风帆蓄电池GFM-2000 后备电源蓄电池

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。风帆蓄电池作为站内直流系统的备用电源，要求平时保持在一定的充电水平，以便在直流屏高频开关电源或硅整流装置交流失电，发生故障导致不能输出直流电源时，能及时投入，从而不影响站内直流设备和直流回路的正常运行。因此，蓄电池本身性能应能满足其容量、电压在一定时间内（包括直流电源装置检修期间），维持在较高水平。只有这样，才能保证站内直流系统的安全可靠运行。蓄电池原理：在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，被氧化为硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时，两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成内部动态平衡的化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池，又叫做二次电池。UPS电源所选用的蓄电池要注意标机或后备时间较短必须具有在短时间内能输出大电流的特性。而密封铅酸蓄电池是常用的。密封铅酸蓄电池的电解液基本恒定，无损耗。这是因为密封铅酸蓄电池采用了先进的阴极吸收式密封技术。这一技术的采用，可把补加蒸馏水的间隔时间延长到5年以上，为了保证密封电池安全、可靠的工作，要求给蓄电池充电时的充电电流不得超过电池允许的充电电流值。UPS的充电器均采用分级恒流恒压充电方式，即在充电初期采用恒流充电，其充电电流限制在规定值或电池额定容量十分之一的电流值。充电一定时间后，改为恒压充电，即浮充电。由于免维护铅酸蓄电池采用铅钙合金栅架，因其在正常充电电压下，充电时产生的水分解量少，水份蒸发量低，加上外壳采用密封结构，释放出来的硫酸气体也很少，所以它与传统蓄电池相比，具有不需添加任何液体，对接线桩头、电线腐蚀少，抗过充电能力强，极板有很强的抗过充电能力，而且具有内阻小、比常规蓄电池使用寿命长等特点，在充电系正常情况下，不需从拆下进行补充充电。风帆蓄电池6-GFM系列阀控密封式铅酸蓄电池专为UPS应用设计,性能优越,技术成熟,具有安全,可靠,维护省力等特点,广泛应用于金融,通信,电力,铁路,保险,交通,教育,,,制造,企业等系统。技术特点： 风帆蓄电池免维护的专业设计采用高可靠的专业阀控密封式设计,有效确保电池不漏（渗）液,无酸雾,不腐蚀,并在充电时产生的气体基本被吸收还原成电解液,在使用时无需加水,补液和测量电解液比重。风帆蓄电池超长的使用寿命独有配方的板栅和合金设计,有效抵抗极板腐蚀；的大电流放电特性,可靠的快速充电性能,优越的深度放电恢复能力,确保电池的使用寿命。浮充设计寿命可达10年以上（25℃）。风帆蓄电池极小的自放电电流采用优质高纯度材料设计,自放电电流极小,自放电所造成的容量损失每月小于4％,减轻客户电池存储时的维护工作。风帆蓄电池极宽的工作温度范围电池可以在-20℃～ 50℃甚至更宽范围的温度条件下工作,电池的内阻比常规电池小的多,在-20℃～ 50℃的温度范围内进行大电流放电,其输出功率比同规格的传统式开口电池高。风帆蓄电池良好的批量一致性优秀的设计技术和100％气密性,电压,容量和安全性能检验,保证了大批量生产的电池具有良好的一致性,特别适合于需要多节电池串联使用的场合,例如UPS电源后备电池组,逆变器后备电池组等。风帆蓄电池合理的安装和结构设计国际化的极柱设计和紧凑的整体结构设计,方便安装和拆卸,易于维护,大大节省用户成本。风帆蓄电池焦点之相机电池充电技巧汇总如果用户希望延长电池的有效使用时间，除了充电器的质量要有保证外，正确的充电技巧也必不可少，因为质量差的充电器或错误的充电方法都将影响电池的使用时间和循环寿命，下面就是笔者整理出来的有关充电技巧：1.电池出厂前，厂家都进行了激活处理，并进行了预充电，因此电池均有余电，有朋友说电池按照调整期时间充电，待机仍严重不足，假设电池确为正品电池的话，这种情况下应延长调整期再进行3~5次完全充放电。2.如果新买的相机电池是锂离子，那么前3~5次充电一般称为调整期，应充14小时以上，以保证充分激活锂离子的活性。锂离子电池没有记忆效应，但有很强的隋性，应给予充分激活后，才能保证以后的使用能达到优秀效能。3.