閥控鉛酸蓄電池過(guò)早失效的原因與維護(hù)分析

李冠華

（湯淺蓄電池（順德）有限公司，廣東 佛山 528322）

閥控鉛酸蓄電池過(guò)早失效的原因與維護(hù)分析

李冠華

（湯淺蓄電池（順德）有限公司，廣東 佛山 528322）

時(shí)代的發(fā)展伴隨著科技的創(chuàng)新，特別是在當(dāng)前時(shí)代背景下，隨著用電需求的不斷增加，智能高頻開(kāi)關(guān)電源也逐步普及，這也讓具有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的閥控式蓄電池得到廣泛采用，進(jìn)而取代了傳統(tǒng)意義上的防酸隔爆與鎳鎘固定型電池。相對(duì)而言，前者的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)酸霧出現(xiàn)，不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕效果，而且可以連同設(shè)備同步安裝，防止爆炸，便于維護(hù)，而目前主要用于電力及電信相關(guān)企業(yè)，對(duì)于相關(guān)行業(yè)的運(yùn)作與發(fā)展都具有重要的意義與價(jià)值。

閥控鉛酸蓄電池；過(guò)早失效；原因及維護(hù)要點(diǎn)

0 引言

雖然閥控鉛酸蓄電池較傳統(tǒng)的電池，優(yōu)勢(shì)較為明顯，但是本身也存在一定的劣勢(shì)，即如設(shè)計(jì)階段缺乏科學(xué)性產(chǎn)生的缺陷問(wèn)題、配件與材料的質(zhì)量問(wèn)題、操作失當(dāng)問(wèn)題以及各類隨機(jī)內(nèi)因外因造成的問(wèn)題，而這些問(wèn)題往往會(huì)導(dǎo)致蓄電池的使用年限難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而且維護(hù)間隔周期較長(zhǎng)或者過(guò)度運(yùn)用，都會(huì)引發(fā)電池失水問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致電解液蒸發(fā)，甚至引發(fā)極板硫酸化問(wèn)題。以及其他一些引發(fā)電池因失水、漏液、鼓包等隱患問(wèn)題。因而需要針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行研究，并且提出有效的解決策略。而筆者將通過(guò)本文，就閥控鉛酸蓄電池過(guò)早失效的原因與維護(hù)分析方面，提出相應(yīng)的探討與研究。

1 閥控式鉛酸蓄電池的工作流程

一般的閥控式蓄電池的構(gòu)造（具體構(gòu)造如下圖圖1所示）為正極板中的活性物質(zhì)為二氧化鉛，負(fù)極板上活性物質(zhì)則是海綿態(tài)的鉛，當(dāng)將兩極都浸入稀硫酸電解液中，同時(shí)在兩者中央安放耐腐蝕的多孔玻纖隔板則可以避免出現(xiàn)短路。而其工作流程也類似傳統(tǒng)電池，都是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。在放電過(guò)程中，處于正極的二氧化鉛以及負(fù)極的單質(zhì)鉛都會(huì)與稀硫酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成硫酸鉛和水，而前者在正負(fù)極板都可以發(fā)現(xiàn)，后者則與電解液融合，當(dāng)電解液濃度減少，蓄電池進(jìn)入充電階段，即將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。而且充電過(guò)程中，兩極附著的硫酸鉛又會(huì)被還原成二氧化鉛與單質(zhì)鉛，而且電解液濃度呈直線上升[1]。

2 引發(fā)閥控式鉛酸蓄電池提前失效的主要原因研究

2.1 蓄電池極板的硫酸化

根據(jù)更多調(diào)查研究結(jié)果顯示，閥控式鉛酸蓄電池提前失效的主要因素就是蓄電池負(fù)極板的硫酸化，這也是普遍蓄電池都存在的一大問(wèn)題，而主要的酸化表現(xiàn)為負(fù)極板外裹硫酸鉛，將極板與電解液進(jìn)行隔離，進(jìn)而導(dǎo)致充電放電受到阻礙。而且隨著時(shí)間的推移，生成的硫酸鹽會(huì)持續(xù)增加，進(jìn)而導(dǎo)致電阻直線增大，電池充放電能力直接下降，最終失去效果。而引發(fā)蓄電池極板的硫酸化的原因，則可以分為三個(gè)方面，其一，充放電過(guò)量，主要體現(xiàn)在電池進(jìn)行放電后因?yàn)槲茨艹錆M電再次進(jìn)行放電，也造成欠充問(wèn)題，而且以上問(wèn)題累積多次就可對(duì)電池壽命造成嚴(yán)重的影響[2]。

圖1 閥控式蓄電池主要構(gòu)造

2.2 浮充電壓的不穩(wěn)定

浮充電壓的不穩(wěn)定主要是指多次浮充情況下，電壓差值高于標(biāo)準(zhǔn)，即一般標(biāo)準(zhǔn)情況下，多次浮充的電壓差值最大不得超過(guò)100 mV。而引發(fā)浮充電壓不穩(wěn)定問(wèn)題的主要原因主要包含以下四點(diǎn)：其一，電池本身材料、品控以及安全閥的開(kāi)關(guān)壓力均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致電池性能存在不穩(wěn)定性。其二，工作溫度問(wèn)題，一般蓄電池正常的工作溫度在25攝氏度左右，當(dāng)溫度高于這一溫度，則會(huì)導(dǎo)致浮充出現(xiàn)析氣伴隨著失水問(wèn)題，電解液飽和度降低，最后導(dǎo)致電壓差問(wèn)題。其三，多類電池混合運(yùn)用，因?yàn)椴煌碾姵責(zé)o論在參數(shù)、電壓以及容量方面存在差異性，而且這些差異性會(huì)直接導(dǎo)致充放電情況、電解液飽和情況、開(kāi)關(guān)閥的壓力情況存在不同，最終導(dǎo)致浮充電壓的差異。即如：電池混用會(huì)產(chǎn)生低容量過(guò)充，高容量充電時(shí)間過(guò)短的問(wèn)題。其四，浮充電壓異常，即如一般狀況，單體25℃的浮充電壓范圍一般為2.23~2.28V，當(dāng)環(huán)境實(shí)際溫度低于正常水平時(shí)，浮充電壓也會(huì)出現(xiàn)異常升高。而電壓值低于正常水平，則表示電池時(shí)常充電不充分，而且內(nèi)部?jī)蓸O形成大量硫酸鹽，內(nèi)阻過(guò)高；而且過(guò)充問(wèn)題則會(huì)導(dǎo)致安全閥始終為打開(kāi)情況，電池內(nèi)部失水，腐蝕加劇。

