I即可算出電池的歐姆內(nèi)阻。用此法測得3Q1

6、0 5汽車電池歐姆 內(nèi)阻1.8m，單格電池為0.6m1；200Ah的VRLA為0.5m2。目前在一些部門使用的VRLA電導測試儀，其測試原理與此相似。它將已知頻率(大約為10Hz) 和幅度的電位加在單元電池的端子上，觀察相應的電流輸出3，用此法測取電池 的電導 (或電阻)。由于其頻率較低，信號持續(xù)時間較長(100ms)，則測得的電阻值中既含有歐姆 內(nèi) 阻又含有變化著的濃差極化內(nèi)阻(此時活化極化內(nèi)阻忽略了)。2.2交流法測電池內(nèi)阻在工作4中介紹了用交流阻抗法測密封鉛蓄電池內(nèi)阻，其交流信號頻率變化范圍 為0. 05Hz10kHz。由于電池阻抗模與頻率的對數(shù)之間沒有嚴格的線性關(guān)系，但在高頻區(qū)(1kH

7、z 10kHz)卻變化較少，于是取此時的阻抗模作為電池內(nèi)阻，結(jié)果得到6V/4Ah密封鉛蓄電池內(nèi) 阻為40m。由于電池中的電極是多孔性的，而且又是多片電極緊密并聯(lián)在一起的，它的交流阻抗等效電 路極其復雜，至今尚無法從理論上精確地解決，只能根據(jù)在平板電極上得到的理論分析結(jié)果 近似地處理電池中的多孔性電極問題。再者從(1)式可以看出，電池中有恒定電流流過時， 其端電位是隨時間而變化的，不同的時刻測得的電位變化中包含了不同的成分，因而用本方 法測得的電池內(nèi)阻是隨交流信號的頻率而變化的。過去也曾用交流阻抗法測電池內(nèi)阻，但均得不出準確的結(jié)果，其主要原因是無法建立準確的 等效電路，并且受外來噪聲的干擾比較嚴

8、重。3電池內(nèi)阻跟荷電態(tài)的關(guān)系在工作2中采用直流電壓降法對200Ah/2V的密封鉛蓄電池歐姆內(nèi)阻測試結(jié)果如表1 所示。對浮充狀態(tài)下工作 的電池測試結(jié)果表明，在電池失效之前其容量很少變化，歐姆內(nèi)阻也變化不大；一旦電池容 量迅速下降時，其歐姆內(nèi)阻也同步增大。雖然如此，但仍然得不到電池歐姆內(nèi)阻跟電池容量 (荷電態(tài))之間的嚴格的數(shù)學關(guān)系。表1電池荷電態(tài)與歐姆內(nèi)阻的關(guān)系 荷電態(tài)/% 100 85 68 歐姆內(nèi)阻/m 0.50 1.20 1.93· 根據(jù)文獻4采用交流阻抗法對6V/4Ah密封蓄電池的測試結(jié)果，在電池剩余容量高于4 0%時，電池的內(nèi)阻(它包含了歐姆內(nèi) 阻和部分濃差極化內(nèi)阻)幾乎是相同

9、的；只是在低于40%時，其內(nèi)阻才迅速增加。此結(jié)果跟文 獻2中觀察到的相似，即密封鉛蓄電池在使用過程中(電池容量高于80%)，其內(nèi)阻改變很 ??；一旦電池內(nèi)阻有了顯著變化，則電池的壽命也即告終止了。在電池剩余容量與內(nèi)阻之間 沒有找到嚴格的數(shù)學關(guān)系。4電導法在線測量結(jié)果的分析根據(jù)以上對單個電池的測量結(jié)果，再來觀察和分析當前郵電部門使用的電導測試儀對密封鉛 蓄電池組的測試結(jié)果。表2列出了用電導法對2V/300Ah閥控式密封鉛蓄電池內(nèi)阻和電位的測試結(jié)果。前2 行取自文獻 3，后4行取自曹昌勝先生在1998年4月召開的通信電源檢測技術(shù)會議上發(fā)表的論文。表2 中最下排的代表該組電池的電導或電壓的平均值；S表