有些自动化的智能型快速充电器当指示信号灯转变时，只表示充满了90％。充电器会自动改变用慢速充电将电池充满。好将电池充满后使用，否则会缩短使用时间。4.充电前，锂电池不需要专门放电，放电不当反而会损坏电池。充电时尽量以慢充充电，减少快充方式；时间不要超过24小时。电池经过三至五次完全充放电循环后其内部的化学物质才会被全部“激活”达到优秀使用效果。5.请使用原厂或声誉较好的品牌的充电器，锂电池要用锂电池充电器，并遵照指示说明，否则会损坏电池，甚至发生危险。6.有很多用户常常在充电时还把相机开着，其实这样会很容易伤害相机寿命的，因为在充电的过程中，相机的电路板会发热，此时如果有外来电话时，可能会产生瞬间回流电流，对相机内部的零件造成损坏。7.电池的寿命决定于反复充放电次数，所以应尽量避免电池有余电时充电，这样会缩短电池的寿命。相机关机时间超过7天时，应先将相机电池完全放电，充足电后再使用。8.相机电池都存在自放电，不用时镍氢电池每天会按剩余容量的1％左右放电，锂电池每天会按0.2％~0.3％放电。在给电池充电时，尽量使用插座，不要将充电器与电视机等家电共用插座。9.尽管相机在网络覆盖区域之内，但在相机关机充电时，相机已经无法接受和拨打电话了。此时，可以使用相机的未通转移功能，将相机转移到身边的固定电话上，以防止来电丢失，这种方法对于相机不在网络覆盖区域内或者信号微弱而暂时无法接通时也适用。10.不要将电池暴露在高温或严寒下，像三伏天时，不应把相机放在车里，经受烈日的曝晒；或拿到空调房中，放在冷气直吹的地方。当充电时，电池有一点热是正常的，但不能让它禁受高温的“煎熬”。为了避免这种情况的发生，好是在室温下进行充电，并且不要在相机上覆盖任何东西。11.镍镉（N?iCd）电池充电前必须保证电池完全没电，再充电后必须保证电池充足电。12.如果相机电池放置太长时间而未用，好到相机维修部门申请给电池作一个活处理，也可以自己用一个直流恒压器，调整电压为5~6V，电流500~600mA反向连接电池。注意，一触即放开，多重复三次即可，经过这样处理后，再用原装充电器进行“调整期”充电。13.充电时不是时间越长越好，对没有保护电路的电池充满后即应停止充电，否则电池会因发热或过热影响性能。14.锂离子电池必须选用充电器，否则可能会达不到饱和状态，影响其性能发挥。充电完毕后，应避免放置在充电器上超过12小时以上，长期不用时应使电池和相机分离。风帆蓄电池如何修复并不是所有失效的铅酸蓄电池都能进行修复，如出现了短路和断路的电池、极板上活性物质严重脱落的电池、极板严重损坏，严重变形的电池、电池塑料壳体严重变形和严重破裂的电池，以及电池塑料壳体底部出现大面积漏液的电池是不能进行修复的。所以可修复的铅酸蓄电池是因失水严重而失效、电极上活性物质发生严重的硫酸盐化而失效的电池，以及因磕碰、摔打、跌落等原因使电池壳体上部出现微弱裂缝而漏液造成失效的电池，即结构轻微失效的电池。所以铅酸蓄电池的修复可分为对电性能失效的修复和对塑料壳体结构件失效的修复。1、对电性能失效的铅酸蓄电池修复对电性能失效的铅酸蓄电池修复可分为化学方法修复和物理方法修复。（1）用化学方法对电性能失效的铅酸蓄电池修复化学方法对电性能失效的铅酸蓄电池的修复通常是采用加入化学活化剂方法，如添加纳米碳溶胶蓄电池活化剂，它是以纳米石墨为溶质主要成份的水溶液。A、对失水严重的铅酸蓄电池在加入活化剂前要先加入浓度为5%~10%的稀硫酸电解液，补加的电解液量控制在上下液面线之间偏上线的位置。B、按活化剂的使用添加量要求通过气塞孔均匀的从四周及中间加入到每个单体蓄电池内部并摇动均匀。纳米碳溶胶活化剂加完后电解液的液面线接近液面标示线的上线。C、立即对修复的电池充电，开始活化充电时充电电流要大于正常充电电流的50%左右，以便使纳米石墨在电场的作用下尽快的吸附到电极里面，大约充进40%左右的电量时再进行正常充电。活化的充电量为理论容量的120%~130%。一般活化2~3个周次后电池的电性能就能得以恢复，其放电容量在额定容量的98%以上的可认为修复完成。电池活化修复后对电解液液面偏高的要抽出多余的电解液。在电池活化前电池内部的电解液如果混浊并为棕色及有固体颗粒但放电容量接近额定容量的80%的电池，应把电解液全部倒出（或吸出）并用电池用纯净水清洗2次，然后再加入使用浓度的硫酸电解液，再按前述方法对电池进行活化修复。注意：纳米碳溶胶铅酸蓄电池活化剂适用于富液型的各种铅酸蓄电池的修复，对VRLA铅酸蓄电池的修复也有一定效果；但对胶体电解质电池的修复效果不明显。