蓄电池极板硫酸盐化原因分析

蓄电池极板上产生一层导电不良、白色的粗晶粒硫酸铅，正常充电时，不能完全使其转化为铅和二氧化铅，这种现象称为“硫酸铅硬化”，简称“硫化”。这种结晶体很难在正常充电时消除，硫酸盐化的程度与蓄电池容量有很大关系，硫酸盐化越严重，蓄电池容量越少，

产生极板不可逆硫酸盐化原因有: 直至报废。极板硫酸盐化是蓄电池常见的故障，许多蓄电池失效也是因这一故障而发生的。

(1)存放时间过长，因为极板活性物质表面存在硫酸，导致活性物质表面的硫酸铅老化后失去电离的作用。

(2)没有及时充电。放电后未对蓄电池进行及时充电，常表现为线路短路后没及时给蓄电池补充电，使蓄电池长时间处于欠充电状态。

(3)蓄电池带电搁置时处于放电状态，未及时给蓄电池补充电，电解液密度过高或不纯，都会使正负极板中活性物质的表面形成硫酸盐化。在已放电或半放电状态下放置时间过久，自放电率高，未对其进行维护充电。

(4)经常性的深度放电及过放电，放电电流过大或过小，没有及时充电或充电不足。

(5)由于未及时对蓄电池进行补水维护，蓄电池干涸或加人的电解液浓度过高，长期处于高密度电解液下会逐渐使蓄电池硫酸盐化。

(6)初充电不足或长期充电不足。由于蓄电池的储存期过长，性能降低而又未在使用之前补充电，充电器与蓄电池不配套，造成蓄电池长期充电不足。

(7)蓄电池组中单只蓄电池性能不一致，存在差异过大的落后蓄电池。若蓄电池组中某一只蓄电池的容量明显低于其他蓄电池，会造成整个蓄电池组电压下降，充电时落后蓄电池因最先被充满而其余蓄电池仍需充电而形成过充电，放电时落后蓄电池又因最先被放空而形成过放电，从而导致硫酸盐化进一步加剧，使得落后程度更加严重，形成恶性循环。

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(8)通过隔板及极板边缘绝缘产生慢性短路。由于蓄电池槽底积粉过高或由于电解液不纯，杂质结晶于极板边缘而形成慢性短路，使极板逐渐硫酸盐化。

(9)没有定期过充电。由于蓄电池内部的活性物质不能地利用，总有一部分硫酸铅不易转化，这部分硫酸铅很容易结晶细化形成极板硫酸盐化，经常采用快速充电容易造成由于电流密度过高，极板内部的硫酸铅不易转化现象。

(10)放电过程中蓄电池的保护电压和截止电压控制不严，长期造成放电过度。

(11)电解液不纯，电解液液面过低，致使极板上部露出液面，而使蓄电池极板逐渐硫酸盐化。

(12)新蓄电池或停用的蓄电池，在储存期内没有及时进行补充充电。

(13)蓄电池使用环境恶劣，内部微细孔堵塞或者有杂质短路，或蓄电池使用不当，内部短路。

如果上述这些情况长期得不到解决，将导致蓄电池的极板上形成粗大、难溶解、导电性

差的硫酸铅，堵塞极板的微孔，妨码电解液的渗透作用，使极板内部的活性物质不能很好地参加化学反应，导致容量下降，内阻增加。最终在蓄电池的极板上形成不溶解的结晶，使得电极的导电性能明显下降，并使极板内部的活性物质不断剥落，难以参与电化学反应。

蓄电池的硫酸盐化的危害

硫酸铅在形成之后一段时间内活性较高，如果在这一段时间内没有及时充电或者充电不完全，使它未及时转化为正负极活性物质，硫酸铅就会在温度低时重新结品，在结晶质硫酸铅上析出。如果这样一次又一次地重复，结晶颗粒就会不断增大，成为导电性能差、难以溶解、充电时难以恢复的硫酸铅结晶，导致蓄电池不可逆硫酸盐化。

统计表明，绝大多数蓄电池的失效都是由电极活性物质的不可逆硫酸盐化造成的。这种硫酸盐化物在充电时难以恢复为二氧化铅及海绵状铅。硫酸盐化对蓄电池的危害如下:

