閥控鉛酸蓄電池廣泛應(yīng)用于需要不間斷供電的場合，如果使用或維護(hù)不當(dāng)，經(jīng)常會導(dǎo)致蓄電池組中個別蓄電池的早期失效甚至整組蓄電池的失效。早期失效的個別蓄電池在系統(tǒng)投入使用時，會嚴(yán)重影響整個電池組的放電容量，甚至?xí)䦟?dǎo)致整個供電系統(tǒng)的崩潰。因此，為保證在交流電失電時用電設(shè)備不間斷供電，避免蓄電池在長期使用過程中因個別電池失效而引發(fā)斷電的危險，對蓄電池進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測、故障診斷和定期維護(hù)是一項(xiàng)十分重要的工作。目前蓄電池的狀態(tài)監(jiān)測儀器都是在浮充狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)對蓄電池的端電壓測量的，雖然能準(zhǔn)確反映運(yùn)行中蓄電池的端電壓和電池的溫度，但靠電池的端電壓是不能反映電池的實(shí)際容量的，也無法及時發(fā)現(xiàn)存在故障的失效電池，因此必須定期對電池進(jìn)行核對性放電維護(hù)，確保蓄電池始終處于良好的狀態(tài)。
充電模塊對蓄電池提供的充電模式有：均衡充電/恒壓充電/恒流充電/浮充電等模式，新電池啟用時需使用均衡充電對蓄電池充滿電，當(dāng)單體電池端電壓充到2.35-2.38V時充電模塊自動轉(zhuǎn)為浮充電，補(bǔ)充電池內(nèi)部自放電損失的能量，當(dāng)被供電系統(tǒng)交流電源停電時需要蓄電池有大電流輸出, 而充電模塊僅能提供其額定電流的110-130%，其余電流都由蓄電池提供。交流
電源恢復(fù)后蓄電池電能放出的電能得到補(bǔ)充，充電模塊自動進(jìn)入快速充電，當(dāng)蓄電池的充電電流≤0.01C
10（C
10為蓄電池10小時放電時的電流），充電模塊自動轉(zhuǎn)為浮充電，從而使電池放電后再恢復(fù)時能夠快速準(zhǔn)確地補(bǔ)足放出的電能，系統(tǒng)自動維持電池在最佳的狀態(tài)下運(yùn)行。
二、閥控鉛酸電池（VRLA）工作原理
閥控蓄電池的工作原理，與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池基本一樣，它的正極活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀金屬鉛（pb），電解液是稀硫酸（H2SO4），其反應(yīng)方程式如下：
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
閥控電池在結(jié)構(gòu)、材料上作了重要的改進(jìn)，正極板采用鉛鈣合金或鉛鎘合金、低銻合金，負(fù)極板采用鉛鈣合金，隔板采用超細(xì)玻纖隔板，并采用精密裝配和貧液設(shè)計(jì)工藝技術(shù)，整個電池反應(yīng)密封在塑料電池殼內(nèi)，出氣孔上加上單向的安全閥。這種電池結(jié)構(gòu)，在規(guī)定充電方式下進(jìn)行充電時，正極析出的氧（02），可通過隔板通道傳送 到負(fù)極板表面，還原為水（H2O）。
這是閥控電池特有的內(nèi)部氧循環(huán)反應(yīng)機(jī)理，這種充電過程，電解液中的水幾乎不損失，使電池在使用過程中達(dá)到不需加水（免維護(hù)）的目的。
三、閥控蓄電池的維護(hù)
（1） 溫度與容量的關(guān)系
依據(jù)我國標(biāo)準(zhǔn),閥控式密封鉛酸蓄電池放電時,若溫度不是標(biāo)準(zhǔn)溫度(25℃),則需將實(shí)測容量換算成標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際容量Ce：
Ce=Cr/[1+K(t-25)]
式中:C r——非標(biāo)準(zhǔn)溫度下電池放電容量;
t——放電的環(huán)境溫度;
K——溫度系數(shù),10小時率容量試驗(yàn)時K=0.006/℃,3小時率容量試驗(yàn)時K=0.008/℃,2小時率容量試驗(yàn)時K=0.0085/℃,1小時率容量試驗(yàn)時K=0.01/℃。
例如:一個標(biāo)稱100AH的電池,以10小時率放電,在不同的環(huán)境溫度條件下按照溫度換算公式計(jì)算,電池容量如表1：
表1 在不同溫度下電池的容量 ：
|
溫度(℃) |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
5 |
|
容量(Ah) |
57.5 |
61.8 |
66 |
70.3 |
74.5 |
79 |
83 |
|
溫度(℃) |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
|
容量(Ah) |
87.5 |
91.5 |
96 |
100 |
104.3 |
108.5 |
110.3 |
從表不難看出，閥控式蓄電池的容量是隨著溫度的變化而變化的，維護(hù)人員在核對性放電時，要按照溫度換算公式對電池容量進(jìn)行修正,否則較低時就會將電池過放電而損壞電池。有條件時將蓄電池環(huán)境溫度保持在22℃～25℃以內(nèi)。
（2）充放電與電池壽命和容量的關(guān)系
a. 充放電與壽命的關(guān)系
對閥控式鉛酸蓄電池的維護(hù)需要嚴(yán)格控制充電電流，才能使該蓄電池達(dá)到最優(yōu)的性能和最長的使用壽命，好的UPS充電系統(tǒng)能使電池保持最佳的充電方式。蓄電池放電時應(yīng)監(jiān)控好放電電流和放電電壓，電池放電的終止電壓與電池的放電率相關(guān)（見表2），禁止電池過充（放）電。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，大部分的蓄電池與其說是使用壞的，不如說是充放電控制不當(dāng)被損壞的。
