五、蓄电池组

1、 中国移动浙江公司综合维护员动力专业培训教材五、蓄电池组 汇汇 报报 提提 纲纲第一部分：蓄电池原理概述第一部分：蓄电池原理概述第二部分：蓄电池的周期性维护检测第三部分：蓄电池的常见故障分析第四部分：蓄电池容量设计及电池安装 电池概念v=1个单体具有更高正电动势的极板定义为正极板图1电池是一种电的存储装置，可以有各种形状、大小、电压和容量的电池电能 化学能当两种金属（通常是性质有差异的金属）浸没于电解液之中，它们可以导电，并在两极之间产生一定电动势 铅酸蓄电池12v-+-+12v=24v图 3负极板 正极板6个单体=12 V 铅酸蓄电池图 2负极板铅（Pb）与正极板二氧化铅（PbO2）浸入一定

2、浓度的硫酸（H2SO4）溶液（电解液）构成。每个单体具有2V电动势，蓄电池通过串联获得所需电压；通过并联获得所需容量。 铅酸蓄电池的类型和基本应用 两类典型的铅酸蓄电池 1、开口排气式（富液式） 2、密封或阀控式铅酸蓄电池 （VRLA-Valve Regulated Lead-Acid） （1）超细玻璃纤维隔板(AGM) （2）胶体电池（GEL） 两种阀控式密封电池比较两种阀控式密封电池比较AGM电池（超细玻璃纤维隔板超细玻璃纤维隔板） 高比能（按体积或重量） 可快速充电可适应低温运行环境中等深度放电高温影响GEL电池（胶体电池胶体电池） 适合深循环放电 可适应高温运行环境适于小电流放电模式早

3、期无氧复合反应氧气通道的随机性 铅酸蓄电池内部结构 电池槽、盖电池槽、盖 超强阻燃超强阻燃ABS塑料塑料 端极柱端极柱 内嵌镀锡紫铜芯，使内嵌镀锡紫铜芯，使其电阻最小化，极柱采用三层特殊密封其电阻最小化，极柱采用三层特殊密封技术，完全阻止蓄电池漏液可能技术，完全阻止蓄电池漏液可能 汇流排汇流排 防腐蚀抗氧化、耐大防腐蚀抗氧化、耐大电流冲击电流冲击 正负极群正负极群 板栅采用特殊的铅钙板栅采用特殊的铅钙锡铝四元合金，抗伸延、耐腐蚀、析氢锡铝四元合金，抗伸延、耐腐蚀、析氢过电位高过电位高 微细玻璃纤维隔板微细玻璃纤维隔板 粗细纤维合粗细纤维合理配比，吸液力强、弹性持久理配比，吸液力强、弹性持久 安

4、全阀安全阀 配备导气三通阀，采用配备导气三通阀，采用防酸雾集气排气专利结构防酸雾集气排气专利结构 VRLA蓄电池工作原理 放电PbO22H2SO4Pb PbSO42H2OPbSO4 充电（二氧化铅） （硫酸） （海绵状铅） （硫酸铅） （水） （硫酸铅） 正极活物质 电解液 负极活物质 正极活物质 电解液 负极活物质 电解液中的H2SO4不仅是导电的电解质也是参与反应的反应物正极的PbO2与负极的Pb在放电反应后均生成PbSO4 氧气复合反应（2）当吸收正极板产生的氧气而消耗的海绵状铅的量与负极板充电生成海绵状铅的量二者达到平衡状态时，便实现了电池的密封 汇汇 报报 提提 纲纲第一部分：蓄电池

5、原理概述第二部分：蓄电池的周期性维护要求第二部分：蓄电池的周期性维护要求第三部分：蓄电池的常见故障分析第四部分：蓄电池容量设计及电池安装 周期周期项目项目标准标准维护维护电池表面及电池室清洁保证电池表面干燥、清洁用湿布或毛刷清扫电池表面灰尘电池外形检查电池壳体表面光洁、无鼓胀及漏酸漏液现象根据需要，更换电池连接条检查电池连接条无松动和锈蚀现象连接处如有锈蚀现象则首先除去锈斑，然后涂抹导电膏测试电池单体电压在浮充状态下，电池电压偏差小于90mV（2V）、240mV（6V）、480mV（12V）如果出现较大的电压偏差，可进行几个回合的充放电过程进行调节。月度一、电池周期性检测项目一、电池周期性检测