(1)它的形成消耗了活性物质，使蓄电池的有效容量降低，长期如此将导致蓄电池报废。

(2)不仅它本身在充电时难以恢复，而且会阻塞多孔电极的空隙，妨碍电解液通过，增加内阻。

(3)充放电时发热更多，使蓄电池温度升高，加大极板的腐蚀与变形，使活性物质脱落导致蓄电池的结构性报废。

(4)使充电效率下降，充电时间延长，造成时间及能源的浪费。

(5)导致更严重的电解水现象，蓄电池容易失水干涸。

(6)由于容量下降，输出功率不足，为保持一定的输出就只能加大放电深度，而这会造成硫酸盐化更加严重，形成恶性循环。

(7)由于消耗了硫酸，导致电解液密度下降，大电流放电能力降低，性能下降。

(8)硫酸盐化了的蓄电池极化作用大、充电接受能力差，活性物质有效性差，放电端电压下降快，额定容量低。充电时，电压上升较快，电解液密度达不到规定值，产生过量气体，使蓄电池温度升高。在化学反应过程中，分子接触面积小，反应能量小。

硫酸盐化蓄电池的修复

蓄电池产生不可逆硫酸盐化时，应根据其程度的轻重进行修复。

(1)对硫酸盐化较轻的蓄电池可进行一般的活化充电(即均衡充电)，即可以恢复正常。具体方法是:用初次充电的第二阶段充电电流连续地进行过量充电。当电解液产生大量的气泡，密度达1.28g/cm左右时即可使用。能将有硫酸盐化的个别蓄电池单独进行过充电，使其消除硫酸盐化。

(2)对硫酸盐化较重的蓄电池应采用“水疗法”，具体方法是:将蓄电池充电后，作一次10h放电率放电，放到单格蓄电池电压均降至1.8V为止。然后将电解液从蓄电池内倒出，并立即加入蒸馏水，静置1~2h，用初次充电的第二阶段充电电流进行连续充电，待电解液密度升至1.15g/cm左右时，再按10h放电率放电至终止电压。然后再用原来充电电流进行过充电，直到正、负极板开始出现大量气泡，电解液密度不再上升，把电解液密度调整到1.28g/cm并用10h放电率放电至终止电压，再次采用初次充电的第二阶段充电电流进行连续充电，待电解液密度升至1.15g/cm左右时。然后再用10h放电率的1/5放电电流放电1.5~2h。如此重复数次、当蓄电池容量达到额定容量的80%时即可使用。若容量还很小，可按上述方法反复进行，直到蓄电池性能恢复正常为止。

预防蓄电池变形的措施

预防蓄电池变形的措施有:

(1)在保证不漏液的前提下尽可能多地加液，以延长或避免“热失控”的产生;确保正

常使用寿命期间电解液的饱和度。这种方法存在漏液的危险，在批量生产过程中控制难度较大。

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(2)避免产生内部短路或微短路或带有微短路倾向。

(3)使用过程中应防止过放电的发生，做到充满电再存放。减少过充电，即缩短“高电压区”充电时间，实践证明充电末期充电转换效率很低，有的仅能达50%。因此，缩短这一时间对失水十分有利，普通的充电器为达到这一日的采取提高转换电流来实现，但这种方式在低温条件下可能发生充电不足的故障。为此不少充电器厂家开始开发带温度反馈控制的充电器:一是对蓄电池充电电压进行温度补偿，即温度越高充电电压越低，温度越低充电电压越高，系数约为一3mN/单格℃;二是通过检测环境温度来控制转换电流的大小，即温度越高电流越大，温度越低电流越小。有的充电器除上述控制外还对充电高电压区进行时间控制即达到规定的高电压时开始计时，到达时间即强行转人浮充防止高电压时间过长，这种方法在温度较高时非常有效。

(4)检查充电器的充电参数，不得有严重过充现象。

(5)在高温下充电时，必须保证蓄电池散热良好，采取降温措施或减短充电时间，否则应停止充电。

(6)改变极板片数对变形也能起到有效控制。在对变形蓄电池解剖时发现有部分蓄电池有微短路现象，一旦出现短路或微短路则会使整组蓄电池处于过充电状态，将大大增加蓄电池充电末期电流(即过充电流)，使蓄电池很快失水，发热变形，减少极板片数必然使极板间距增大，短路和微短路的几率将大大减小，因此，使变形蓄电池所占比例减少。

