鋰電世界 引言
隨著信息、能源、電子技術(shù)的快速發(fā)展,VRLA電池目前已被廣泛地應(yīng)用于郵電、通信、電力、交通、船舶、航空航天、應(yīng)急照明等諸多領(lǐng)域。與普通的鉛酸蓄電池相比，VRLA電池由于采用了內(nèi)部氧復(fù)合技術(shù)，大大緩解了電解液的損耗，從而使蓄電池在免維護(hù)狀態(tài)下長期服役，而且具有體積小、防爆、電壓穩(wěn)定、無污染、重量輕、放電性能高、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，所以深受各個(gè)行業(yè)的青睞。
但是，VRLA電池自上個(gè)世紀(jì)80年代投入實(shí)際使用以來，也出現(xiàn)了較多的問題和爭議，甚至還對(duì)VRLA電池的可靠性產(chǎn)生過懷疑，這對(duì)VRLA電池的正常使用和推廣產(chǎn)生了不利的影響。
作為后備電源，蓄電池是確保設(shè)備正常運(yùn)行的最后一道防線，具有特殊的作用和意義。目前，廣泛應(yīng)用的VRLA電池聲稱免維護(hù)，僅是指平時(shí)無須加酸液和水，無須調(diào)節(jié)電解液的密度。由于蓄電池平時(shí)處于浮充狀態(tài)，時(shí)間一長，就會(huì)出現(xiàn)活性物質(zhì)脫落、電解液干涸、極板變形、極板腐蝕及硫化等現(xiàn)象，從而導(dǎo)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(duì)蓄電池進(jìn)行管理和維護(hù)，便能夠保證蓄電池有較長的使用壽命，從而保證通信設(shè)備擁有不間斷電源。所以，在通信設(shè)備用電源系統(tǒng)的維護(hù)中，蓄電池的維護(hù)管理占據(jù)非常重要的位置。為了充分發(fā)揮蓄電池作為后備電源的作用，以保證通信、電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使得對(duì)后備電源的維護(hù)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(shí)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(guān)系
閥控式蓄電池在環(huán)境溫度為25℃時(shí)的容量為100％；超過25℃時(shí)，每升高10℃蓄電池的容量會(huì)減少一半；而在25℃以下時(shí)，溫度與容量的關(guān)系如表1所列。
表1 在25℃以下時(shí)溫度與容量的關(guān)系
| 溫度/℃ | 當(dāng)前容量/％ |
|---|---|
| 25 | 100 |
| 20 | 95 |
| 15 | 90 |
| 10 | 84 |
| 5 | 76 |
| 0 | 71 |
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(hù)人員必須認(rèn)真做到根據(jù)實(shí)際溫度的變化合理地調(diào)整蓄電池的放電電流，同時(shí)要控制好蓄電池的環(huán)境溫度使其保持在22℃～25℃以內(nèi)。
1.2 不同的充電方式對(duì)蓄電池壽命的影響
對(duì)閥控式鉛酸蓄電池的維護(hù)需要建立精確的充放電制度并加以實(shí)施，才能使該蓄電池達(dá)到最優(yōu)的性能和最長的使用壽命。國內(nèi)外大量研究的結(jié)果表明，充放電方式?jīng)Q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(nèi)有許多蓄電池生產(chǎn)廠家和科研院所或?qū)W校都做過類似的實(shí)驗(yàn)。經(jīng)泰倫電源技術(shù)研究所試驗(yàn)證明，將蓄電池分成兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一組采用普通恒壓限流方式進(jìn)行全容量壽命的試驗(yàn)，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(shí)間中等電流沖擊方式進(jìn)行容量循環(huán)壽命的試驗(yàn)。結(jié)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(huán)壽命，其中采用階段恒流充電方式的蓄電池循環(huán)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(dāng)缺憾的。由于目前使用的整流設(shè)備，特別是開關(guān)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(lán)電子有限公司研制出了全新的CR－DC48全自動(dòng)充電機(jī)。
CR－DC48全自動(dòng)充電機(jī)充電的主要過程是將脈沖充電分成一個(gè)或幾個(gè)階段，嚴(yán)格按照蓄電池充電特性曲線進(jìn)行自動(dòng)充電，設(shè)計(jì)的充電模式是“恒流→（均充穩(wěn)壓值）定壓減流→（自動(dòng)判別轉(zhuǎn)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(guān)系
大家知道，不同倍率的放電電流會(huì)使蓄電池有不同的容量，如表2所列。
表2 放電與容量的關(guān)系
| 放電率/h | 蓄電池額定容量的百分?jǐn)?shù)/％ | 放電電流倍數(shù) | 終止電壓/V |
|---|---|---|---|
| 0.5 | 45 | 7 | 1.7 |
| 1 | 55 | 5.14 | 1.75 |
| 3 | 75 | 2.5 | 1.8 |
| 10 | 100 | 1.0 | 1.8 |
在通信電源直流供電系統(tǒng)中配置的蓄電池容量是不相同的，對(duì)蓄電池在實(shí)際放電電流下運(yùn)行的容量應(yīng)有一個(gè)準(zhǔn)確的計(jì)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?yàn)樵谛‰娏鞣烹娤滦纬傻牧蛩徙U顆粒的尺寸遠(yuǎn)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(huì)影響蓄電池的容量和使用壽命。