五、蓄電池組

1、 中國移動浙江公司綜合維護員動力專業(yè)培訓教材五、蓄電池組 匯匯 報報 提提 綱綱第一部分：蓄電池原理概述第一部分：蓄電池原理概述第二部分：蓄電池的周期性維護檢測第三部分：蓄電池的常見故障分析第四部分：蓄電池容量設計及電池安裝 電池概念v=1個單體具有更高正電動勢的極板定義為正極板圖1電池是一種電的存儲裝置，可以有各種形狀、大小、電壓和容量的電池電能 化學能當兩種金屬（通常是性質有差異的金屬）浸沒于電解液之中，它們可以導電，并在兩極之間產生一定電動勢 鉛酸蓄電池12v-+-+12v=24v圖 3負極板 正極板6個單體=12 V 鉛酸蓄電池圖 2負極板鉛（Pb）與正極板二氧化鉛（PbO2）浸入一定

2、濃度的硫酸（H2SO4）溶液（電解液）構成。每個單體具有2V電動勢，蓄電池通過串聯(lián)獲得所需電壓；通過并聯(lián)獲得所需容量。 鉛酸蓄電池的類型和基本應用 兩類典型的鉛酸蓄電池 1、開口排氣式（富液式） 2、密封或閥控式鉛酸蓄電池 （VRLA-Valve Regulated Lead-Acid） （1）超細玻璃纖維隔板(AGM) （2）膠體電池（GEL） 兩種閥控式密封電池比較兩種閥控式密封電池比較AGM電池（超細玻璃纖維隔板超細玻璃纖維隔板） 高比能（按體積或重量） 可快速充電可適應低溫運行環(huán)境中等深度放電高溫影響GEL電池（膠體電池膠體電池） 適合深循環(huán)放電 可適應高溫運行環(huán)境適于小電流放電模式早

3、期無氧復合反應氧氣通道的隨機性 鉛酸蓄電池內部結構 電池槽、蓋電池槽、蓋 超強阻燃超強阻燃ABS塑料塑料 端極柱端極柱 內嵌鍍錫紫銅芯，使內嵌鍍錫紫銅芯，使其電阻最小化，極柱采用三層特殊密封其電阻最小化，極柱采用三層特殊密封技術，完全阻止蓄電池漏液可能技術，完全阻止蓄電池漏液可能 匯流排匯流排 防腐蝕抗氧化、耐大防腐蝕抗氧化、耐大電流沖擊電流沖擊 正負極群正負極群 板柵采用特殊的鉛鈣板柵采用特殊的鉛鈣錫鋁四元合金，抗伸延、耐腐蝕、析氫錫鋁四元合金，抗伸延、耐腐蝕、析氫過電位高過電位高 微細玻璃纖維隔板微細玻璃纖維隔板 粗細纖維合粗細纖維合理配比，吸液力強、彈性持久理配比，吸液力強、彈性持久 安

4、全閥安全閥 配備導氣三通閥，采用配備導氣三通閥，采用防酸霧集氣排氣專利結構防酸霧集氣排氣專利結構 VRLA蓄電池工作原理 放電PbO22H2SO4Pb PbSO42H2OPbSO4 充電（二氧化鉛） （硫酸） （海綿狀鉛） （硫酸鉛） （水） （硫酸鉛） 正極活物質 電解液 負極活物質 正極活物質 電解液 負極活物質 電解液中的H2SO4不僅是導電的電解質也是參與反應的反應物正極的PbO2與負極的Pb在放電反應后均生成PbSO4 氧氣復合反應（2）當吸收正極板產生的氧氣而消耗的海綿狀鉛的量與負極板充電生成海綿狀鉛的量二者達到平衡狀態(tài)時，便實現(xiàn)了電池的密封 匯匯 報報 提提 綱綱第一部分：蓄電池