6、项目月度维护内容月度维护内容 经常保持蓄电池外表及工作环境的清洁、干燥状态。蓄电池的清扫应采取避免产生静电的措施；用湿布清扫蓄电池；禁止使用香蕉水、汽油、酒精等有机溶剂接触蓄电池；蓄电池的维护-清扫 周期周期项目项目标准标准维护维护直流供电切换关断交流供电或调低开关电源的浮充电压，蓄电池应能正常供电，一般放电1020分钟即可。观察电池充电限流、均充浮充切换是否正常。电池连接条压降测试折算到1小时率进行放电时，连接条压降小于10mV如果连接条压降超标，则需更换或加粗连接条。容量核对性试验按照不小于10小时率的电流放电15分钟，通过电池容量测试仪来分析电池容量若测试仪显示容量不足，则结合实际停电保

7、障时间作进一步的分析与测试。全容量放电试验最大不超过3小时率的电流放电到任何一个电池电压下降到1.8V时即停止放电。如果容量不足60%的电池数量小于1/3，则更换电体电池，否则整组电池申请报废。季度年度电池周期性检测项目电池周期性检测项目季度、年度维护内容季度、年度维护内容 3、电池电压的测试操作要求、电池电压的测试操作要求电池电压测试：电池电压测试：端电压的测量应该从单体电池极柱的根部用四位半数字电压表来测量。有些品牌的蓄电池在平时浮充使用时电压表表笔无法接触极柱根部来测量其端电压，只能在极柱的螺钉上测量，这将会带来测量误差。在测量时需要考虑电池的充电电流，如果浮充电流很小，则测量误差可以忽

8、略。电池连接条压降测试电池连接条压降测试：极柱压降的测量需要使用直流钳形表、四位半数字万用表，极柱压降必须在相邻两只电池极柱的根部测量。BATTERYGFM-2V500AHxxxxxxxBATTERYGFM-2V500AHxxxxxxx （h）t1O1.51.61.71.81.92.02.12.2U （V）34、电池容量的测试、电池容量的测试电池3小时率放电曲线图在线式核对性容量测试曲线比对表：在线式核对性容量测试曲线比对表： hr IC)25(1 retKCCI：蓄电池组放电电流，单位为安培（A）；h：测量时间间隔，单位为小时。 t：放电时的环境温度； K：温度系数； 10h率放电时K=0.

9、006/ 3h率放电时K=0.008/ 1h率放电时K=0.01/：蓄电池有效放电容量，见附表； 实测容量：额定容量：4、电池容量的测试、电池容量的测试 当电池室环境温度升高，电池壳体内活性物质反应加剧，当电池室环境温度升高，电池壳体内活性物质反应加剧，浮充电流越浮充电流越大，但电池温度高会加速合金腐蚀速度，长期处于这一环境中的大，但电池温度高会加速合金腐蚀速度，长期处于这一环境中的电池电池板栅板栅可因之而穿孔损坏，易使活性物质附着减弱而脱落，最后阻碍电极反应，可因之而穿孔损坏，易使活性物质附着减弱而脱落，最后阻碍电极反应，降低了电池容量；其次使电池水份散失，加大了电液浓度。同样，电池降低了电

10、池容量；其次使电池水份散失，加大了电液浓度。同样，电池温度偏低也会影响电池的容量。温度偏低也会影响电池的容量。 电池室温度一般要求控制在电池室温度一般要求控制在25，浮充电压为，浮充电压为2.25V，浮充电流在，浮充电流在45mA/100Ah左右。为了能控制这一电流值，在不同温度时开关电源应能左右。为了能控制这一电流值，在不同温度时开关电源应能自动调整浮充电压，即要求开关电源具有输出电压的自动温度补偿功能。自动调整浮充电压，即要求开关电源具有输出电压的自动温度补偿功能。环境温度每升高环境温度每升高1，单体电池浮充电压降低，单体电池浮充电压降低3mV；反之，环境温度每降；反之，环境温度每降低低1