10、示它們的標準差，它代表了該組電池中 各單電池電導或電壓的離散程度。S越小，則該蓄電池組中各單電池的性能越均勻，反之亦然。S/則代表了相對標準差。表2電導法對在線電池的測試結(jié)果電池號 電壓/V 電導/kS 放電 充電電 壓/V 電導/kS 電壓/V 電導/kS1 2.26 1.02 2.08 2.33 2.37 2.702 2.24 1.35 2.08 2.08 2.33 2.1733 2.28 0.702 2.07 2.25 2.33 2.254 2.24 0.936 2.10 2.78 2.32 1.815 2.29 1.35 2.12 2.88 2.32 2.106 2.26 1.36 2

11、.02 2.19 2.30 2.287 2.24 0.548 2.04 2.23 2.32 2.088 2.23 1.52 2.01 2.12 2.46 2.429 2.23 0.938 2.02 2.07 2.29 1.7110 2.26 1.21 2.08 2.61 2.34 2.1511 2.24 1.34 2.00 2.24 2.33 2.3712 2.27 1.05 2.03 2.17 2.37 2.2013 2.21 1.40 2.10 2.39 2.36 2.2114 2.26 1.05 2.02 2.28 2.29 2.1015 2.27 1.69 2.08 2.86 2.58

12、 2.6816 2.24 1.31 2.03 2.18 2.29 2.2017 2.29 1.53 2.03 2.25 2.37 2.3718 2.26 1.37 2.02 2.30 2.33 2.5419 2.30 1.64 2.02 2.04 2.30 1.8120 2.27 0.768 2.04 2.09 2.30 2.2021 2.18 0.345 2.06 2.24 2.42 2.8822 2.27 0.826 2.02 2.03 2.42 2.7323 2.23 1.70 2.03 2.39 2.31 2.0824 2.27 1.08 2.03 2.35 2.30 1.842.25

13、4 1.170 2.047 2.306 2.348 2.245S 0.0272 0.359 0.0333 0.244 0.0669 0.304S/ 0.0120 0.307 0.0163 0.106 0.0285 0.136從表2數(shù)據(jù)可以看出：電池的電導跟電壓之間沒有對應的關(guān)系，同一組電池的各個 電導之間的離散程度遠大于電壓之間的離散程度，對同樣的2V/300Ah電池，不同作者 用不同電導儀測試的結(jié)果會相差1倍以上。造成上述現(xiàn)象的原因看來首先在于目前用電導 儀測得的電池“電導”的含義不夠明確， 它既包含了電池歐姆內(nèi)阻的影響，又包含了變化著的濃差極化電阻的作用。再者從所測的電導值來看，電池的內(nèi)阻

14、是在m級，測量過程中接觸電阻引入的誤差(接近m級)嚴重干擾了測試結(jié)果。因此用電導儀測試密封鉛蓄電池內(nèi)阻時，必須由專人細心操作，盡量減少引入的誤差，這樣 得出的數(shù)據(jù)才能真正反映電池實際。對照相同情況下電池電壓的分布，其離散性則小得多。 這是因為電極的電位是電極表面熱力學和動力學狀態(tài)的直接反映，并且在測量過程中引入的誤差較電導測量要小，因而電池在充電或放電過程中(不是開路靜置時)電位的變化比較更能反映電池的狀態(tài)。5結(jié)論a.密封鉛蓄電池的內(nèi)阻是復雜的，它包含了電池的歐姆內(nèi)阻、濃差極化內(nèi)阻 、電化學反應內(nèi)阻以及雙層電容充電時的干擾作用。b.用不同的測試方法和不同時刻測得的內(nèi)阻值中包含的成分及其相對含量

15、是不同的，因而 測得的內(nèi)阻值也不相同。c.密封鉛蓄電池內(nèi)阻(或電導)跟電池容量之間沒有觀察到嚴格的數(shù)學關(guān)系，無法根據(jù)單個 電池的內(nèi)阻(或電導)值去預測電池使用壽命。但電池內(nèi)阻突然增大或電導突然減小時，則預 示著電池壽命即將終止。參考文獻1，桂長清，包發(fā)新.大容量電池歐姆內(nèi)阻的測定.電源技術(shù)，1984，(6)：13 152，Isamu Kurisawa,Masashi Iwata.Internal resistance and deterior ation of VRLA for stand-by applications.GS News Technical Report,1997,(2):19