(7)改进蓄电池板栅合金材料，蓄电池失水与板栅材料有关，板栅的析气(氧和氢)过电位高低直接影响析气量大小，用高析氢，析氧过电位(绝对值)的合金制成的板栅装配成的蓄电池失水量就低，反之则高。

(8)改进蓄电池的生产工艺，提高蓄电池充电转换效率也是避免蓄电池变形的有效方法。另外，采用负脉冲去极化的充电模式也能很有效地避免变形。脉冲充电的目的是提高充电效率，减少蓄电池失水，但不是所有的脉冲方式都有效果，从大方向来看，只要达到了降低充电电压，充足电的效果即认为有效果，或经过测试每次充好电(安全充电)析气量得到减小(与普通充电器比较)，同样认为有效。

(9)改进蓄电池使用条件也能有效地预防蓄电池变形，由于蓄电池温度升高其电极的过

电位将降低，而使析气量增大，过充电流也将增大，使蓄电池发热加大，若没有良好散热良好。同样可能使蓄电池发生变形，使用过程中，特别是高温季节，应尽可能使蓄电池散热良好。

蓄电池长期搁置应该如何防止腐蚀生锈

蓄电池在我们的日常生活中是比较常见的一种蓄电池，有的时候呢，难免会有蓄电池长期搁置的情况出现。在蓄电池长期搁置不用的情况下，是需要进行保养的。比如说，有的地方在使用蓄电池的时候是季节性的工作期，就会搁置不用蓄电池，但是呢蓄电池是铅酸类的产品，是比较容易受到环境的影响，从而发生腐蚀或者生锈的。今天呢小编就来跟大家介绍一下在蓄电池长期搁置的时候该如何经常保养，从而防止电池腐蚀。

1、这第一步呢当然是清理蓄电池各个零部件以及外壳端子的前端，保持蓄电池的清洁。

2、一定要除去蓄电池桩头表面的油垢，为的是保持理士蓄电池的清洁。

3、可以为蓄电池涂防锈油，让端子置于干燥处。

4、可以把蓄电池使用油布盖住，从而避免灰尘杂物积条排、园排缝隙，从而避免影响端子头的下次使用。

5、当蓄电池闲置一段时间后，再次使用的时候，一定要检查条排、圆排的缝隙，如果发现了灰尘杂物一定要及时的清理，避免出现问题。

如果你的蓄电池长期搁置不用了，一定要注意小编跟大家说的这些，注意起来，避免蓄电池在长期搁置的时候，一定要好好的保养，防止蓄电池在长期搁置的时候出现腐蚀生锈的问题，希望朋友们能够注意小编跟大家说，千万要注意这个问题，不然就有可能使蓄电池报废千万要注意。

如何延长基站电源蓄电池寿命

 基站蓄电池从目前使用情况来看，普遍存在蓄电池容量下降过快，使用寿命短的问题，短短1～2年时间蓄电池的容量只有标称容量的30%～40%，有的只有10%～20%，而大部分基站蓄电池经过1～4年运行，其容量只有其标称容量的50%左右，远远达不到其设计使用寿命，与交换局站同类蓄电池相比，其使用寿命也大大降低。本文对基站电源运行过程中蓄电池的损坏原因进行了分析，提出延长基站蓄电池使用寿命的方法。

蓄电池寿命的定义

蓄电池的寿命一般是指浮充状态下的使用年限。对于在非浮充状态下工作的蓄电池，其寿命是从循环放电次数和放电深度两个维度来衡量的，如表1所示。所以不能简单地以能使用多少年来衡量蓄电池的寿命。

对于蓄电池的循环放电次数来说，必须是在蓄电池放电后充足电能，要充足电能充电时间至少需要24小时(依据YD/T799-2002的规定)。对于充电不足的情况，其循环放电次数很难确定，肯定要低于表1中描述的数据。