2.3 電池自身漏液?jiǎn)栴}

一般而言，閥控式鉛酸蓄電池的漏液?jiǎn)栴}主要集中在槽蓋密封處、安全閥位置以及、極柱端子密封處。而且漏液的原因存在差異性，所以應(yīng)當(dāng)進(jìn)行針對(duì)性研究，最后得出解決方案，即如以下：其一、電池槽蓋漏液，主要是密封所導(dǎo)致的，即受到質(zhì)量不行、黏膠老化、裂痕、膠層厚度不足等等因素的影響。其二、安全閥位置漏液，這一漏液原因也比較多樣，主要是安全閥本身無(wú)效或者過(guò)度打開(kāi)所致，再者閥體與槽蓋不緊密也會(huì)引發(fā)問(wèn)題。其三、兩極漏液，這也是由于極柱密封存在問(wèn)題，而且一般情況下電池閥往往會(huì)出現(xiàn)“白色晶體”，這也是因?yàn)槌潆妼?dǎo)致電池內(nèi)部的巨大壓力，而打開(kāi)安全閥后，氣體與酸液就會(huì)完全排除，最后形成硫酸鹽晶體[3]。

3 閥控式鉛酸蓄電池的維護(hù)方案

3.1 強(qiáng)化正常巡查

在正常巡查過(guò)程中，巡查人員需要優(yōu)先關(guān)注蓄電池的殼子是否存在漏液、變形、溫度是否有異常，而且需要注意浮充電流情況、蓄電池情況及自流母線與地隔離情況，檢查是否存在故障報(bào)警信號(hào)。此外，在電池投入運(yùn)作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)每個(gè)電池的電壓、內(nèi)阻值進(jìn)行記錄，同時(shí)在運(yùn)用半年后，則需要將數(shù)據(jù)域的一般數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，若發(fā)覺(jué)單個(gè)電池電壓過(guò)低或者阻值過(guò)高問(wèn)題，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行激活與替換。最后，在浮充模式下必須確保相當(dāng)?shù)碾妷弘娏?，同時(shí)運(yùn)用核對(duì)性放電方法。特別是針對(duì)最新的閥控蓄電池，則需要進(jìn)行核對(duì)放電試驗(yàn)，而且實(shí)驗(yàn)周期可以保持在2~3年左右。

3.2 強(qiáng)化供應(yīng)監(jiān)控

在目前情況下，閥控式蓄電池具有更加廣泛的市場(chǎng)運(yùn)用前景，但是很多生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過(guò)程中往往未能注意產(chǎn)品質(zhì)量，而是一味打壓生產(chǎn)成本。所以在選擇電池供應(yīng)商的過(guò)程中，則需要針對(duì)商家的資質(zhì)、工藝以及制作流程進(jìn)行選擇，同時(shí)強(qiáng)化供應(yīng)監(jiān)控的力度。而且安裝過(guò)程中必須遵循廠家的要求，在裝配完成后進(jìn)行容量檢測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，引發(fā)閥控式鉛酸蓄電池失效的原因比較多樣，既包含電池內(nèi)部變化的內(nèi)因，還有更多的外因。而且對(duì)當(dāng)前使用數(shù)據(jù)與失效原因分析，失效主要受到環(huán)境溫度、充電周期、充電電壓電流等因素的影響，而且電池失效的表現(xiàn)普遍為失水、漏液、鼓包、極板的硫酸化等等，也需要維護(hù)人員重點(diǎn)關(guān)注。

[1] 趙杰權(quán)，馬寧，柳厚田.混合動(dòng)力車用閥控式鉛酸蓄電池負(fù)極碳添加劑的研究進(jìn)展[J].蓄電池，2010，47（5）：195-207.

[2] 陳梅.超級(jí)電池，超級(jí)電容器一體型鉛酸蓄電池[J].電源技術(shù)，2010，34（5）：419-420.

[3] 柳厚田，周彥葆，蔡文斌，等.無(wú)鈣鉛合金在閥控式鉛酸蓄電池中的應(yīng)用[A].第九屆全國(guó)蓄電池學(xué)術(shù)會(huì)議論文[C].廣東東莞，2012:14-17.

Cause and maintenance of premature failure of valve regulated lead acid battery

Li Guanhua
(Yuasa (Shunde) Co., Ltd. Guangdong Foshan 528322, China)

The development of the times with the innovation of science and technology, especially in the context of the current era, with the increasing demand for electricity, intelligent high frequency switching power supply is gradually popularized, it also has strict standards for VRLA battery has been widely used, and replaced the traditional sense of the explosion proof type and battery fixed type nickel cadmium. Relatively speaking, the former has the advantage of no acid mist, will not cause corrosion effect on the equipment, but also together with the equipment installed simultaneously, prevent the explosion, convenient maintenance, and is mainly used in power and telecom enterprises, has important meaning and value for the operation and development of related industries.

valve regulated lead-acid battery; premature failure; cause and maintenance