16、253，陳熙.閥控式密封鉛蓄電池的管理計劃.通信電源技術(shù)，1998，(3)：33354，佘沛亮，陳體銜.閥控式密封鉛蓄電池的內(nèi)阻.蓄電池，1995，(3)：36 密封鉛蓄電池的電導與容量的關(guān)系下載：         上傳時間：11-26        文件大?。?0k        作者：桂長清柳瑞華 · d前言根據(jù)電池的某些性能參數(shù)無需放電就可預

17、知電池的容量或荷電態(tài)，是電池行業(yè)和電化學工作者們長期以來關(guān)注的問題，研究電池內(nèi)阻和荷電態(tài)之間的關(guān)系是其中之一。對開口式鉛蓄電池而言，根據(jù)電解液密度來判定電池荷電態(tài)已是眾所周知的了；但對閥控式密封鉛蓄電池來說，這種辦法卻無法使用。近幾年來，國內(nèi)外一些電信設備生產(chǎn)廠家和論文作者，根據(jù)密封鉛蓄電池電導(或內(nèi)阻)跟容量或荷電態(tài)之間的某種相關(guān)關(guān)系，提出用電池電導測試儀在線檢測電池電導，來推斷電池的放電容量，預測電池使用壽命。仔細分析已有的研究試驗結(jié)果和現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，密封鉛蓄電池電導與容量之間的這種相關(guān)關(guān)系是受一定條件限制的，不適用于在線的合格的電池，因而用密封鉛蓄電池的電導值去推斷放電容量的做法

18、并不可取。1開口式鉛蓄電池交流阻抗特性早在20年以前就有文獻12報導了開口式鉛蓄電池交流阻抗跟電池荷電態(tài)之間關(guān)系的研究結(jié)果。所用的電池是75Ah的鉛蓄電池，選取的交流信號頻率f=10100Hz。這是由于f200Hz時電池的感抗太大，f10Hz時要求測量用的電容太大。根據(jù)交流阻抗測試結(jié)果得出，鉛蓄電池阻抗主要受電荷轉(zhuǎn)移過程，即活化極化所控制，同時受擴散過程的干擾，即所測得的電池內(nèi)阻值中除了歐姆內(nèi)阻和活化極化內(nèi)阻之外，還包含了其數(shù)值隨測量時間或信號頻率而變化的濃差極化內(nèi)阻。圖1示出電池的等效并聯(lián)電阻Rp、等效串聯(lián)電阻Rs和阻抗模數(shù)Z隨電池荷電態(tài)的變化?？梢钥闯觯姵氐暮呻姂B(tài)在50%以上時，Rp、R

19、s和Z幾乎是不變的，只是荷電態(tài)在50%以下時才迅速增加，這與我們早年得到的研究結(jié)果3相一致。圖1Rp、Rs和Z對荷電態(tài)關(guān)系2VRLA交流阻抗特性文獻4報導了對6V4Ah小型密封鉛蓄電池交流阻抗特性的測量結(jié)果。所用的交流信號幅度為10mV，頻率范圍為0.05Hz10kHz。由于鉛蓄電池交流阻抗中有感抗存在，不能采用在復數(shù)平面圖中相應虛部為零時阻抗實部值作為電池內(nèi)阻值，而采用電池阻抗模變化最小的高頻區(qū)(0.1kHz10kHz)中阻抗實部的平均值作為電池內(nèi)阻，此時濃差極化的干擾就相對小一些。圖2給出了該電池內(nèi)阻與剩余容量的關(guān)系?？梢钥闯?，在剩余容量高于40%的區(qū)間內(nèi)，電池內(nèi)阻幾乎沒有變化，而且?guī)缀醪?/p>

20、受放電電流的影響；當剩余容量小于40%時，電池內(nèi)阻卻明顯增大，而且放電電流越小，電池內(nèi)阻增加越快。圖2內(nèi)阻與剩余容量關(guān)系3VRLA的電導測試文獻5介紹了用電池電導測試儀對GFM840L型閥控式密封鉛蓄電池內(nèi)阻的測試結(jié)果。該電池全充電后進行10h率放電，其內(nèi)阻變化如圖3所示?？梢钥闯?，在放電過程前期(04h)，電池的內(nèi)阻可以認為沒有變化，待放電后期(此時電池容量已小于50%)，電池內(nèi)阻就明顯增大。圖3GFM840型VRLA內(nèi)阻隨變化曲線從以上3種情況下不同時期的不同作者，采用不同的方法對不同型式的鉛蓄電池內(nèi)阻測試的結(jié)果可以看出：不論是用交流阻抗測試儀還是電池電導測試儀，所用的交流信號頻率如何，電