放电深度对电池使用寿命的影响也非常大，电池放电深度越深，其循环使用次数就越少，如表1所示，因此在使用时应避免深度放电。

蓄电池寿命终止的因素

对于阀控密封铅酸蓄电池来说，有四种失效模式：正极板腐蚀、失水、热失控、硫酸盐化。其中正极板栅腐蚀由于合金工艺技术的提高，腐蚀速度非常慢，一般是10~15年。

失水的途径比较多：节流阀设计不合理，频繁开启;电源对蓄电池频繁均充;环境温度过高。其中高温是最主要的因素，高温会加速蓄电池失水速度，导致蓄电池容量下降。以25℃为基准，当蓄电池运行环境上升10℃，寿命减少50%，如图1所示。

热失控是指蓄电池在充电过程中产生的热量未及时释放出，温度和化学反应之间形成一个正回馈，出现失控。热失控对蓄电池是毁灭性的，造成蓄电池外壳变形，严重者造成蓄电池爆炸。热失控的原因是机房环境温度超过45℃、高温下浮充电压过高(没有温度补偿功能)、充电电流超过设计值(超过2.5C10)。

硫酸盐化是指在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶，颗粒比较大，活性低，充电时难以转化为活性物质的硫酸铅，导致电池容量下降或功能衰退。盐酸化的原因是电池在安装使用前曾长时间搁置储存(超过3个月)、持续过放电或经常过量放电或小电流深放电、环境温度过高或过低、经常充电不足和没有定期执行均充。

影响基站电池运行寿命的因素

很多基站的位置偏远，交流电供电不稳定或频繁停电，甚至根本就没有交流电;基站没有空调或户外站点，环境温度高;站点偏远且数量多，无法做到精细化维护。以上是基站蓄电池工作环境的基本状况。

通过对中国基站蓄电池损坏情况的分析，采集新疆、浙江、陕西、云南几个省蓄电池损坏的标本分析，并结合海外越南、埃及、巴基斯坦、埃塞俄比亚基站电源的损坏数据，我们得出影响蓄电池运行寿命的有以下几个因素：

1、交流频繁停电

频繁停电、停电时间长、停电时间无规律，使蓄电池频繁充放电，或者基站根本就没有交流电，通过柴油发电机和蓄电池交替供电，是造成蓄电池容量下降过快和使用寿命缩短的一个最主要原因。

基站停电频次过高，一天内停电数次，甚至连续停电数天，使基站蓄电池在放电后尚未充足电的情况下又放电，蓄电池长时间处于欠充状态。如连续多次发生欠充，将造成蓄电池容量累积性，硫酸盐化加剧，蓄电池容量将在较短时间内下降，其使用寿命将较快终止。

2、蓄电池存储时间太长

蓄电池在存放过程中存在自放电，如果长时间得不到补充，就会出现硫酸盐化现象。这种现象如果没有得到及时改善，蓄电池容量会降低甚至损坏不能使用。蓄电池在存贮过程中，环境温度对容量影响也非常大，如表2所示。

3、基站的环境温度过高

基站停电后，空调停机。由于基站为封闭机房，基站室内温度将大幅上升。温度过高使阀控式密封电池内部失水量加剧，电解液饱和度下降(玻璃纤维棉隔膜内电解液减少)使电池容量降低，缩短使用寿命。

4、电池安装开通质量

蓄电池的安装是否符合规范，对蓄电池的使用使命影响非常大。安装时没有将蓄电池之间的连接器固定螺钉拧紧，接线柱与连接器之间接触电阻增大，在充放电时将产生大量热量而烧坏，造成整组蓄电池损坏;蓄电池温度传感器没有安装或安装错误，在温度高时会因为无法调整充电电压到合适值，蓄电池出现热失控现象，造成蓄电池损坏;开通时没有在监控单元中调整蓄电池管理参数至合理值，造成蓄电池损坏。

5、没有正确地设置蓄电池管理参数

开关电源涉及到蓄电池管理的参数有蓄电池容量、充电电流系数、均浮充电压、一二次下电电压、自动均充的条件、温度补偿电压，如果这些参数设置不合理，会对蓄电池的寿命造成影响。例如一二次下电电压设置电压过低，使蓄电池出现过放电甚至深度过放电现象，加剧蓄电池负极板硫酸化，将使蓄电池容量下降，使用寿命缩短。蓄电池容量设置不正确，影响蓄电池充电电流，造成蓄电池充电电流过大而损坏。