5、原理概述第二部分：蓄電池的周期性維護要求第二部分：蓄電池的周期性維護要求第三部分：蓄電池的常見故障分析第四部分：蓄電池容量設計及電池安裝 周期周期項目項目標準標準維護維護電池表面及電池室清潔保證電池表面干燥、清潔用濕布或毛刷清掃電池表面灰塵電池外形檢查電池殼體表面光潔、無鼓脹及漏酸漏液現(xiàn)象根據需要，更換電池連接條檢查電池連接條無松動和銹蝕現(xiàn)象連接處如有銹蝕現(xiàn)象則首先除去銹斑，然后涂抹導電膏測試電池單體電壓在浮充狀態(tài)下，電池電壓偏差小于90mV（2V）、240mV（6V）、480mV（12V）如果出現(xiàn)較大的電壓偏差，可進行幾個回合的充放電過程進行調節(jié)。月度一、電池周期性檢測項目一、電池周期性檢測

6、項目月度維護內容月度維護內容 經常保持蓄電池外表及工作環(huán)境的清潔、干燥狀態(tài)。蓄電池的清掃應采取避免產生靜電的措施；用濕布清掃蓄電池；禁止使用香蕉水、汽油、酒精等有機溶劑接觸蓄電池；蓄電池的維護-清掃 周期周期項目項目標準標準維護維護直流供電切換關斷交流供電或調低開關電源的浮充電壓，蓄電池應能正常供電，一般放電1020分鐘即可。觀察電池充電限流、均充浮充切換是否正常。電池連接條壓降測試折算到1小時率進行放電時，連接條壓降小于10mV如果連接條壓降超標，則需更換或加粗連接條。容量核對性試驗按照不小于10小時率的電流放電15分鐘，通過電池容量測試儀來分析電池容量若測試儀顯示容量不足，則結合實際停電保

7、障時間作進一步的分析與測試。全容量放電試驗最大不超過3小時率的電流放電到任何一個電池電壓下降到1.8V時即停止放電。如果容量不足60%的電池數(shù)量小于1/3，則更換電體電池，否則整組電池申請報廢。季度年度電池周期性檢測項目電池周期性檢測項目季度、年度維護內容季度、年度維護內容 3、電池電壓的測試操作要求、電池電壓的測試操作要求電池電壓測試：電池電壓測試：端電壓的測量應該從單體電池極柱的根部用四位半數(shù)字電壓表來測量。有些品牌的蓄電池在平時浮充使用時電壓表表筆無法接觸極柱根部來測量其端電壓，只能在極柱的螺釘上測量，這將會帶來測量誤差。在測量時需要考慮電池的充電電流，如果浮充電流很小，則測量誤差可以忽

8、略。電池連接條壓降測試電池連接條壓降測試：極柱壓降的測量需要使用直流鉗形表、四位半數(shù)字萬用表，極柱壓降必須在相鄰兩只電池極柱的根部測量。BATTERYGFM-2V500AHxxxxxxxBATTERYGFM-2V500AHxxxxxxx （h）t1O1.51.61.71.81.92.02.12.2U （V）34、電池容量的測試、電池容量的測試電池3小時率放電曲線圖在線式核對性容量測試曲線比對表：在線式核對性容量測試曲線比對表： hr IC)25(1 retKCCI：蓄電池組放電電流，單位為安培（A）；h：測量時間間隔，單位為小時。 t：放電時的環(huán)境溫度； K：溫度系數(shù)； 10h率放電時K=0.