11、，单体电池浮充电压要升高，单体电池浮充电压要升高3mV。需要指出的是蓄电池浮充电压温。需要指出的是蓄电池浮充电压温度补偿范围一般限制在度补偿范围一般限制在338之间。超出这一范围时，浮充电压不再继之间。超出这一范围时，浮充电压不再继续升高或降低。续升高或降低。5、环境温度对电池使用的影响、环境温度对电池使用的影响 6、蓄电池的报废及更换标准、蓄电池的报废及更换标准 根据维护规程规定：当某组电池容量小于额定容量的根据维护规程规定：当某组电池容量小于额定容量的80时，该组电池可时，该组电池可以申请报废处理。实际上，进口电池的使用寿命一般可以达到以申请报废处理。实际上，进口电池的使用寿命一般可以达到

12、810年，国产电年，国产电池在正常使用情况下可达池在正常使用情况下可达48年，年，UPS电池可达电池可达35年。年。 为了充分发挥整组电为了充分发挥整组电池的经济效益，电池的报废一般按照以下原则池的经济效益，电池的报废一般按照以下原则进行进行： （1）机房电池：当机房单体电池容量小于）机房电池：当机房单体电池容量小于80的数量超过的数量超过25 时，整组电池申请报废。否则，用相同品牌、相同型号的时，整组电池申请报废。否则，用相同品牌、相同型号的 电池更换容量不足的电池。电池更换容量不足的电池。 （2）基站电池：当基站电池容量小于）基站电池：当基站电池容量小于60的单体数量超过的单体数量超过13

13、 时，整组电池申请报废。否则，用相同品牌、相同型号的时，整组电池申请报废。否则，用相同品牌、相同型号的 电池更换容量不足的电池。电池更换容量不足的电池。 并联使用：推荐为3组以内；多层安装：层间温度差控制在3以内；散热条件：电池间距保持5mm10mm之间；换气通风条件：保证室内氢气浓度小于0.8% ；关于电池混用：新旧不同、厂家不同的产品不允许混合使用；浮充使用条件：限流0.25C10 ，电压为2.23V/单格；最佳环境温度：2025。7、蓄电池使用条件 项项 目目GNB南都南都华达华达浮充浮充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过压停机过压停机58/29V58/29V58/29V高压告警高压告警57/28.5V57/28.5V57/28.5V低压告警低压告警44/22V44/22V44/22V周期均充时间周期均充时间12H10H12H均充周期均充周期1年年90天天1年年输入高压告警输入高压告警420V420V420V输入低压告警输入低压告警340V340V340V充电完成电流值充电完成电流值10%5%10%放电均充容量放电均充容量20%20%5%持续均充时间持续均充时间3H3H3H

15、电压温度补偿电压温度补偿5mV/3mV/3mV/温度补偿上限温度补偿上限+0.5V+0.5V+0.5V温度补偿下限温度补偿下限-0.5V-0.5V-0.5V浮充转均充浮充转均充50mA/AH50mA/AH50mA/AH初充电时间初充电时间24H24H24H附表附表1、蓄电池的相关技术参数、蓄电池的相关技术参数 放电率（放电率（h）电池有效放电容量电池有效放电容量（%）放电电流放电电流（A）终止电压终止电压（V）防酸隔爆防酸隔爆阀控密封阀控密封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： （）中的电压为第六次循环后至电池保证寿命中期进行容量测试时应达到的终止电压。 附表附表2、电池的有效放电容量、电池的有效放电容量 附表附表3、蓄电池充电特性、蓄电池充电特性 附表附表4、蓄电池的放电特性（、蓄电池的放电特

17、性（a） 放电时间1.71.61.91.82.12.01h30min10610 20h520.2C100.3C100.1C101min232.0C101.0C100.6C100.5C108端子电压）V/单格（放电容量与放电电流关系 附表附表5、充电电压温度补偿曲线、充电电压温度补偿曲线阶梯补偿（Stepwise Compensation）2.102.302.200201060403050（V）535452.232.19 2.312.15线性补偿（Linear Compensation）充电电压温度 0102030405060708090100202530354045505560温度温度寿命百分

18、比寿命百分比%附表附表6、高温环境对蓄电池寿命的影响、高温环境对蓄电池寿命的影响 汇汇 报报 提提 纲纲第一部分：蓄电池原理概述第二部分：蓄电池的周期性维护要求第三部分：蓄电池的常见故障分析第三部分：蓄电池的常见故障分析第四部分：蓄电池容量设计及电池安装 负极不可逆硫酸盐化负极不可逆硫酸盐化 失水失水 热失控热失控 反极反极 早期容量损失（早期容量损失（PCL） 板栅腐蚀与伸长板栅腐蚀与伸长 隔板质量下降隔板质量下降 一）一）蓄电池的失效原因分析蓄电池的失效原因分析 负极不可逆硫酸盐化负极不可逆硫酸盐化在正常条件下，铅蓄电池在放电时形成硫在正常条件下，铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶，在充电时能