延长基站供电蓄电池寿命的方法

根据造成基站蓄电池运行寿命减少的因素，结合实际情况我们提供如下几个延长蓄电池寿命的方法。

1、增加油机供电

对于频繁停电的站点，通过增加固定油机或移动油机来保障蓄电池在停电后能得到及时补充充电，或者避免蓄电池深度放电。对过于频繁停电的站点，除了采用上面的方法之外，还需要采取特殊的蓄电池来解决问题，例如用GEL电池。GEL在循环使用寿命上比AGM次数多1.5~2倍。建议在这种站点使用2V电池，避免使用12V电池。

对于没有交流电的站点，柴油发电机很难保证(油价上涨和不能及时加油)供电，需要采取新的供电方案，可考虑采用太阳能供电系统。

2、减少蓄电池过放并及时补充

在电源供电方案规划期，需要根据负载电流，结合蓄电池的放电曲线配置比较合适的蓄电池容量，在要求的放电时间内避免蓄电池过放。一般原则是在蓄电池放电达到规划要求的时间时，蓄电池放出的容量≤80%。

电源开通后，如果暂时没有市电接入或暂时不使用电池，必须断开蓄电池的所有负载，使蓄电池处于开路状态。避免蓄电池小电流放电，造成蓄电池容量下降或者失效。

在电源蓄电池管理方面，尽量避免蓄电池在仓库放置时间超过3个月，如果超过3个月不能安装，那么就要考虑对蓄电池进行充电。

根据实际使用情况调整蓄电池欠压保护的电压，尽量避免蓄电池出现过放电和深度过放电(小电流过放电)。对于频繁停电的站点，为了延长蓄电池运行寿命，要求一次负载下电电压≥47V，二次下电电压≥46V。

在电源开通后，人工控制执行对蓄电池均衡充电，均衡充电时间≥10小时。对于频繁停电的站点，可以增加蓄电池充电电流，以缩短蓄电池充电时间，增加充电前期充入的电量。通过监控单元，将充电电流系数调高为0.18～0.22C，最大充电电流系数不能超过0.25C。

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根据基站停电次数及时间，对于停电次数多且停电时间长的站点，延长均衡充电时间，改变均衡充电时间周期设置，把原设置一般180天周期调整为30天或15天，以减少盐酸化现象的发生。

3、减少高温影响

如果蓄电池安装在机房或者方舱内，需要安装空调，确保机房环境在合适的温度。对于户外电源，需要在电池柜上搭建凉棚避免阳光直射。可以通过地埋的方式，把蓄电池放在专门的地窖内，确保蓄电池的工作环境温度不会太高。户外电源使用温度范围比较宽的GEL电池，以减少高温或低温对电池造成的影响，以延长使用寿命。

4、定期维护

蓄电池在运行一段时间后，会出现个别电池落后(一般情况下落后电池端电压不得小于正常的20mV)或失效的现象。如果不及时发现，那么落后的电池会越来越落后，直至失效。失效的电池会导致其他好的电池随时间推移慢慢失效，进而使整个电池组报废。一般要对蓄电池每隔3个月进行一次维护，主要检查蓄电池组中有无漏液、有无外壳变形、有无落后电池存在、蓄电池连接处有无锈蚀和固定螺钉松动、环境温度是否正常等。只有做到及时发现及时处理，才能确保蓄电池的正常使用寿命。

蓄电池过放电自动保护功能

蓄电池过放电是指当蓄电池放电电压降至保护电压时，蓄电池已处于被深度放电的状态。造成蓄电池过放电的原因主要有：

①电池保护电压设置错误。

②小负载、长时间、小电流放电。在并机冗余系统中，由该因素造成的过放电情形很常见。这是因为，在系统设计时UPS不间断电源的容量就留有一定的余量，而配备蓄电池时一般要求按满负载设计。实际应用中，负载往往只能达到UPS不间断电源容量的30%左右。根据这一情况，如果设计系统后备时间为3Omin，则实际放电时间可达到4h左右，极易造成蓄电池的过放电。