21、池型式(開口的和密封的)、容量和工作狀態(tài)如何，雖然測得的鉛蓄電池內(nèi)阻值有差異，但它們卻有一個共同點，即鉛蓄電池的內(nèi)阻(或電導)在荷電態(tài)高于50%時幾乎是沒有變化的；只有在荷電態(tài)低于50%時電池的內(nèi)阻才會迅速升高。這就是說，當鉛蓄電池的荷電態(tài)在50%以上時，它的電導跟容量之間不存在相關(guān)關(guān)系，無法根據(jù)電池的電導值去推斷電池的放電容量。4VRLA電導與放電時間統(tǒng)計結(jié)果有關(guān)資料6介紹了國外用Midfronic Celltron and Midtron電導測試儀對VRLA的測試和統(tǒng)計結(jié)果。被測的電池容量范圍為2001000Ah，電池系統(tǒng)由3組并聯(lián)(每組24只電池)至18組并聯(lián)，電池荷電態(tài)為0100%。圖

22、4表示具有不同初始電導的225Ah電池用42A電流放電至1.75V時的放電曲線。按照一般VRLA放電性能推算，新的225Ah電池用42A放電至1.75V的時間約為260270min，即圖4的曲線1相當于新電池的放電曲線。將圖中各條曲線所示的數(shù)據(jù)稍加處理，可以得到表1所示的結(jié)果。圖4225Ah的VRLA用42A放電曲線表1不同初始狀態(tài)下的電池放電特性 電池編號 1 2 3 4 放電前電池電導S 849 517 388 281 放電時間min 270 110 100 25 放電容量Ah 189 77 70 18 占額定容量比例/% 100 40.7 37.0 9.5 占最大電導值比例/% 100

23、60.9 45.7 33.1· 按照目前電導儀的使用說明，有人主張以電池容量達額定值80%時的電導值作為門限值，也有人主張以最高電導值的80%作為門限值(事實上這兩個數(shù)值是不同的)，低于該值的電池就是落后電池。從表1數(shù)據(jù)可以看出，不論如何規(guī)定，只有曲線1所代表的電池是合格的電池。根據(jù)YDT7991996(通信用閥控式密封鉛蓄電池技術(shù)要求和檢驗方法)的規(guī)定，電池的放電容量低于額定值80%就算失效，因而曲線24所代表的電池均為失效電池。既然這種電池是不允許繼續(xù)使用的，那么如此描繪失效電池的放電曲線有多大的實際意義呢圖5示出168個1000Ah電池(7組)用263A放電至1.80V的放電時

24、間跟電池電導之間的關(guān)系的統(tǒng)計結(jié)果。從這些數(shù)據(jù)點的分布情況來看，似乎電池的電導跟放電時間存在線性相關(guān)的趨勢，但仔細一分析則會發(fā)現(xiàn)存在問題。263A放電至1.80V的時間圖5放電容量與電導的關(guān)系按照VRLA一般放電性能，1000Ah的電池用263A放電至1.80V，其放電時間應不低于170min，即放電容量應當為745Ah，則容量達到額定值80%的電池的放電時間應當為136min。從圖5數(shù)據(jù)點位置來看，放電時間在136170min之間的電池的電導值在2.43.1kS范圍之內(nèi)，但電池容量跟電導之間看不出有什么相關(guān)關(guān)系，這跟本文前面所述的用交流阻抗法或電導儀測試的結(jié)果是一致的。雖然將放電容量為0100

