鉛酸蓄電池維護與測試技術發展趨勢分析

   鋰電世界  引言

    隨著信息、能源、電子技術的快速發展,VRLA電池目前已被廣泛地應用于郵電、通信、電力、交通、船舶、航空航天、應急照明等諸多領域。與普通的鉛酸蓄電池相比，VRLA電池由于采用了內部氧復合技術，大大緩解了電解液的損耗，從而使蓄電池在免維護狀態下長期服役，而且具有體積小、防爆、電壓穩定、無污染、重量輕、放電性能高、維護量小等優點，所以深受各個行業的青睞。

    但是，VRLA電池自上個世紀80年代投入實際使用以來，也出現了較多的問題和爭議，甚至還對VRLA電池的可靠性產生過懷疑，這對VRLA電池的正常使用和推廣產生了不利的影響。

    作為后備電源，蓄電池是確保設備正常運行的最后一道防線，具有特殊的作用和意義。目前，廣泛應用的VRLA電池聲稱免維護，僅是指平時無須加酸液和水，無須調節電解液的密度。由于蓄電池平時處于浮充狀態，時間一長，就會出現活性物質脫落、電解液干涸、極板變形、極板腐蝕及硫化等現象，從而導致容量降低甚至失效，一旦市電中斷，有可能釀成重大事故。因此，定期對蓄電池進行管理和維護，便能夠保證蓄電池有較長的使用壽命，從而保證通信設備擁有不間斷電源。所以，在通信設備用電源系統的維護中，蓄電池的維護管理占據非常重要的位置。為了充分發揮蓄電池作為后備電源的作用，以保證通信、電力系統的正常運行，使得對后備電源的維護問題成為了我們探討的中心。

1    蓄電池使用壽命

    影響閥控式鉛酸蓄電池實際使用壽命的因素很多，起主要作用的有以下幾方面。

1.1    溫度與容量的關系

    閥控式蓄電池在環境溫度為25℃時的容量為100％；超過25℃時，每升高10℃蓄電池的容量會減少一半；而在25℃以下時，溫度與容量的關系如表1所列。

表1    在25℃以下時溫度與容量的關系

    從表1不難看出，閥控式蓄電池的容量是隨著溫度的變化而變化的，維護人員必須認真做到根據實際溫度的變化合理地調整蓄電池的放電電流，同時要控制好蓄電池的環境溫度使其保持在22℃～25℃以內。

1.2    不同的充電方式對蓄電池壽命的影響

    對閥控式鉛酸蓄電池的維護需要建立精確的充放電制度并加以實施，才能使該蓄電池達到最優的性能和最長的使用壽命。國內外大量研究的結果表明，充放電方式決定了蓄電池使用的壽命，有一些蓄電池與其說是使用壞的，不如說是充電方式不妥被損壞的。在這方面，國內有許多蓄電池生產廠家和科研院所或學校都做過類似的實驗。經泰倫電源技術研究所試驗證明，將蓄電池分成兩組進行實驗，一組采用普通恒壓限流方式進行全容量壽命的試驗，另一組則采用階段恒流充電方式控制充電的容量，并在充電后期采用短時間中等電流沖擊方式進行容量循環壽命的試驗。結果，兩組蓄電池因采用不同的充電方式而得到相差甚大的循環壽命，其中采用階段恒流充電方式的蓄電池循環壽命較長。可見，目前被廣泛采用的恒壓限流充電方式，特別在充電后期是有相當缺憾的。由于目前使用的整流設備，特別是開關電源不具備恒流特性，采用第二種充電的方式還存在一定的困難，為此，陜西柯藍電子有限公司研制出了全新的CR－DC48全自動充電機。

    CR－DC48全自動充電機充電的主要過程是將脈沖充電分成一個或幾個階段，嚴格按照蓄電池充電特性曲線進行自動充電，設計的充電模式是“恒流→（均充穩壓值）定壓減流→（自動判別轉為）涓流浮充”三波段式使電解液降溫。這種方法比較理想，可以消除硫化。

1.3    放電與容量的關系

    大家知道，不同倍率的放電電流會使蓄電池有不同的容量，如表2所列。

表2    放電與容量的關系

    在通信電源直流供電系統中配置的蓄電池容量是不相同的，對蓄電池在實際放電電流下運行的容量應有一個準確的計算。

    這里值得注意的是，在小電流放電條件下形成的硫酸鉛，要氧化還原是十分困難的，這是因為在小電流放電下形成的硫酸鉛顆粒的尺寸遠比大電流放電條件下的大，就是說在大電流條件下晶體形成的速度要比小電流條件下慢，晶體來不及生長就很快被氧化還原了，因而顆粒比較小。而在小電流條件下，較大的硫酸鉛晶體就不容易被還原。如硫酸鉛晶體長期得不到清理，必然會影響蓄電池的容量和使用壽命。