9、006/ 3h率放電時K=0.008/ 1h率放電時K=0.01/：蓄電池有效放電容量，見附表； 實測容量：額定容量：4、電池容量的測試、電池容量的測試 當電池室環(huán)境溫度升高，電池殼體內活性物質反應加劇，當電池室環(huán)境溫度升高，電池殼體內活性物質反應加劇，浮充電流越浮充電流越大，但電池溫度高會加速合金腐蝕速度，長期處于這一環(huán)境中的大，但電池溫度高會加速合金腐蝕速度，長期處于這一環(huán)境中的電池電池板柵板柵可因之而穿孔損壞，易使活性物質附著減弱而脫落，最后阻礙電極反應，可因之而穿孔損壞，易使活性物質附著減弱而脫落，最后阻礙電極反應，降低了電池容量；其次使電池水份散失，加大了電液濃度。同樣，電池降低了電

10、池容量；其次使電池水份散失，加大了電液濃度。同樣，電池溫度偏低也會影響電池的容量。溫度偏低也會影響電池的容量。 電池室溫度一般要求控制在電池室溫度一般要求控制在25，浮充電壓為，浮充電壓為2.25V，浮充電流在，浮充電流在45mA/100Ah左右。為了能控制這一電流值，在不同溫度時開關電源應能左右。為了能控制這一電流值，在不同溫度時開關電源應能自動調整浮充電壓，即要求開關電源具有輸出電壓的自動溫度補償功能。自動調整浮充電壓，即要求開關電源具有輸出電壓的自動溫度補償功能。環(huán)境溫度每升高環(huán)境溫度每升高1，單體電池浮充電壓降低，單體電池浮充電壓降低3mV；反之，環(huán)境溫度每降；反之，環(huán)境溫度每降低低1

11、，單體電池浮充電壓要升高，單體電池浮充電壓要升高3mV。需要指出的是蓄電池浮充電壓溫。需要指出的是蓄電池浮充電壓溫度補償范圍一般限制在度補償范圍一般限制在338之間。超出這一范圍時，浮充電壓不再繼之間。超出這一范圍時，浮充電壓不再繼續(xù)升高或降低。續(xù)升高或降低。5、環(huán)境溫度對電池使用的影響、環(huán)境溫度對電池使用的影響 6、蓄電池的報廢及更換標準、蓄電池的報廢及更換標準 根據維護規(guī)程規(guī)定：當某組電池容量小于額定容量的根據維護規(guī)程規(guī)定：當某組電池容量小于額定容量的80時，該組電池可時，該組電池可以申請報廢處理。實際上，進口電池的使用壽命一般可以達到以申請報廢處理。實際上，進口電池的使用壽命一般可以達到

12、810年，國產電年，國產電池在正常使用情況下可達池在正常使用情況下可達48年，年，UPS電池可達電池可達35年。年。 為了充分發(fā)揮整組電為了充分發(fā)揮整組電池的經濟效益，電池的報廢一般按照以下原則池的經濟效益，電池的報廢一般按照以下原則進行進行： （1）機房電池：當機房單體電池容量小于）機房電池：當機房單體電池容量小于80的數(shù)量超過的數(shù)量超過25 時，整組電池申請報廢。否則，用相同品牌、相同型號的時，整組電池申請報廢。否則，用相同品牌、相同型號的 電池更換容量不足的電池。電池更換容量不足的電池。 （2）基站電池：當基站電池容量小于）基站電池：當基站電池容量小于60的單體數(shù)量超過的單體數(shù)量超過13

13、 時，整組電池申請報廢。否則，用相同品牌、相同型號的時，整組電池申請報廢。否則，用相同品牌、相同型號的 電池更換容量不足的電池。電池更換容量不足的電池。 并聯(lián)使用：推薦為3組以內；多層安裝：層間溫度差控制在3以內；散熱條件：電池間距保持5mm10mm之間；換氣通風條件：保證室內氫氣濃度小于0.8% ；關于電池混用：新舊不同、廠家不同的產品不允許混合使用；浮充使用條件：限流0.25C10 ，電壓為2.23V/單格；最佳環(huán)境溫度：2025。7、蓄電池使用條件 項項 目目GNB南都南都華達華達浮充浮充2.25/27/54V2.23/26.8/53.5V2.25/27/54V均充均充2.35/28.2

