风帆直流屏电源蓄电池

电力通讯基站风帆蓄电池的维护与修复作为后备电源的大容量铅酸蓄电池（以下简称“电池”）是基站电源的保障。在国内出现“电荒”的时候，后备电源的可靠性显得格外重要。在长三角和珠三角地区，每周内停三供四的时间很多，甚至出现停四供三更加严重的局面。多数处于野外的基站，其供电是难以保证都是采用一、二类电源的，这样，电池的可靠性题目尤其严重。固然目前的科学技术飞速发展，近年铅酸蓄电池的发展也比较快，基本上以大型阀控密封式铅酸蓄电池代替了防酸隔爆型电池。就是大型阀控密封式铅酸蓄电池近些年也在发展。但是大容量的固定电池还是以铅酸蓄电池为的选择。如何延长铅酸蓄电池的正常使用寿命，一直是业内人士探讨的主要题目。相同的电池，在不同的设备条件、不同的使用条件和不同维护条件下使用寿命相差很大。这就需要在设备条件、使用条件和维护条件上寻找其差异。而电池失效的的几个主要现象是：a．正极板软化；b．正极板板栅腐蚀；c．负极板硫化；d．失水；e．少数电池出现热失控（包括电池鼓胀）。下面，就以电池失效模式来探讨设备条件、使用条件和维护条件对电池失效的影响及其应对方法。一、电池的失效模式及其原因1、电池的正极板软化电池的正极板是由板栅和活性物质组成的，其中活性物质的有效成分就是氧化铅。放电的时候氧化铅转为硫酸铅，充电的时候硫酸铅转为氧化铅。氧化铅是由α氧化铅和β氧化铅组成的，在2种氧化铅中以其中α氧化铅荷电能力小但是体积大，比β氧化铅坚硬，主要起支撑作用；β氧化铅恰好相反，荷电能力大但是体积小，比α氧化铅软，主要起荷电作用。α氧化铅是在碱性环境中天生的，在电池内部一旦出现参与放电以后，充电只能够生产β氧化铅。正极板的活性物质是多孔结构的，就与电解液——硫酸的接触面积来说，多孔结构是平面的数十倍。假如α氧化铅参与放电以后，重新充电以后只能够天生β氧化铅，这样就失往了支撑，不仅仅会产生正极板活性物质脱落，而且脱落的活性物质还会堵塞正极板的微孔，导致正极板参与反应的真实面积下降，形成电池容量的下降。后备电源的电池使用年限要求比较严格，对电池的容量要求比较宽，因此后备电源使用的电池α氧化铅和β氧化铅比例比深循环的动力型电池大一些。为了减少α氧化铅参与放电，一般控制放电深度仅仅为40％。随着电池的使用时间的增加，电池的容量下降，新电池放电40％的电量，对于旧电池来说必然超过40％的，所以旧电池就相当于放电深度深，电池的正极板软化也会被加速。所以，电池的容量寿命曲线的后期下降速率远远高于中期。电池容量越小，放电深度越深，α氧化铅损失也越多，正极板软化也越严重，导致电池容量下降越快，形成了恶性循环。这样，电池的放电深度需要严格控制。实现这个控制的是靠基站的电源治理系统的设置。目前控制电池放电深度的主要标准还是一次放电量和放电电压。这样，尽可能避免在应急的时候强制放电，而应该按照放电量来增加电池的容量。2、电池的正极板腐蚀正极板的板栅中的铅在充电过程中或被氧化为氧化铅，并且不能够再还原为铅，形成正极板腐蚀。而氧化铅的体积比铅的体积大，形成体积线性增加变形，使正极板活性物质与板栅脱离，导致正极板失效。而过充电会严重加速正极板腐蚀。我们一般以为不会产生过充电状态。实际上，基站的浮充电压假如跟不上环境温度的上升而进行下降的补偿，过充电就产生了。如基站的空调不够或者损坏，电池的过充电也会产生。这样电池的正极板板栅在不同的使用条件下会有不同的腐蚀速度。长三角和珠三角地区的正极板腐蚀也会比内地严重，这与电池的使用环境温度关系密切。3、电池的负极板硫化电池放电以后，负极板的铅转换为硫酸铅，假如不及时充电或者充电时间比较长，这些硫酸铅晶体就会逐步聚积而形成粗大的硫酸铅结晶，采用普通的充电方式是无法恢复的所以称为不可逆硫酸铅盐化，简称硫化。在折合单格电压为2.25V的浮充状态下，电池基本布满电需要一周的时间，完全布满电需要28天的时间，其间电池就处于欠充电状态。在电池放电以后的12小时，就可以发现产生粗大的硫酸铅结晶。在发生电荒的地区，电池的硫化相当严重。在一般浮充状态下使用，随着昼夜环境温度的变化，硫酸铅结晶也会聚积而形成粗大硫酸铅结晶而导致硫化。在冬季环境温度比较低的时候，电池的浮充电压应该相应的提升，假如浮充电设备没有依据室温相应的调解上升，电池欠充电就会产生，电池硫化也就产生了。