25、%的電池全部統(tǒng)計進去，似乎電導與容量之間存在線性相關(guān)關(guān)系(盡管其誤差非常大)；但必須指出，合格的在線的電池容量都必須不低于額定值80%，達不到這一要求的電池是不準在線使用的，因而根據(jù)電導儀測得的VRLA電導值去預測電池的放電容量是危險的。6結(jié)論a.不論是開口式鉛蓄電池還是閥控式密封鉛蓄電池，當電池荷電態(tài)高于50%時，其電導(或內(nèi)阻)基本上是沒有變化的；電導與容量之間不存在相關(guān)關(guān)系。b.雖然將容量范圍在0100%內(nèi)的全部電池進行統(tǒng)計，電池電導與容量之間出現(xiàn)了誤差很大的線性相關(guān)關(guān)系，但這其中的電池絕大部分已屬不準使用的失效電池。c.用VRLA電導值去推斷在線使用的電池容量值是欠妥的；但從電導值的變

26、化去推測VRLA是否失水的做法是可取的。參考文獻1Hampson N A,Sagr Karunathilaka,Leek R.The impedance of electrical storage cellsJ.J Appl Electrochemistry,1980(10):3112Gopikanth M L,Sathyanarayana S.Impedance parameters and the state of charge. lead acid batteryJ.J Appl Electrochemistry，1979，(9):3693793桂長清，包發(fā)新.大容量電池歐姆內(nèi)阻的測定J

27、.電源技術(shù)，1984(6)：134佘沛亮，陳體銜.閥控式密封鉛蓄電池內(nèi)阻J.蓄電池，1995(3)：35徐曼珍.在線測量VRLA荷電量技術(shù)的進展A.通信電源技術(shù)交流文集.郵電通信電源五屆三次技術(shù)交流會議C.威海，1998.14196鼎利通信器材公司.閥控式鉛酸電池的電導檢測技術(shù)J.電信商情，1998，(5)：117 通信用密封鉛蓄電池常見故障原因和解決辦法 發(fā)布時間： 2005-7-27 16:42:13 被閱覽數(shù)： 573 次 來源： 中國電源情報網(wǎng) 文字 大 中 小 自動滾屏（右鍵暫停） 摘 要:論述了通信用閥控式密封鉛蓄電池組常見故障出現(xiàn)的原因和解決方法，早期診斷和預防蓄電池組可能出現(xiàn)的

28、故障，以期延長電池壽命，確保通信電源系統(tǒng)的可靠性。1 電池早期失效1.1 早期失效及其危害性早期失效指的是一些閥控式密封鉛蓄電池組在使用過程中，只有數(shù)個月或1年其電容量就低于額定值的80；或整組電池雖然普遍很好，但其中個別電池的性能急劇變差。電池組中若有個別電池失效，那么恒電流充電時一是電壓會迅速升高，即在整組電池尚未充足電時失效電池已處于過充電狀態(tài)，電池溫度升高失水速度加大，并導致整組電池充電電壓升高；二是會引起整組電池充電電流下降，延長充電時間。若個別電池出現(xiàn)內(nèi)部短路時，其充電電壓就低于其他電池，當整組電池已充足電時，該落后電池卻尚未充好。長此下去就會出現(xiàn)惡性循環(huán)，影響整組電池性能。多組并

29、聯(lián)使用的蓄電池組中若有一組電池失效，則在充電時會出現(xiàn)各組電池充電電流不勻（即偏流）現(xiàn)象。若發(fā)展下去，會導致正常的蓄電池組提前失效。1.2 早期失效原因與對策1.2.1 電池設計欠妥實踐表明，電池中正負極板跟玻璃纖維隔板中電解液脫離接觸是導致密封鉛蓄電池早期失效的根本原因。為此，應當適當提高極群組裝壓力，使AGM隔板壓縮率達到1520；同時適當增加電解液量，并在電池外殼強度允許的條件下適當提高氣閥的開啟壓力，以減少開閥次數(shù)和失水。1.2.2 生產(chǎn)工藝和原材料個別早期失效電池的出現(xiàn)，一般是由于生產(chǎn)過程中的個別偶然因素引起的。比如組焊極群時有微小鉛粒落入極群中，電池加酸量控制不嚴，不合格部件裝入電池

