蓄电池电导测量的介绍

1前言：优势说明--电导仪比电池内阻仪在电池组的维护保养工作方面更专业利用电导原理做蓄电池维护的介绍21、前言

阀控式铅酸蓄电池组是直流供电系统的最后的保障，其工作状态是否良好起着相当大的安全保障作用，但对其进行日常维护工作的工作量是相当巨大的，往往需要投入大量的人力物力，使维护人员疲与应付。有关规定说明：对阀控式铅酸蓄电池组，投产使用前应对其做一次容量试验，以后六年内每三年做一次，超过六年，每年做一次。另外还规定每年应对其做一次核对性容量试验。管理人员希望通过大量人力物力的投入，能保证蓄电池处于一个良好的工作状态之中。31、前言

但是随着通信事业的飞速发展，越来越多的通信局（站）不断地投入使用，这种维护体制规定，维护人员已经无法保障能够严格地无条件执行。因此，今年来发展起来的利用内阻或电导测试仪在一定程度上给维护人员提供了一个便利的维护手段。42、电导测量的原理

一个铅酸蓄电池的物理化学特性可以用一个简单的等效电路近似地表示：Rs为串联电阻；Rp是充电转移电阻；CDL电池极板表面面积相关的电容；W为warburg阻抗Is串联电感52、电导测量的原理

Rs为串联电阻；代表是电池内部所有部件的电阻的总和，包括极柱、汇流条、电池板栅、以及电解液离子的电阻值。一般这个值很小，当电池被深度放电，或因板栅腐蚀等原因接近寿命终点时，这个值会升高。62、电导测量的原理

Rp是充电转移电阻；充电转移电阻也就是极化电阻，这个参数与在电化学反应当中，电子在活性物质之间转移的阻力有关。它与电池被充电和放电的能力相关。

这个数值正常情况下也非常小，当电池随着活性物质不断减小、电池老化时，这个并联电阻的值也会升高。72、电导测量的原理

CDL

电池极板表面面积相关的电容；这个值不是指的电池本身的电容量，它是在充电极板和方向充电的电解液离子的界面形成的非常薄的层面的电容。根据电池的设计情况，其数值相对非常的大，达几个法拉。随着电池极板不断的硫化、电池老化，这个参数值会降低。82、电导测量的原理

W为warburg阻抗。这个一个非常复杂的参数，它反映的是在充放电过程中离子穿过电池极板的小孔扩散的情况。在电池的整个寿命之中，该值也是随着电池的充电状况而变化。92、电导测量的原理

Is串联电感与电池极板、连接条和电池板栅的感应属性相关。该指标不反映电池的健康状态，因此它的值也不会反映在电导测试结果之中。102、电导测量的原理

通过施加一个交流电信号然后测量其反馈信号，就得到一个能反映这个等效电路的阻抗的值。要最大程度地获取上述电路中各个参数的信息，所施加的交流电信号的频率非常关键。如果电信号频率过高，就无法获得有关RP或W的信息；相应的，如果电信号的频率过低，CP的值就会为0。电导测试仪是在对蓄电池施加一个合适频率的交流电信号，测量其瞬时的反馈信号，然后计算该电池的交流电导值。电导值以欧姆倒数（Ω-1）或西门子为单位，当电池老化、放电或出现故障的时候，这个值会降低。测量出来的电导值与参考电导值之间的比较，超过一个的偏差范围来定性判断蓄电池是否良好的一种方法。113、各种关键的因素对蓄电池的电导值的影响

1）浮充时间对蓄电池的电导值的影响对新建刚投入使用蓄电池组开始每天测量各浮充单体的电导值，维持9个月的时间。通过记录的数据发现，新投入的蓄电池开始电导值比整个周期都高。随着浮充日子的推移，大约使用一个月之后，这个数值下降了约5%。浮充60天后，电导值基本趋向相对的稳定，之后几十天里，变化微小。123、各种关键的因素对蓄电池的电导值的影响

2）环境温度对蓄电池的电导值的影响根据一些实验室的文献数据表明，电导值会随着温度的变化而变化，一般来说，在0到40℃之间，电导值的变化情况为0.5%/℃，然而，在0℃以下的时候，电导值随温度的下降会更加显著。从理论上解释，这是由于当温度升高的时候，电解液中离子的电阻系数以及充电转移电阻都会降低，反之则升高。133、各种关键的因素对蓄电池的电导值的影响