失水的电池相当于电解液的硫酸浓度上升，也形成了加速电池硫化的条件。较快速的充电可以抑制电池的硫化，基站的充电电流相对都比较小，所以硫化程度比充电电流大的电池严重。另外，浮充电压波动越小，浮充电流的扰动越小，也形成了电池硫化的条件。采用低锑合金的正极板的电池，浮充电压比较低，也比其它铅钙锡铝合金电池更加轻易出现硫化。从上面的硫化失效原因看看，很多电池是无法避免的。特别是电池组发生单体电池落后的时候，个别落后的单体电池处于欠充电状态，这样该电池比其它电池更加轻易硫化。电池一旦出现硫化，靠单纯的浮充和均充是无法解决的，必须采取其它措施。目前我公司的技术主要就是消除电池的硫化，使之恢复原有标称容量，重新投进使用。4、电池的失水电池充电达到单体电池2.35V（25℃）以后，就会进进正极板大量析氧状态，对于密封电池来说，负极板具备了氧复合能力。假如充电电流比较大，负极板的氧复合反应跟不上析氧的速度，气体会顶开排气阀而形成失水。假如充电电压达到2.42V（25℃），电池的负极板会析氢，而氢气不能够类似氧循环那样被正极板吸收，只能够增加电池气室的气压，后会被排出气室而形成失水。电池具备负的温度特性，其析气也与温度特性一致。当电池温升以后，电池的析气电压也会下降，温升会导致电池轻易析气失水。长三角和珠三角地区夏季环境温度比较高，假如没有空调或者空调容量不足，会使电池失水增加。假如单体电池的浮充电压折合为2.25V，在30℃的时候，电池失水比25℃条件下增加一倍，在40℃条件下，电池失水是25℃的8倍左右，除非相应的降低浮充电压。假如电池的正极板含锑，随着锑的循环，部分的转移到负极板上面。由于氢离子在锑还原的超电势约低200mV，于是负极板锑的积累会导致电池的充电电压降低，充电的大部分电流用来做水分解而形成失水。所以，在大型固定型电池中应该逐步淘汰低锑正极板的电池。另外，对在电池生产过程中，应该严格控制铅钙锡铝正极板的含量。5、电池的热失控电池在均充状态时，充电电压会达到折合单格2.4V，这个电压超过了电池正极板大量析氧的电压，特别是在高温环境中，大量析氧电压会下降，这样产生的析氧量会大幅度的增加。而正极板产生的氧气在负极板会被吸收，吸收氧气是明显的放热反应，电池的温度会提升。假如电池已经出现失水，玻璃纤维隔板的无酸孔隙增加，会加速负极板吸收氧气，产生的热量会更多，电池温升也更高。而电池的温升也会加速正极板析氧，形成恶性循环——热失控。在热失控状态下，析氧量增加，电池内的气压增加，当达到塑料电池外壳的玻璃点温度的时候，电池开始鼓胀变型，这种变型除了影响电池内部的机械结构以外，还会形成电池漏气，而导致更加严重的失水漏酸。尽管电池热失控现象发生的未几，但是一旦发生热失控，电池的寿命会迅速提前结束。6、电池的不均衡新电池的容量、开路电压和内阻应该进行严格的配组。所以新电池一般离散性比较小。随着电池使用，电池在制造工艺中必然存在的微小差距会被扩大。如电池开阀压的区别，会导致电池失水不同。失水多的电池相当于电池的硫酸比重提升，导致电池开路电压增加，也是该单体电池的充电电压相当于其它电池电压高，而在串联电池组中的其它电池分配的电压就会下降，形成其它电池的欠充电。欠充电的电池内阻会增加，放电的时候电池电压会更低，充电电压跟不上，导致电池电压高的更高，低的更低。电池正极板软化的差异随着充放电也会被扩大。当电池正极板发生软化的时候，脱落的活性物质会堵塞一部分微孔，正极板上单位面积的电流密度会增加，而增加电流密度的反应部分的充放电活性物质的膨胀收缩更加厉害，导致正极板软化被加速，这样就形成容量落后的电池更加落后。电池的负极板发生硫化，放电电流的密度也会增加，相当于增加了放电深度，硫酸铅结晶会比较集中在放电部位，形成较大的硫酸铅结晶。硫酸铅结晶体积越大，其吸附能力也相对增加，导致硫化更加严重。而硫化的电池在放电过程中也相当于增加了放电深度，硫化也更加严重。所以，电池容量的下降也会形成恶性循环。从电池的寿命容量曲线看，电池的容量总体上是逐步加速的。凡是电池出现不均衡，总是加速的。对于电池的不均衡，目前比较有效的方法是对落后单体电池通过再生复原技术进行容量恢复，使之不再落后。二、对策1、设备治理与改造a.