14、/56.4V2.35/28.2/56.4V2.35/28.2/56.4V限流限流0.060.08C100.1C100.1250.20C10過壓停機過壓停機58/29V58/29V58/29V高壓告警高壓告警57/28.5V57/28.5V57/28.5V低壓告警低壓告警44/22V44/22V44/22V周期均充時間周期均充時間12H10H12H均充周期均充周期1年年90天天1年年輸入高壓告警輸入高壓告警420V420V420V輸入低壓告警輸入低壓告警340V340V340V充電完成電流值充電完成電流值10%5%10%放電均充容量放電均充容量20%20%5%持續(xù)均充時間持續(xù)均充時間3H3H3H

15、電壓溫度補償電壓溫度補償5mV/3mV/3mV/溫度補償上限溫度補償上限+0.5V+0.5V+0.5V溫度補償下限溫度補償下限-0.5V-0.5V-0.5V浮充轉均充浮充轉均充50mA/AH50mA/AH50mA/AH初充電時間初充電時間24H24H24H附表附表1、蓄電池的相關技術參數(shù)、蓄電池的相關技術參數(shù) 放電率（放電率（h）電池有效放電容量電池有效放電容量（%）放電電流放電電流（A）終止電壓終止電壓（V）防酸隔爆防酸隔爆閥控密封閥控密封151.455.05.140 I101.75261.161.03.055 I101.80375.075.02.500 I101.80480.079.02.

16、000 I101.80583.383.31.660 I101.80687.687.61.460 I101.80791.791.71.310 I101.80894.494.41.180 I101.80（1.84）997.497.41.080 I101.80（1.84）101001001.000 I101.80（1.85）201101100.550 I101.80（1.86）注： （）中的電壓為第六次循環(huán)后至電池保證壽命中期進行容量測試時應達到的終止電壓。 附表附表2、電池的有效放電容量、電池的有效放電容量 附表附表3、蓄電池充電特性、蓄電池充電特性 附表附表4、蓄電池的放電特性（、蓄電池的放電特

17、性（a） 放電時間1.71.61.91.82.12.01h30min10610 20h520.2C100.3C100.1C101min232.0C101.0C100.6C100.5C108端子電壓）V/單格（放電容量與放電電流關系 附表附表5、充電電壓溫度補償曲線、充電電壓溫度補償曲線階梯補償（Stepwise Compensation）2.102.302.200201060403050（V）535452.232.19 2.312.15線性補償（Linear Compensation）充電電壓溫度 0102030405060708090100202530354045505560溫度溫度壽命百分

18、比壽命百分比%附表附表6、高溫環(huán)境對蓄電池壽命的影響、高溫環(huán)境對蓄電池壽命的影響 匯匯 報報 提提 綱綱第一部分：蓄電池原理概述第二部分：蓄電池的周期性維護要求第三部分：蓄電池的常見故障分析第三部分：蓄電池的常見故障分析第四部分：蓄電池容量設計及電池安裝 負極不可逆硫酸鹽化負極不可逆硫酸鹽化 失水失水 熱失控熱失控 反極反極 早期容量損失（早期容量損失（PCL） 板柵腐蝕與伸長板柵腐蝕與伸長 隔板質量下降隔板質量下降 一）一）蓄電池的失效原因分析蓄電池的失效原因分析 負極不可逆硫酸鹽化負極不可逆硫酸鹽化在正常條件下，鉛蓄電池在放電時形成硫在正常條件下，鉛蓄電池在放電時形成硫酸鉛結晶，在充電時能

