閥控式密封鉛酸蓄電池的應用與維護

表1美國工業(yè)電池市場(chǎng)銷(xiāo)售情況及預測(單位：百萬(wàn)美元)

＊指草地、花園、玩具和一些特殊的使用場(chǎng)合

＊＊指鏟車(chē)、卡車(chē)、自動(dòng)導向車(chē)輛及機場(chǎng)地勤車(chē)輛

　　從表1可以看出，美國鉛酸電池的銷(xiāo)售前景是很好的。特別是通信、UPS方面，其銷(xiāo)售占固定用電源總額70％。而且，這些領(lǐng)域中，新的設備使用電池和舊設備更換電池大都采用VRLA電池。

　　我國從80年代中期開(kāi)始研制VRLAB，但都是小型電池，上海復華實(shí)業(yè)股份有限公司從1986年開(kāi)始研制小型VRLAB，裝入自行設計的UPS設備中進(jìn)行試用定型，于1991年通過(guò)上海市新產(chǎn)品鑒定，并開(kāi)始制造POWERSON牌容量從1.2～100Ah的MF全系列VRLA電池，將其推向市場(chǎng)，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，榮獲1993年度上海市科技進(jìn)步二等獎。90年代初，為了適應我國電信事業(yè)的發(fā)展，復華公司引進(jìn)美國、德國先進(jìn)的電池設備和技術(shù)，在上海嘉定復華高新技術(shù)園區內建立了現代化的電池廠(chǎng)，研制出POWERSON固定型GMF系列VRLAB，容量從200～3000Ah，廣泛應用于通信、電力和UPS系統。POWERSON牌VRLAB已通過(guò)信息產(chǎn)業(yè)部、電力部、總參、國家產(chǎn)品質(zhì)量監督機構及美國UL的檢測認可，制造廠(chǎng)也通過(guò)了ISO－9001質(zhì)量體系認證。如今，VRLAB在我國已遍地開(kāi)花，市場(chǎng)競爭更加激烈。然而，只有制造設備，生產(chǎn)工藝及管理水平上檔次的制造商，才能贏(yíng)得用戶(hù)的信賴(lài)。3使用要求與維護方法

　　VRLAB在我國推廣應用已有十多年了，由于其不溢酸霧、少維護的特性，受到愈來(lái)愈多用戶(hù)的青睞。但從用戶(hù)使用情況來(lái)看，還有不少用戶(hù)不甚了解VRLAB使用要求，認為是不要維護的，在更換傳統鉛酸電池時(shí)，也未調整充電電壓，甚至仍用恒流充電制，由于電池過(guò)充過(guò)放，熱失控等情況，致使電池早期失效。因此，加強對VRLAB使用要求和維護方法的宣傳，正確理解“免維護”的含義，對進(jìn)一步推廣VRLAB應用是非常必要的。

　　影響VRLAB使用壽命的主要因素是熱失控和失水，下面分別討論它們的起因和預防措施[3]：

　　(1)熱失控的產(chǎn)生與預防

　　由于充電電壓和電流控制不當，在充電后期，會(huì )出現一種臨界狀態(tài)，即熱失控。此時(shí)，蓄電池的電流及溫度發(fā)生積累性的相互增強作用，使電池槽殼變形（“鼓肚子”），如有一用戶(hù)，在安裝2000Ah電池組時(shí)，線(xiàn)路接錯，少接二只電池，即48V變成44V，而充電電壓又按照53.7V進(jìn)行浮充，這樣每只電池浮充電壓從2.23V變成2.44V，充電一個(gè)月后，由于電池內部熱積累，排氣不及，使電池“鼓肚子”，這是比較嚴重的故障。

　　應該指出，在正常浮充電壓下是不可能產(chǎn)生熱失控的，只有人為操作和設備失控使電壓過(guò)高，或電池組中個(gè)別電池嚴重故障如短路、反極時(shí)才可能產(chǎn)生。因此，正確選擇浮充電壓和定期檢查每個(gè)電池的“健康情況”是非常重要的，如果環(huán)境溫度變化較大，應根據溫度補償加以校正。