机房环境温度对电池的寿命影响至关重要。除了配备相应的空调设备以外，应该增加和完善机房温度的远测，在中心机房就可以发现任意一个机房温度超温（高温顺低温）报警，以便及时处理。b.检测浮充电压和均充电压与环境温度的的关系，应该依据电池的特性具备－3mV～－4mV/℃/单格的特性。2、均衡充电和容量配组为了防止电池落后，对单格电压低的电池进行单独充电。现在已经开发了2V/50A的充电器，可以用来给落后的电池单独充电。也可以通过2V/50A的放电器对进行精确的容量测试。以便进行容量配组。3、消除硫化消除电池硫化目前有效的就是我公司的蓄电池超级再生复原技术，它能迅速消除电池硫化，恢复电池容量，使报废电池重新投进使用。风帆蓄电池的修复技术是近几年才发展起来的一项应用技术，是一项绿色环保的修复技术，不管是使用添加化学活化剂来修复还是使用物理方法充电模式的改变来对早期电性能失效或已到使用期，但电极未损坏的铅酸蓄电池进行修复都是很有效的，是既经济又节约的方法。如果把加化学活化剂的方法和加变幅脉冲充电方法结合起来进行对电性能失效的铅酸蓄电池修复效果会更好。通常情况下90%以上的失效电池都具有可修复性，可以进行三次左右的修复，可以延长电动车用铅酸蓄电池的寿命一年左右。用扫描共振频率技术对UPS用铅酸蓄电池的修复和供配电机房用的铅酸蓄电池的在线修复更为经济有效，可以减少因部分电池的失效而对电池的更换。用胶接粘合或用热熔胶粘合技术修复因碰撞、跌落、摔打造成的机械损伤的电池壳体是很有效的修复方法。对铅酸蓄电池修复技术的开发和应用体现了对建设环保型社会的理解和贯彻。电池的修复延长了电池的使用寿命，可以为使用者减少购置新电池的经费支出，减少了供应电池的压力，从而可以减少因铅酸蓄电池的生产产生对环境的汚染，是很有价值并值得推广应用的新技术。电动助力车电池的选择在电动自行车市场上，常用的铅酸免维护蓄电池是采用玻璃纤维隔板吸附技术的AGM型电池，除此之外，还有采用胶体电解液技术的GEL型胶体电池。AGM电池具有低成本、放电电流大的优点，但是存在着工作温度范围窄、电池易失水及热失控的缺陷；而GEL电池则成本高，但却具有性能稳定、工作温度范围宽、耐过充电过放电、长寿命等优点。由于电动自行车蓄电池在多数情况下属于大电流、深循环放电，因此，电动自行车电池更适合选用胶体电池。胶体电池具有极强的耐过放电能力和极强的电液保存能力，避免了过放电对电池的影响，以及由于电池失水造成热失控现象的产生。各种品牌铅酸电池的充电特性基本相同，但由于各厂家的电池材料配方、电解液浓度及含量等均不同，其充电电压也有一定的差异，因此，严格来说，应该根据各电池生产厂所给的具体要求来确定电池的充电电压方案，否则容易造成电池的使用不当。电动自行车电机的输出功率是要与电池的额定功率相匹配，因此要想延长电池的使用寿命，电动自行车的电机功率要尽量小于电池的额定功率，避免电池长期在满负荷或超负荷条件下工作。电动助力车电池的使用电池串联使用时，如果电池的内阻不一致，在充放电过程中的电池端电压就会不一致，这将终造成整组电池的欠充电而过早失效。因此在电动自行车上，电池组的均衡一致性对电池的使用寿命有相当大的影响。如何提高电池组的均衡一致性，是每个电池生产厂家面对的一个难题，但对于消费者来说，如何合理地使用，也会对电池的均衡一致性造成一定的影响，从而影响电池的使用寿命。根据对电池多年来的研究和实际使用，建议消费者采用以下方法合理地使用电池；（1）电动车骑行速度：20-25km/h。（2）骑行距离：10-30km/天，放电深度小于等于70％（每2个月进行一次深放电）。（3）充电频率：每天一次。（4）载重量：单人骑行（可携带一名10岁以下儿童一名）。按照上述方法，质量较好的电动自行车以正常使用可以达到3-4年，甚至5年，且电池能使用1年半左右。原因是铅酸蓄电池在放电后期存在一个电压突降的拐点，即10.5V/只，而此后如果电池继续放电，就会使落后电池产生过放，久而久之，造成电池组的均衡一致性变差，整组电池失效。蓄电池行业标准上对电池的循环寿命要求为70％放电，即10Ah电池5A放电84min，限压14.7-15.0V，限流3A充电4.6h为一次循环。一般生产厂家的蓄电池均能达到350次，好一点的企业可达500次以上。