19、较容易地还原为铅酸铅结晶，在充电时能较容易地还原为铅，如果电池的使用和维护不当，例如经常，如果电池的使用和维护不当，例如经常处于充电不足或过放电，负极就会逐渐形处于充电不足或过放电，负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅，它几乎不溶解成一种粗大坚硬的硫酸铅，它几乎不溶解，用常规方法充电很难使它转化为活性物，用常规方法充电很难使它转化为活性物质，从而减少了电池容量，甚至成为蓄电质，从而减少了电池容量，甚至成为蓄电池寿命终止的原因，这种现象称为极板的池寿命终止的原因，这种现象称为极板的不可逆硫酸盐化。不可逆硫酸盐化。负极汇流排硫酸盐化负极汇流排硫酸盐化 经常使蓄电池过量放电经常使蓄电池过量放电 长期

20、充电不足长期充电不足( (例浮充电压设置例浮充电压设置过低过低) ) 放电后放电后, ,不及时充电长期搁置不及时充电长期搁置 在高温下长期放电在高温下长期放电 缺少应有的定期过充电缺少应有的定期过充电 电解液浓度过高电解液浓度过高负极硫酸盐化原因负极硫酸盐化原因 失水失水从阀控铅酸蓄电池中排出氢气，氧气，水蒸气，从阀控铅酸蓄电池中排出氢气，氧气，水蒸气，酸雾，都是电池失水的方式和干涸的原因。酸雾，都是电池失水的方式和干涸的原因。失水的原因有：气体再化合的效率低；从电池壳失水的原因有：气体再化合的效率低；从电池壳体中渗出水；板栅腐蚀消耗水；自放电损失水；体中渗出水；板栅腐蚀消耗水；自放电损失水；

21、安全阀失效或频繁开启安全阀失效或频繁开启。 热失控热失控 若VRLA电池工作环境温度过高，而充电电压选择又很大,则充电电流增大,进一步使电池内部产生大量的氧复合现象,结果电池会升温.若周而复始地出现这种现象,可能使电池端电压突然降低,又会导致电流骤增,从而使电池温度急剧上升,这种现象称为热失控。热失控使电池迅速失水,隔膜内电解液很快干涸,最终使电池失效。热失控区域704060302.22.32.42.5环境温度充电电压（V/单体）50 反极反极 蓄电池多个串联使用蓄电池多个串联使用, ,如果有某个电池容量降低如果有某个电池容量降低, ,甚至完甚至完全丧失容量全丧失容量, ,那么在放电过程中那么

22、在放电过程中, ,它就很快放完了自己的它就很快放完了自己的容量容量. .这时这个失去容量的蓄电池不但不放电这时这个失去容量的蓄电池不但不放电, ,还因为它还因为它的端电压比其他电池的端电压低而被反充电的端电压比其他电池的端电压低而被反充电, ,以至使它的以至使它的极板的正负极性逆转。极板的正负极性逆转。 主要原因多是由于过量放电后充电不足主要原因多是由于过量放电后充电不足, ,或者极板间有短或者极板间有短路故障存在等引起。路故障存在等引起。 板栅腐蚀与伸长板栅腐蚀与伸长 浮充电压过高，除引起水损失加速外，也引起正极板浮充电压过高，除引起水损失加速外，也引起正极板栅腐蚀加速。当合金板栅发生腐蚀时，产生应力，致栅腐蚀加速。当合金板栅发生腐蚀时，产生应力，致使极板变形，伸长，从而使极板边缘间或极板与汇流使极板变形，伸长，从而使极板边缘间或极板与汇流排顶部短路。排顶部短路。 阀控铅酸蓄电池的寿命，取决于正极板寿命，其设计阀控铅酸蓄电池的寿命，取决于正极板寿命，其设计寿命是按正极板栅合金的腐蚀速率进行计算的。正极寿命是按正极板栅合金的腐蚀速率进行计算的。正