通信用阀控式密封铅酸蓄电池技术与维护 - 图文(2)

1． AGM技术

图5：AGM式VRLA电池

图5为采用AGM技术的VRLA电池结构示意图，AGM隔板采用U形包覆法（也可采用S形包覆法）。采用AGM技术的VRLA电池的特点：内阻小，以超细玻璃棉隔板吸取电解液，使电池内没有电解液，AGM隔板具有93%以上的孔隙率，而其中10%左右的孔隙作为正极析出的O2到负极再复合的通道，以实现氧的循环，达到电池可以密封的目的。采用AGM技术，实现氧复合的原理如图6所示：

2． Gel技术（胶体技术）

以德国阳光公司采用Gel技术的OPZV胶体电池是典型代表。

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胶体电池的特点：内阻较大，采用触变性SiO2胶体吸收电解液，使电解液不流动。以胶体的微裂纹O2的复合通道。胶体电池使用初期由于胶体未能形成大量微裂纹，氧的复合效率较低。

图7 Gel技术的氧复合示意图

六、 VRLA电池的电特性

1． 开路电压：电池在开路状态下的端电压称为开路电压。

2． 工作电压：指电池接通负荷后，在放电过程中显示的电压，又称负荷（载）电压或

放电电压，在电池放电初始的工作电压称为工作电压。

3． 终止电压：指电池放电时电压下降到某个值而停止或下降到不宜再继续放电的最低

工作电压，称终止电压。

4． 容量：电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量，以符号C为计。单

位安培小时，简称安时（Ah）。电池容量分理论容量、额定容量、实际容量和标称容量。

理论容量：理论容量是活性物质的容量按法拉第定律计算而得的最高理论值。 实际容量：是指电池的在一定条件下所能输出的电量，等于放电电流与放电时间的乘积，单位为Ah，其值小于理论容量。

额定容量：也称保证容量，是指国家或有关部门的颁布的标准，保证电池在一定的放电条件应该放出的最低限度容量。

5． 放电制度：是指放电时电池的放电速率，放电形成式，终止电压和环境温度等。 6． 倍率：是指电池放电时的电流的数值为额定容量数值的倍数。

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7． 电池使用寿命：电池使用寿命与使用条件有关，按使用条件不同，可分为浮充使用

寿命和循环使用寿命，当电池放电容量低于额定容量的80%时，视为电池寿命终止。 浮充使用寿命：电信、电力等部门，将电池作为后备电源，在通信等设备正常运行情况下，电池处于浮充状态。当交流电供电中断以后，电池才放电工作，放电时间一般较长。浮充使用寿命一般以年为单位。为了检测电池的浮充寿命，通信行业标准中作出了高温加速浮充寿命的新规定。完全充电的蓄电池放在温度为55±2℃的环境中，以2.25V/单体浮充电压充电30天，然后取出蓄电池，在常温下1小时放电，为一个实验循环，一个循环折合寿命为1年。

循环使用寿命：指电池使用期间，电池以放电及充电循环进行，电池放电一定深度后，再进行充电，充足电以后再放电工作。电池的循环寿命与放电深度（DOD）有关，一般可分为80%DOD与100%DOD。循环寿命以循环次数表示，电动汽车、电动自行车电池寿命以循环次数表示。

目前国内动力电池的循环使用寿命一般为350次（80%DOD）。国际先进铅酸电池联合会（ALABC）的2005年研究目标为VRLA电池的比能量达到48wh/kg，循环寿命达1000次（100%DOD）。

8． 充电特性：VRLA电池在放电后应及时充电。充电时必须认真选择以下三个参数：

恒压充电电压、初始电流、充电时间。不同蓄电池的充电电压值由制造厂家规定，充电电压和充电方法随电池用途不同可以不同。电池放电后的充电推荐恒压限流方法，即充电电压取U（厂家定），限流值取0.1C10A，充入电量为上次放电电量的1.1—1.2倍即可。 充电方法有以下三种： 1） 浮充充电

以0.1C10A的恒压限流对电池组充电，到电池单体平均电压上升到2.25V后，进入浮充状态。 2） 快速充电

在某种情况下，要求电池尽快充足电，可采用快速充电，最大充电电流≤0.2C10A，充电电流过大会使电池鼓涨，并影响电池使用寿命。

在恒电压充电情况下，充电后期的充电电流连续3小时不变，即可视为电池已充

足电。图10表示采用恒压限流充电方法，限压在2.25V（25℃）进行充电的特性曲线。

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图8：电池在100％放电后用0.1C10A的电流，限压2.25V（25℃）的充电特性曲线

3)均衡充电

电池在使用过程中，当单体电池浮充电压低于2.18V时，应进行均衡充电。均充电压设定为2.35V/单体(25℃)。充电最大电流为0.25C10A，均充时间不少于10h,如机站供电状况恶劣，停电频率高，应根据情况定期均充。

9、放电特性：电池投入运行，是对实际负荷的放电，其放电速率随负荷的需要而定。为了分析长期使用后电池的损坏程度或为了估算市电停电期间电池的持续时间，需测试其容量。推断电池容量的放电的方法，应从如下几个方面考虑：1是放电量，即全部放电还是部分放电；2是放电速率，即以10小时率还是以高放电率或是低放电率放电。各种放电小时率下的放电放法如下。

9.1 标称小时率下的放电

按我国通信用VRLA电池标准规定，将完全充电后的电池，静置1-24h使电池表面温度为25±5℃，固定型电池以0.1 C10A电流放电压到1.8 V/只，称为标准小时率下的放电。 GFM系列的VRLA电池不同倍率放电曲线如图9所示：

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图9：GFM型VRLA电池不同倍率放电特性曲线

从图9可以看出，电池10小时率放电初期，电池的端电压变化很小，放电2小时以后，端电压开始明显下降。至端电压1.8V/ 单体放电终止，此时如果放电时间达到10小时以上说明，电池容量达到或超过厂家的标准容量。反之，说明电池容量不足。 9.2高放率下的放电特性

图9中同时给出了GFM系列电池5小时率（0.2 C10A）2小时率（0.5 C10A）和1小时（1.0 C10A）的高倍率放电曲线，高倍率放电时，端电压的变化速率比10小时率放电时端电压变化大得多。因为在大电流放电时，正极和负极的浓度极化增大，放电电流越大，浓度极化越大，端电压下降越快。浓度极化是由于隔板中的电解液来不及向正负极表面，特别是正极表面扩散造成的。双登电池有较好的高倍率放电性能，不同倍率的容量如下： 表１ 不同倍率放电容量

放电率 10小时率放电 １小时率放电

给出的容量（25℃） 100% C10 >55% C10 10

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