（2）用物理方法对电性能失效的铅酸蓄电池的修复用物理方法对电性能失效的铅酸蓄电池修复是用充电设备提供的充电模式创新—充电电流的变化来实现的。A、对失水严重的电池进行补充电解液方法见（1）；B、对修复的电池进行小电流预放电小电流预放电可以使电解液更容易浸润到电极内部，使表面已生成钝化层的活性物质（硫酸铅）在小电流放电时产生比较疏松的硫酸铅分子，这有助于钝化的硫酸铅活化并再度参加电化学反应。C、修复充电可采用变幅脉冲铅酸蓄电池修复仪来对电性能失效的电池修复充电。一开始要用大电流对失效的电池充电，当电池的电压和内阻达到一定值时会自动的引入脉冲充电；正脉冲电流一般≥0.3C，负脉冲电流一般≥0.1C，终止时单体电池电压控制在2.63V~2.70V之间。充电电流会随电池的电压升高而逐步下降，这可以避免长时间大电流充电造成电极的损坏和失水。一般修复充电的充电容量控制在额定容量的120%左右，时间控制在10h~12h之间。D、次修复充电后的容量检测次修复充电完成后应搁置2小时，其后检察电池的开路电压，若一切正常可按要求的放电电流放电，放至单体电压到1.75V，放出的容量应不少于额定容量的95%。E、第二次修复充电对于长时间没有使用或失水严重及硫酸盐化严重引起电性能失效的电池仅一次性修复很难使电池的容量恢复到额定容量的95%以上；需要对容量恢复到额定容量80%以上的电池进行第二次修复。第二次修复的充电方法与次相同。一般只是电性能失效的电池第二次修复后其电池容量可以恢复到额定容量的98%以上；这时可认为修复完成，电池再充电后就可以提交使用。如果第二次修复放电容量低于额定容量的85%则认为该电池彻底失效不可修复。（3）用扫描共振频率技术对电性能失效的铅酸蓄电池修复扫描共振频率技术（装置）对落后或电性能失效电池的修复操作A、对失水严重的电池进行补充电解液，方法同3.1.1.2（1）。B、将扫描共振频率装置连接到电池（组）的正、负极上，按使用要求对落后或电性能失效的电池进行修复。为防止电池工作状态对修复的干扰在线路中应串一个同步干扰抑制模块。C、测量被修复电路中电池的电压和内阻，失效的或落后的电池电压和内阻与其它电池基本一致时可以认为修复完成。注意：可用于通信、通讯系统、UPS系统、卫星地面站等设施的电池机房。该技术（装置）的特点是落后或失效的电池可以在线修复，不必把有问题的电池从供配电系统中取下，是属于在线智能修复，可无需人员值班，修复激活电池时也不会给电池带来损坏。2、铅酸蓄电池壳体损坏的修复铅酸蓄电池在使用过程中有时会出现碰撞、跌落、摔打的现象，这就会造成电池的塑料壳体被损坏。对于只有轻微损坏（如外壳有轻微缝隙、漏电解液并不严重、内部电极并未损坏）的可以进行修复，但修复后不应影响电池在设备上的装配。（1）用粘合技术对铅酸蓄电池外壳损伤的修复操作按正100 ml+20 g ABS（或SAN）塑料料粒的配比配制胶液，不断摇动，使固体料粒完全溶解并成均匀液，待用（胶液用后密封好，可以长期使用）。把铅酸蓄电池外壳损伤处擦拭洁净，粘接面上不能有粉尘，粉状颗粒，油污及电解液并应平整。取洁净的尺寸适度的ABS（或SAN）塑料板块（板块的尺寸各方向上要大于裂缝5mm以上，厚度和电池外壳壁相当，待用。取适量的胶液涂抹于铅酸蓄电池外壳的损伤处及周边5mm以上的地带，再把裁剪好的塑料板块紧压在涂好胶的电池外壳损伤处并平压紧，12小时以后待胶液完全干涸后检查不漏，可以认为修复完成，可提交使用。应注意的是粘接面必需平整，粘接处必需平压紧。被修复的电池在修复前若漏电解液较多时应补加使用浓度的硫酸电解液在充电活化后方可提交使用。粘合修复铅酸蓄电池技术适用于电池壳体材料有溶剂可溶的，如ABS（丙烯晴、苯乙烯、丁二烯共聚物），改性ABS工程塑料，SAN工程塑料（苯乙烯、丙烯晴共聚物）等。（2）用热熔粘合技术对壳体损伤的铅酸蓄电池的修复对铅酸蓄电池的损伤面进行洁净处理，粘接面不应有酸液、粉尘、油污和粒状杂质。用热熔对热熔胶棒加热并对修复处适当加热，使热熔胶棒熔化并流落到电池壳体的损伤处，热熔胶粘合面各方向上的胶液要大于损伤缝隙处5mm以上，损伤缝隙粘合胶面的厚度不小于电池外壳的壁厚，热熔胶合面可以适当加压有利于粘合牢固，自然冷却12小时后检查不漏，可以认为修复完成，可提交使用。

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