通过修正相关设置可以纠正保护电压设置错误，但解决不了小负载、长时间、小电流放电造成的过放电问题。因此，更为先进的保护方式是UPS不间断电源可以根据负载情况动态调整蓄电池保护电压。智能过放电保护单元中内置的微处理器会根据蓄电池的放电电流自动调节关断电压，保护蓄电池免受过放电损坏。

蓄电池寿命终止的表现与判断

蓄电池使用时间远远超过正常使用时间，蓄电池正常使用一般可用1年多，根据使用的条件和运行状况可判断蓄电池是否报废。当出现以下现象时，可以判断为蓄电池已经达到了最终工作寿命，应该予以报废。

1、蓄电池的实际放电容量低于额定容量的60％左右，经修复后性能无法恢复的蓄电池必须报废。一般当蓄电池的容量衰减到60％左右后，其性能会大幅衰减，并且很快就会彻底失去充、放电能力，其表现为短时间很快充满电，又很快放电，不能储存电量，放电时间很短。

2、蓄电池充电时严重发热，外壳变形。当蓄电池的极板软化变形时，活性物质脱落，池内的电解液发黑，严重失效时无法修复。这时，蓄电池充电快、放电快。

3、当蓄电池的寿命终止时，用万用表和电流表测试其电压、电流，它们的值均很低，电池的性能下降，蓄电池内可能产生短路、断路现象，应及时更换新的蓄电池。

蓄电池极板弯曲和腐蚀断裂

蓄电池极板弯曲多发生于正极板，而负极板很少发生，有的负极板弯曲则是由于正极板弯曲过甚而迫使负极板亦随之弯曲所致。

极板的断裂多发生于使用寿命过程中，由于板栅腐蚀，强度变小，造成极板断裂，尤其正极板栅表现更为严重，造成极板弯曲主要原因有以下几个方面：

a.极板活性物质在制造过程中因形成或涂膏分布不均匀，因此，在充放电时极板各部分所起的电化作用强弱不均匀，致使极板上活性物质体积的膨胀和收缩不一致而引起弯曲，有的造成开裂。

b.过量充电或过量放电，增加了内层活性物质的膨胀和收缩，恢复过程不一致，造成极板的弯曲。

c.大电流放电或高温放电时，极板活性物质反应较激烈，容易造成化学反应不均匀而引起极板弯曲。

d.蓄电池中含有杂质，在引起局部作用时，仅有小部分活性物质变成硫酸铅，致使整个极板的活性物质体积变化不一致，造成弯曲。

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蓄电池用在UPS电源注意事项

蓄电池作为UPS电源系统的关键部件，其正确使用和维护对于确保UPS系统的稳定运行至关重要。以下是一些关于蓄电池在UPS电源系统中的注意事项：

环境温度：蓄电池的理想工作温度范围是+5℃至+30℃（25℃为）。过高的温度会缩短蓄电池的寿命，而过低的温度则可能导致容量下降12。

混合使用：不同品牌、不同容量、不同新旧的蓄电池严禁混合使用，以免造成损害1。

防火防爆：蓄电池在使用过程中会产生氢气，因此应远离火源，保持通风，以防火灾和爆炸1。

定期检查：定期检查蓄电池的接线端子是否紧固，如有松弛应立即紧固，避免触电风险1。

充电管理：应配置适宜的充电器，确保蓄电池在使用后能及时得到充足的充电，避免因未充饱的电池继续放电导致容量降低或损坏1。

深度放电控制：适度的放电有助于蓄电池的激活，但应避免长时间的深度放电，尤其是在UPS系统中，以保护蓄电池的健康1。

定期放电：每年至少进行2-4次人工放电，以维持蓄电池的活性1。

长期存放：长期不使用的蓄电池应在充电后妥善贮存，且每半年检查一次1。

容量监测：当蓄电池的充电电压或放电特性出现异常时，应立即检查并考虑更换蓄电池2。

荷电状态匹配：在更换或维护蓄电池时，务必确保荷电状态与其他蓄电池保持一致，以保持UPS系统的平衡2。

综上所述，正确使用和维护蓄电池在UPS电源系统中至关重要，遵循上述注意事项可以有效延长蓄电池寿命，保障UPS系统的稳定运行。