30、，某些原材料不合格等。為此，必須嚴格控制各工序的質(zhì)量。1.2.3 維護工作跟不上過去有人把閥控式密封鉛蓄電池稱之為免維護電池，在使用過程中不去注意維護，使電池性能迅速變差。所以應當消除這一誤解，明確電池維護工作是延長電池壽命的關(guān)鍵性因素。為避免蓄電池組中混入早期失效電池，建議在新電池裝入電源系統(tǒng)之前進行一次檢查性深放電，即以10時率放電電流放至1.80V左右，然后再充足電裝進電源系統(tǒng)之中。如果各個電池放電終止前的電壓差別不大，比較均勻，則本組電池性能一定不錯；如若其中個別電池電壓下降很快，則很可能是落后電池，必須查明原因采取措施。2 電池失水 2.1 電池失水及其危害性閥控式密封鉛蓄電池是在“

31、貧液”狀態(tài)下工作的其電解液完全貯存在多孔性的隔膜之中。一旦失水，電池放電容量就要下降。當水損失達到3.5mlAh時，電池容量會降至初始容量的75以下；當水損失達到25時，電池壽命將會終止。使用效果表明，當前大部分閥控式密封鉛蓄電池組容量下降的原因，都是由電池失水造成的。前節(jié)已經(jīng)指出，一旦電池失水，就會引起電池正負極板跟隔膜脫離接觸或供酸量不足，引起電池放不出電來。 2.2 電池失水的原因 2.2.1 氣體復合不完全標準中規(guī)定了氣體復合效率>95，實際上正常狀態(tài)下可以使復合效率達到9798，也就是說總會有23的氧從電池內(nèi)部溜出來。這部分氧來源于電解水反應，其量雖小，但數(shù)年累積起來其量就是可

32、觀的了。如果電池灌酸量太多，則氣體復合效率會進一步降低。 2.2.2 電池密封不好或單向閥太松這是造成充電產(chǎn)生的氧逸出電池的重要原因。尤其是在均衡充電或補充充電時，由于充電電壓提高了，析氧量就增大，電池內(nèi)部壓力增大，一部分氧來不及復合就沖出單向閥外逃。 為此，在電池外殼強度允許的條件下，盡量提高單向閥的開啟壓力。 2.2.3 浮充電壓控制不嚴通信用閥控式密封鉛蓄電池一直都是處于浮充狀態(tài)下工作的，浮充電壓選擇是否妥當對電池壽命影響極大。浮充電壓選得偏高或電池溫度升高時，若沒有及時將浮充電壓調(diào)下來，就會加速電池失水過程。 2.3 減少電池失水的措施這一工作要由電池生產(chǎn)廠家和用戶協(xié)力進行，下邊只就維

33、護過程提出幾點意見。（1）正確選擇及時調(diào)整浮充電壓浮充電壓過高，電解水反應加劇，析氣速度大，失水量必然增大；浮充電壓過低，雖然可降低失水速度，但容易引起極板硫酸鹽化。因而必須根據(jù)電源系統(tǒng)負荷電流大小、停電頻次以及電池溫度和電池組新舊程度及時調(diào)整浮充電壓。表1列出了不同溫度時的浮充電壓值，供參考。 （2）盡可能使環(huán)境溫度保持在20±5，這樣方可保持電池內(nèi)部溫度不超過30，短時間內(nèi)也不超過35。（3）定期檢測電池內(nèi)阻（或電導）目前一些單位用電導儀測電池電導，以此判斷電池質(zhì)量狀態(tài)?？墒钱旊姵亟M電容在50以上時，測得的電導值幾乎沒有變化，只是在低于50時其電導值才會迅速下降。因而對使用中的蓄

34、電池組（容量均在80以上）不能用電導（或內(nèi)阻）來估算電池容量，當然也就不能預測電池的使用壽命。然而對同一電池而言，一且發(fā)現(xiàn)內(nèi)阻異常增大，則很可能是失水所致，其結(jié)果必然導致容量下降。（4）適當補加蒸餾水使用一段時間的閥控式密封鉛蓄電池，如果出現(xiàn)內(nèi)阻很快增加，那么可設法補加一些蒸餾水，電池容量將會有所改善。加水時不要加得太多，以免堵塞氣體通道，影響氧氣復合。當然，如果電池出現(xiàn)硫酸鹽化或電池處于壽命后期，即使補加水也是無濟于事的。 3 電池熱失控閥控式密封鉛蓄電池如果使用、維護不當，則會使電池內(nèi)的溫度和電流發(fā)生一種積累性的相互增強作用，使電池溫度迅速升高。輕者會使電池槽變形“鼓肚子”，導致電池失效；