这表明电池放电深度越浅，电池的循环寿命越长，电池的使用周期越长。因此，消费者普遍认为充一次电为一次循环的观点是错误的，要想使自己使用的电池寿命延长，就必须时刻使电池处于完全充电状态，长时间的亏电状态下，电池的负极板极易盐化，造成电池容量的损失，影响电池的使用寿命。风帆蓄电池的使用环境        许多工业UPS环境是在某些发电应用中，可能是在较高环境温度条件下（>30摄氏度）和空气中的微粒污染物的场合。所以要求工业UPS，能在大量非传导性的灰尘和较高的环境温度下正常工作。至少在40摄氏度的环境温度下正常工作，有些场合甚至要求50~55摄氏度的设计。相反，普通商业UPS的应用环境几乎总是控制在30℃以内，并且保持非常干净。任何UPS系统的寿命都会在高温度环境下降低，易受到高温环境影响的UPS的关键部件是内部UPS部件（如直流电容）和蓄电池。在高温环境下可能会使他们的寿命缩短，除非选择高温电容器。在商业UPS应用中，UPS应用商可能不会要求UPS有较长的使用寿命。但是在关键处理控制中，通常要求UPS要有15-20年的寿命。工业UPS系统有内置的设计边际，来保证实际的运行寿命达到客户要求。除此之外，工业UPS设备也会有预见性的零部件更换计划，来确保UPS在较高的平均无故障运行时间超过整个15-20年。 风帆免维护铅酸蓄电池产品特征：容量范围：7AH-3000AH.1.电压等级：2V,12V2.设计寿命长：：2V系列电池设计浮充寿命达15年以上，12V为10年3.自放电小：<1%（每月）4.密封反应效率高：>99%5.结构紧凑，比能量高6.工作温度范围宽：-15度+45度结构特点1.板栅：采用子母板栅结构专利技术2.正极板：涂膏式正极板，高温高湿4BS固化工艺3.隔板：具有高吸附，高稳定性的多微孔超细玻璃纤维隔板4.电池壳体：抗冲击，耐震动的高强度ABS（可选用阻燃级）5.端子密封：采用多层极柱密封专有技术6.安全阀：专利迷宫式双层防爆虑酸阀体结构7.接线端子：采用嵌铜芯圆电子结构设计1、凝胶电解质，无内部短路。热容量大，热消散能力强，能避 免一般蓄电池易产生的热失控现象，因而在高温操作时极为可靠，电池不会产生“干化”现象，工作温度范围。2、由于电池为胶状固体，所以电解质浓度均匀，不存在酸分层现象。3、酸浓度低，对极板腐蚀弱，并采用独特的管式极板，因此电池寿命长。4、电池极板采用无锑合金，电池自放电极低。20°C下存放两年后，还有50%以上的容量，即两年内不需补充电。5、的承受深放电及大电流放电能力，具有过充及过放电自我保护性能。6、电池抗深放电能力强，100%放电后仍可继续接在负载上，在四星期内充电可恢复原容量。7、采用高灵敏低压伞型气阀（德国阳光蓄电池公司专利），使蓄电池使用更加安全可靠。8、采用多层耐酸橡胶圈滑动式密封（德国阳光公司专利），保证了使用寿命后期极柱生长时的密封。风帆蓄电池电池作为一种独立的操纵电源，具有可靠性高的优点，所以在变电所和发电厂被广泛应用。早使用的普通铅酸蓄电池'>电池过载能力低，易产生酸腐蚀；20世纪80年代以后，逐步被镉镍蓄电池替换，固然其具有可靠性高、体积小、压降小、耐过充能力强，放电电压平稳，放电倍率高，寿命较长等优点，但也有电池电压低、使用数目大、维护'>维护工作量相对较大且较繁琐等缺点；而阀控式蓄电池具有防爆安全、使用数目少、电池单体电压高、维护'>维护方便等优点。目前由于充电设备的更新换代，尤其是高频开关电源的应用，使相关指标（稳压、稳流、纹波系数等）要求较严的阀控式蓄电池得到了广泛的应用。阀控式蓄电池主要有贫液式和胶液式两类。由于阀控式蓄电池全密封、无须加水维护，故常冠以“免维护”的称号。“免维护”这一词给使用者带来了熟悉上的误区，导致使用者放松了对阀控式蓄电池的日常维护和治理。因此，正确使用和维护阀控式蓄电池具有十分重要的意义。2阀控式蓄电池原理阀控式蓄电池在充电过程中和充电终止时会出现水被电解的现象，通常情况下，正极出现氧气，负极出现氢气。由于电池采用免维护极板，使氢气析出时电位进步，加上反应区域和反应速度的不同，使正极出现氧气先于负极出现氢气，正极电解水反应式如下：氧气通过隔板通道或顶部到达负极进行化学反应。负极被氧化成硫酸铅，经过充电又转变成海棉状铅。