后备VRLA电池运行中的检测与自动测试

1.2 影响蓄电池寿命的环境因素

（ 1 ）、环境温度

蓄电池正常运行的温度是 20 ～ 40 ℃，最佳运行温度是 25 ℃。当温度每升高 5 ℃，蓄电池的使用寿命降低 10% 。

（ 2 ）、环境湿度

蓄电池的运行湿度应该在 5 ～ 95% （不结露）之间，环境湿度过高，会在蓄电池表面结露，容易出现短路；环境湿度过低，容易产生静电。

（ 3 ）、灰尘

灰尘过多，容易使蓄电池短路，安全阀堵塞失效。

1.3 VRLA 蓄电池失效模式

1 ）、电池失水

铅酸蓄电池失水会导致电解液比重增高、导致电池正极栅板的腐蚀，使电池的活性物质减少，从而使电池的容量降低而失效。

铅酸蓄电池密封的难点就是充电时水的电解。当充电达到一定电压时（一般在 2.30V ／单体以上）在蓄电池的正极上放出氧气，负极上放出氢气。一方面释放气体带出酸雾污染环境，另一方面电解液中水份减少，必须隔一段时间进行补加水维护。阀控式铅酸蓄电池就是为克服这些缺点而研制的产品，其产品特点为：采用密封式阀控滤酸结构，使酸雾不能逸出，达到安全、保护环境的目的。但密封蓄电池不逸出气体是有条件的，即：电池在存放期间内应无气体逸出；充电电压在 2.35V ／单体（ 25 ℃）以下应无气体逸出；放电期间内应无气体逸出。但当充电电压超过 2.35V ／单体时就有可能使气体逸出。因为此时电池体内短时间产生了大量气体来不及被负极吸收，压力超过某个值时，便开始通过单向排气阀排气，排出的气体虽然经过滤酸垫滤掉了酸雾，但毕竟使电池损失了气体（也就是失水），所以阀控式密封铅酸蓄电池对充电电压的要求是非常严格的，不能过充电。

2 ）、负极板硫酸化

电池负极栅板的主要活性物质是海棉状铅，电池充电时负极栅板发生如下化学反应

PbSO4 + 2e = Pb + SO4-

正极上发生氧化反应：

PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO4- + 2e

放电过程发生的化学反应是这一反应的逆反应，当阀控式密封铅酸蓄电池的荷电不足时，在电池的正负极栅板上就有 PbSO4 存在， PbSO4 长期存在会失去活性，不能再参与化学反应，这一现象称为活性物质的硫酸化，硫酸化使电池的活性物质减少，降低电池的有效容量，也影响电池的气体吸收能力，久之就会使电池失效。

为防止硫酸化的形成，电池必须经常保持在充足电的状态。

3 ）、正极板腐蚀

由于电池失水，造成电解液比重增高，过强的电解液酸性加剧正极板腐蚀，防止极板腐蚀必须注意防止电池失水现象发生。

4 ）、热失控

热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐步损坏蓄电池。从目前国内蓄电池使用的状况调查来看，热失控是蓄电池失效的主要原因之一。造成热失控的根本原因是：

普通富液型铅酸蓄电池由于在正负极板间充满了液体，无间隙，所以在充电过程中正极产生的氧气不能到达负极，从而负极未去极化，较易产生氢气，随同氧气逸出电池。

因为不能通过失水的方式散发热量， VRLA 电池过充电过程中产生的热量多于富液型铅酸蓄电池。

浮充电压应合理选择。浮充电压是蓄电池长期使用的充电电压，是影响电池寿命至关重要的因素。一般情况下，浮充电压定为 2.23 ~ 2.25V/ 单体（ 25 ℃）比较合适。如果不按此浮充范围工作，而是采用 2.35V ／单体（ 25 ℃），则连续充电 4 个月就可能出现热失控；或者采 2.30V/ 单体（ 25 ℃），连续充电 6 ~ 8 个月就可能出现热失控；要是采用 2.28V/ 单体（ 25 ℃），则连续 12 ~ 18 个月就会出现严重的容量下降，进而导致热失控。热失控的直接后果是蓄电池的外壳鼓包、漏气，电池容量下降，严重的还会引起极板形变，最后失效。

2 铅酸蓄电池在后备电源运行中的问题

我们所研究的蓄电池是作为后备电源使用的，平时处于充电状态，与充电装置的输出并联，一旦市电中断，蓄电池立即开始放电。与循环深度放电使用情况相比，由于蓄电池长期处于浮充状态，即使偶然放电，因放电深度与市电中断时间有关，因此很难获得蓄电池的保有容量。在电池运行过程中检测蓄电池的劣化程度（ SOH-State of health ）是用户最为关心的问题，也是后备方式使用蓄电池的最大难题之一。

目前后备蓄电池运行中存在的隐患：

1 ） 蓄电池寿命无法达到设计要求

目前我们使用的蓄电池都存在这样的问题，在蓄电池安装时，蓄电池的厂家都称阀控铅酸蓄电池在浮充下的使用寿命可以达到 10 年以上。但在实际中，蓄电池往往在三年时就出现严重劣化，使用超过 5 年的蓄电池更是少之又少。这其中存在两个方面的问题，其一，个别蓄电池厂家夸大蓄电池的使用寿命；其二，在使用中对于蓄电池的管理以及维护，没有有效、合理地进行，造成蓄电池在早期就出现劣化，并且没有及时发现落后电池，致使劣化积累、加剧，导致蓄电池过早报废。