35、重者還會波及到整個通信電源系統(tǒng)，使電路和設備蒙受損失。3.1 出現(xiàn)熱失控的原因 3.1.1 氧復合反應2pbO22PbOQ1 Q1219.2kJmol（1）PbOH2SO4PbSO4H2OQ2Q2172.8kJmol（2） 氧復合反應是放熱反應，它將導致電池溫度升高，如不及時下調(diào)浮充電壓就會使浮充電流加大，后者又引起析氧量加大，復合反應加劇。如此反復積累，將會導致電池出現(xiàn)熱失控。 3.1.2 電池結(jié)構(gòu)緊湊閥控式密封鉛蓄電池必須緊湊裝配，電解液貯存在多孔性隔板中，這樣散熱比較困難。它不象開口式自由電解液鉛蓄電池可以在充電析氣時攪拌電解液，有利于散熱。當電池內(nèi)部有局部短路時，電池溫度會升得更高。3

36、.1.3 電池周圍環(huán)境溫度升高在夏天或野外，氣溫會升得較高，超過35以上，此時浮充電流就相應增加。若不及時降低浮充電壓，則會使電池溫度迅速升高。3.2 預防措施雖然閥控式密封鉛蓄電池本身在不斷放熱并且散熱困難，但只要采取適當措施并認真進行維護，熱失控是可以防止的。（1）正確選擇及時調(diào)整浮充電壓這一措施至關(guān)重要，已在上節(jié)論述，此處不再重復說明。（2）注意檢測電池溫度氧復合反應是在負極上進行的，因而負極的溫度應當最高；再者極柱和板柵是金屬，是熱的良導體，它對電池溫度升高的敏感性肯定比外殼要強，因而建議不斷監(jiān)測負極柱溫度，尤其是夏天或中午時，要特別注意電池溫度升高。（3）加強電池室的通風管理，最好是

37、裝空調(diào)，以防環(huán)境溫度升高。4 電池性能的劣化4.1 對通信電池均勻性的要求在YDT7991996通信用閥控式密封鉛蓄電池技術(shù)要求和檢驗方法中規(guī)定：通信用閥控式密封鉛蓄電池組中各單電池的開路電壓之差不大于20mV；在通信用閥控式密封鉛蓄電池的使用維護規(guī)定中，要求各單電池的浮充電壓之差應當在平均電壓的±50mV之內(nèi)，即允許浮充電壓的最高值與最低值相差不大于100mV。前一要求通常是可以滿足的，后一要求在電池壽命中后期是比較難達到的。上述對電池開路電壓和浮充電壓均勻性的規(guī)定，只包含最大值和最小值之差，即極差。建議采用數(shù)理統(tǒng)計學中采用的標準差來衡量蓄電池組的均勻性。（3）式中Xi表示蓄電池組

38、中各單塊電池的開路電壓或浮充電壓值，-X表示上述數(shù)值的平均值，n代表蓄電池組中包括的電池數(shù)。 4.2 影響電池均勻的因素 4.2.1 電池原材料和半成品的規(guī)格和質(zhì)量原材料中的有害雜質(zhì)會降低電池的浮充電壓，加速電池自放電。隔板和極板厚度和吸酸量的不均勻性也會使浮充電壓不勻。 4.2.2 單向閥的開啟和關(guān)閉壓力電池在長期使用過程中很難做到使單向閥的開啟和關(guān)閉壓力始終保持均勻一致。開啟壓力大的電池極群上部空間的氣體壓力大，則浮充電壓就高，反之亦然。 4.2.3 注酸量閥控式密封鉛蓄電池是貧液設計，電池的放電容量常常受酸量控制，因而其浮充電壓時電池的注酸量非常敏感。 4.2.4 電池生產(chǎn)工藝的控制對閥控式密封鉛蓄電池生產(chǎn)工藝的要求比自由電解液式電池要苛刻得多。只有在每道工序上都按工藝規(guī)定要求去做，才能最大限度地保持電池性能的均勻性。 4.3 蓄電池組均勻性的變化4.3.1 開路電壓 理論電化學早已指出，電池的開路電壓V0是電池中用以貯存或釋放電能的電極體系熱力學狀態(tài)的反映。一旦電極體系確定