　　(2)電池失水與預防

　　VRLAB是在“貧液”狀態(tài)下工作的，其氣體復合效率應接近100％。如果制造工藝中，電池處于“富液”狀態(tài)，會(huì )使隔板中O2的通道阻塞，氣體復合效率降低，電池內壓力增大，特別是在安全閥性能不良情況下，失水更加嚴重，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期后，電池會(huì )失水而干涸。

　　當然，由于浮充電壓過(guò)高，電解水反應加劇，析氣速度加快，失水也必然增加。另外，使用環(huán)境溫度過(guò)高，未調整浮充電壓，也同樣會(huì )產(chǎn)生失水現象。因此，除了制造商應嚴格控制電池中電解液的數量以外，用戶(hù)應創(chuàng )造一個(gè)最佳溫度（20±5℃）使用環(huán)境和嚴格控制浮充電壓運行條件，保證電池組有較長(cháng)的使用壽命。

　　此外，每只電池浮充電壓一致性不好，也會(huì )使個(gè)別高浮充電壓的電池失水，而過(guò)早失效。因此，通過(guò)維護手段使電池浮充電壓比較一致，也是延長(cháng)電池組使用壽命的有效方法。為了保證電源無(wú)故障運行，延長(cháng)電池組使用壽命，這里提出如下運行維護方案：

　?。?）充電要求

　　鉛酸電池放電產(chǎn)物是硫酸鉛，若不及時(shí)轉化掉，會(huì )使電池處于充電不足狀態(tài)，從而降低電池放電容量和縮短電池使用壽命。因此，必須使電池組處于充足電狀態(tài)。一般采用“恒壓充電制”，對不同情況，可分浮充和均充。

　?、俑〕涑潆?p>　　在線(xiàn)式電池組是長(cháng)期并聯(lián)在充電器和負載線(xiàn)路上，作為后備電源的工作方式。一般情況下，都采用浮充充電，單體電池電壓控制在2.25V，并定期觀(guān)察、記錄浮充電壓變化。如果單體電池電壓偏低，說(shuō)明電池充電不足，容量不夠，應注意跟蹤。

　?、诰涑潆?p>　　如果電池組在浮充過(guò)程中存在落后電池（單體電池電壓低于2.20V），或浮充三個(gè)月后，宜進(jìn)行均充過(guò)程，其單體電池電壓控制在2.35V，充6～8小時(shí)（注意一次均充時(shí)間不宜太長(cháng)），然后調回到浮充電壓值，再觀(guān)察落后電池電壓變化，如電壓仍未到位，相隔二周后再均充一次，一般情況下，經(jīng)過(guò)3～6個(gè)月浮充，均充后，新電池組的浮充電壓會(huì )逐步趨于一致。

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　　雖然電池的工作溫度范圍很寬，可在－15℃～＋45℃范圍內運行，但是電池運行最佳環(huán)境溫度為25℃左右，如果環(huán)境溫度變化較大，需用溫度系數進(jìn)行補償（－3mV/℃），可參考表2調整充電電壓值。

表2不同環(huán)境溫度的浮充電壓值

　?。?）維護方法

　　如果在半年內，電池組從未放過(guò)電，應對電池組進(jìn)行一次治療性充放電維護操作。

　?、俜烹姴僮?p>　　放電是為了檢查電池容量是否正常，一般采用10小時(shí)率放電，有條件的可用假負載放電；從用戶(hù)方便考慮，也可直接用負載進(jìn)行放電，即拉掉市電，用電池組供電，考慮到安全性，放電深度控制在30～50％為宜。當然，有條件可放電更深一些，容易暴露電池潛在的問(wèn)題。并且每小時(shí)檢測一次單體電池電壓，通過(guò)計算放出電池容量，對照表3電壓值，判斷電池是否正常。

表3電池放出不同容量的標準電壓值（10小時(shí)率）