b. 放電與容量的關(guān)系
不同倍率的放電電流蓄電池放出的容量是不一樣的，下表以單體蓄電池為例。
表2：電池放電時的容量和終止電壓間關(guān)系
|
放電率/H |
電池額定容量的% |
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 |
核對性放電是為了檢查電池容量是否正常，一般采用10小時率放電，考慮到安全性，放電深度控制在30～50%為宜，當(dāng)然，有條件可放電至70～80%，這樣更容易暴露電池潛在的問題。并每小時檢測一次單體電池電壓，通過計(jì)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(biāo)準(zhǔn)電壓值（10小時率）
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放出容量(%) |
支持時間(小時) |
單體電池電壓(V) |
|
10 |
1 |
2.05 |
|
20 |
2 |
2.04 |
|
30 |
3 |
2.03 |
|
40 |
4 |
2.01 |
|
50 |
5 |
1.99 |
|
60 |
6 |
1.97 |
|
70 |
7 |
1.95 |
|
80 |
8 |
1.93 |
|
90 |
9 |
1.88 |
|
100 |
10 |
1.80 |
放出電池容量計(jì)算：
{電流（A）×?xí)r間（h）÷電池的額定容量}×100%
在相應(yīng)放出容量下，其測出的單體電池電壓值應(yīng)等于或大于表3相應(yīng)電壓值，即電池容量為正常，反之，電池容量不足。這里值得一提的是，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尺寸大，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。若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。因此蓄電池運(yùn)行規(guī)程規(guī)定了每六個月宜對電池進(jìn)行一次核對性放電并進(jìn)行一次均衡性充電。
（3）不均衡性對閥控式蓄電池的影響
電池板柵不同部位合金成分與結(jié)構(gòu)的分布均有所不同，因而會導(dǎo)致板柵電化學(xué)性能的不均衡性，這種不均衡性又會使在浮充和充、放電狀態(tài)下的電壓產(chǎn)生差異，且會隨著充、放電的循環(huán)往復(fù)，使這種差異不斷增大，形成所謂的“落后電池（蓄電池失效）”從而使該電池?fù)p壞，所以應(yīng)對電池組每六個月進(jìn)行均衡性充電。
（4）熱失控現(xiàn)象
由于充電電壓和電流控制不當(dāng)，在充電后期，會出現(xiàn)一種臨界狀態(tài)，即熱失控。此時，蓄電池的電流及溫度發(fā)生積累性的相互增強(qiáng)作用，使電池槽殼變形“鼓肚子”，造成電池報(bào)廢。嚴(yán)重時會引起電池的爆炸和起火，因此對熱失控的問題必須引起高度的重視。
(5)電池失水及預(yù)防
閥控式蓄電池是在“貧液”狀態(tài)下工作的，其氣體復(fù)合效率應(yīng)接近100%。如果浮充電壓過高，電解水反應(yīng)加劇，析氣速度加快，失水也必然增加。另外，使用環(huán)境溫度增高，同樣產(chǎn)生失水過程。經(jīng)過一段時期后，電池會失水而干凅。
四、閥控蓄電池運(yùn)行注意事項(xiàng)
（1）在條件允許的情況下，蓄電池室應(yīng)安裝空調(diào)設(shè)備并將溫度控制在22℃～25℃之間。這不僅可延長蓄電池的壽命，而且可使蓄電池有最佳的容量。
�。�2）不論在任何情況下，蓄電池的浮充電壓不應(yīng)超過廠家給定的浮充值，并且要根據(jù)環(huán)境溫度變化，隨時利用電壓調(diào)節(jié)系數(shù)±3mV/℃來調(diào)整浮充電壓的數(shù)值。
（3）鑒于不均衡性對閥控式蓄電池的影響，應(yīng)采用浮充電壓的下限值進(jìn)行浮充供電。
（4）在蓄電池不均衡性較大或在較深度地放電以后，以及在蓄電池運(yùn)行每六個月，應(yīng)對電池進(jìn)行均衡充電。在均衡充電時要注意環(huán)境溫度的變化，并隨環(huán)境溫度的升高而將均衡電壓設(shè)定的值降低。環(huán)境溫度升高1℃,均衡充電的電壓值就需降低3mV。
（5）精心維護(hù)，在閥控式電池組投產(chǎn)運(yùn)行前應(yīng)認(rèn)真記錄每只單體電池的電壓和內(nèi)阻數(shù)據(jù)，作為原始資料妥善保存，待每運(yùn)行半年后，需將運(yùn)行的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時進(jìn)行處理。
�。�6）閥控式蓄電池運(yùn)行到使用壽命的1/2時，需適當(dāng)增加測試的頻次，尤其是對單體12V的電池增加測試。如果電池內(nèi)阻突然增加或測量電壓有數(shù)值不穩(wěn)（特別是小數(shù)點(diǎn)后兩位）、總是在變的情況，應(yīng)立即作為“落后電池”，進(jìn)行處理。
（7）定期檢查閥控式蓄電池的安全閥，并仔細(xì)觀察安全閥的周圍是否有被噴射的污點(diǎn)，以此確定安全閥是否擰緊或損壞。
參考文獻(xiàn)：
GB 19638.2-2005 固定型閥控密封式鉛酸蓄電池
GJB3285-1998 鉛酸蓄電池通用規(guī)范