19、較容易地還原為鉛酸鉛結晶，在充電時能較容易地還原為鉛，如果電池的使用和維護不當，例如經常，如果電池的使用和維護不當，例如經常處于充電不足或過放電，負極就會逐漸形處于充電不足或過放電，負極就會逐漸形成一種粗大堅硬的硫酸鉛，它幾乎不溶解成一種粗大堅硬的硫酸鉛，它幾乎不溶解，用常規(guī)方法充電很難使它轉化為活性物，用常規(guī)方法充電很難使它轉化為活性物質，從而減少了電池容量，甚至成為蓄電質，從而減少了電池容量，甚至成為蓄電池壽命終止的原因，這種現(xiàn)象稱為極板的池壽命終止的原因，這種現(xiàn)象稱為極板的不可逆硫酸鹽化。不可逆硫酸鹽化。負極匯流排硫酸鹽化負極匯流排硫酸鹽化 經常使蓄電池過量放電經常使蓄電池過量放電 長期

20、充電不足長期充電不足( (例浮充電壓設置例浮充電壓設置過低過低) ) 放電后放電后, ,不及時充電長期擱置不及時充電長期擱置 在高溫下長期放電在高溫下長期放電 缺少應有的定期過充電缺少應有的定期過充電 電解液濃度過高電解液濃度過高負極硫酸鹽化原因負極硫酸鹽化原因 失水失水從閥控鉛酸蓄電池中排出氫氣，氧氣，水蒸氣，從閥控鉛酸蓄電池中排出氫氣，氧氣，水蒸氣，酸霧，都是電池失水的方式和干涸的原因。酸霧，都是電池失水的方式和干涸的原因。失水的原因有：氣體再化合的效率低；從電池殼失水的原因有：氣體再化合的效率低；從電池殼體中滲出水；板柵腐蝕消耗水；自放電損失水；體中滲出水；板柵腐蝕消耗水；自放電損失水；

21、安全閥失效或頻繁開啟安全閥失效或頻繁開啟。 熱失控熱失控 若VRLA電池工作環(huán)境溫度過高，而充電電壓選擇又很大,則充電電流增大,進一步使電池內部產生大量的氧復合現(xiàn)象,結果電池會升溫.若周而復始地出現(xiàn)這種現(xiàn)象,可能使電池端電壓突然降低,又會導致電流驟增,從而使電池溫度急劇上升,這種現(xiàn)象稱為熱失控。熱失控使電池迅速失水,隔膜內電解液很快干涸,最終使電池失效。熱失控區(qū)域704060302.22.32.42.5環(huán)境溫度充電電壓（V/單體）50 反極反極 蓄電池多個串聯(lián)使用蓄電池多個串聯(lián)使用, ,如果有某個電池容量降低如果有某個電池容量降低, ,甚至完甚至完全喪失容量全喪失容量, ,那么在放電過程中那么

22、在放電過程中, ,它就很快放完了自己的它就很快放完了自己的容量容量. .這時這個失去容量的蓄電池不但不放電這時這個失去容量的蓄電池不但不放電, ,還因為它還因為它的端電壓比其他電池的端電壓低而被反充電的端電壓比其他電池的端電壓低而被反充電, ,以至使它的以至使它的極板的正負極性逆轉。極板的正負極性逆轉。 主要原因多是由于過量放電后充電不足主要原因多是由于過量放電后充電不足, ,或者極板間有短或者極板間有短路故障存在等引起。路故障存在等引起。 板柵腐蝕與伸長板柵腐蝕與伸長 浮充電壓過高，除引起水損失加速外，也引起正極板浮充電壓過高，除引起水損失加速外，也引起正極板柵腐蝕加速。當合金板柵發(fā)生腐蝕時，產生應力，致柵腐蝕加速。當合金板柵發(fā)生腐蝕時，產生應力，致使極板變形，伸長，從而使極板邊緣間或極板與匯流使極板變形，伸長，從而使極板邊緣間或極板與匯流排頂部短路。排頂部短路。 閥控鉛酸蓄電池的壽命，取決于正極板壽命，其設計閥控鉛酸蓄電池的壽命，取決于正極板壽命，其設計壽命是按正極板柵合金的腐蝕速率進行計算的。正極壽命是按正極板柵合金的腐蝕速率進行計算的。正