由于阀控式蓄电池结构，使电池内部保存一定压力和气体，保证上述反应循环进行，与此同时也抑制负极氢气的析出，控制了电池内水份的消耗，因此电池可以密封运行。3影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素阀控式蓄电池全浮充正常使用寿命在10年以上，理论上可到20年，但在实际使用中，影响阀控式蓄电池使用寿命的因素很多，主要有1）环境温度环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大。温度升高时，蓄电池的极板腐蚀将加剧，同时将消耗更多的水，从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命，长期运行温度若升高10℃，使用寿命约降低一半。2）过度充电长期过充电状态下，正极因析氧反应，水被消耗，h＋增加，从而导致正极四周酸度增加，板栅腐蚀加速，使板栅变薄加速电池的腐蚀，使电池容量降低；同时因水损耗加剧，将使蓄电池有干涸的危险，从而影响蓄电池寿命。3）过度放电蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后，蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时，会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面，在电池的阴极造成“硫酸盐化”。硫酸铅是一种尽缘体，它的形成必将对蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响，因此在阴极上形成的硫酸盐越多，蓄电池的内阻越大，电池的充、放电性能就越差，蓄电池的使用寿命就越短。4）长期浮充电蓄电池在长期浮充电状态下，只充电而不放电，势必会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻增大，容量大幅下降，从而造成蓄电池使用寿命缩短。4阀控式蓄电池的正确使用和维护下面为阀控式蓄电池在使用和维护中应留意的题目。蓄电池应放置在透风、干燥、阔别热源处和不易产生火花的地方，安全间隔为0.5m以上。在环境温度为25℃～0℃内，每下降1℃，其放电容量约下降1％，所以电池宜在15℃～20℃环境中工作。要使蓄电池有较长的使用寿命，请使用性能良好的自动稳压限流充电设备。当负载在正常范围内变化时，充电设备应达到±2％的稳压精度，才能满足电池说明书中所规定的要求。浮充使用的蓄电池非工作期间请不要停止浮充。必须严格遵守蓄电池放电后，再充电时的恒流限压充电→恒压充电→浮充电的充电规律，条件答应的使用高频开关电源型充电装置，以便随时对蓄电池进行智能治理。新安装或大修后的阀控式蓄电池组，应进行全核对性放电实验，以后每隔2～3年进行一次核对性放电实验，运行了6年的阀控式蓄电池，每年作一次核对性放电实验。若经过3次核对性放充电，蓄电池组容量均达不到额定容量的80％以上，可以为此组阀控式蓄电池寿命终止，应予以更换。维护丈量蓄电池时，操纵者面部不得正对蓄电池顶部，应保持一定角度或间隔。蓄电池运行期间，每半年应检查一次连接导线，螺栓是否松动或腐蚀污染，松动的螺栓必须及时拧紧（螺栓与螺母的扭矩约为11n·m），腐蚀污染的接头应及时清洁处理。电池组在充放电过程中，若连接条发热或压降大于10mv以上，应及时用砂纸等对连接条接触部位进行打磨处理。不能把不同厂家、不同型号、不同种类、不同容量、不同性能以及新旧不同的电池串、并在一起使用。为蓄电池配置在线监测治理技术，随时对电池实施在线监测，了解和把握电池的电压、压差等，以便及时发现蓄电池的缺陷，及时进行维护。蓄电池在正常运行期间，应每周丈量一次电池电压、环境温度；每月普测一次电池电压、环境温度，并做好记录；每季检查一次电池开路电压（单体电压）；每年做一次容量检查（放电电流为0.1c10a，终止电压符合表1中的规定），并作记录；应保持完整的电池履历（包括出厂日期、安装日期、运行情况等）。

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