3）处于浮充状态与开口状态对蓄电池的电导值的影响同一个电池的在线和离线电导测试结果具有非常好的一致性，从数据形成的图形可以看出，基本上处于开口状态的蓄电池的电导值，稍稍大于处于浮充状态时的数值，变化仅在1.5％之内。同样对UPS使用蓄电池进行了同样的测试，数据表明非常不理想，数值相差比较大。我们分析估计是UPS直流输出的AC波纹的存在，使电导测试结果的准确性受到影响。现在市面上出现了可以在UPS浮充状态下准确测量电导值的升级版本的电导测试仪。143、各种关键的因素对蓄电池的电导值的影响

4）放电状态对蓄电池的电导值的影响（1）大电流放电的时候，4C（15分钟放电率）在放电初期，电导值呈现上升的趋势，大于原来的数值10％左右；当放出额定容量的80％左右的时候，开始相对稳定下来，与原来测量的数值基本相等；当放出40％以后，电池的电导值开始逐步明显下降，直至放电结束，电导值下降约为原来的80％。刚停止放电，电导值立刻恢复到稳定状态时的数值。分析：在放电初期，电导值呈现上升的趋势，这是因为大电流导致电池温度上升，电导值也上升。放电结束后，电导值立刻恢复到原来的水平；这个现象是因为在4C的放电模式中，电解液没有完全消耗，当放电测试过后电池开始恢复时，离子的导电性也开始恢复到更高的水平。153、各种关键的因素对蓄电池的电导值的影响

4）放电状态对蓄电池的电导值的影响（1）大电流放电的时候，4C（15分钟放电率）分析：在放电初期，电导值呈现上升的趋势，这是因为大电流导致电池温度上升，电导值也上升。当放出40％容量后，电导值开始了明显的变化，这个状态与多个实验文献中的结论相吻合。放电结束后，电导值立刻恢复到原来的水平，这个现象是因为在4C的放电模式中，电解液没有完全消耗，当放电测试过后电池开始恢复时，离子的导电性也开始恢复到更高的水平，呈现出电导值回升的一个现象。163、各种关键的因素对蓄电池的电导值的影响

4）放电状态对蓄电池的电导值的影响（2）10小时放电率的实验在放电过程中，电导值一直下降，在放出约45％容量之前缓慢下降，超过50％后，开始明显下降。直到放电结束时，电导值在数值上为约原来的40%。与4C的放电率相比，在放电过后电导值不会恢复，这是因为在缓慢的放电过程中，酸已经充分发生了化学反应，因而离子的导电性能变得很低，而呈现出较低的不变化的电导值。173、各种关键的因素对蓄电池的电导值的影响

4）放电状态对蓄电池的电导值的影响实验数据表明，处于不同的放电率状态下的蓄电池，对电导值下降的趋势影响不大，均在放出约40％左右容量前，电导值仅仅是缓慢趋向变小，超过45％容量以后，均呈现出明显的下降的趋势。大电流放电，到达终止的时候，电导值会恢复到原相对稳定的数值，小电流放电，电导值保持一个低电导值的状态不变化。浮充状态测量的电导值与小电流放电初期（40％之内）比较接近，变化仅在5％左右。因此在浮充状态下测量和小电流放电初期测量的电导值可以近似相等。与某些代理商说明在这两种情况下测量的数值均可作为参考使用的提法大致相符。183、各种关键的因素对蓄电池的电导值的影响

5）不同的人测量对蓄电池的电导值的影响分三组人员对大量的蓄电池组（2、4、6、12V）同时进行三次测量，分别记录，取其较优值。分培训测量方法和未培训的时候，同样的分组方式进行比较。未培训时：测试结果一致性合格率为：85％；培训后：测试结果一致性合格率为：96％以上；注：小于±3％误差率为合格；大于±3％误差率为不合格。表明：如果测试人员测试方法得当，注意力集中，测试数值的一致性相当高。193、各种关键的因素对蓄电池的电导值的影响

5）不同的测量仪表对蓄电池的电导值的影响使用不同的电导测试仪和交流内阻测试仪对相同蓄电池组进行测量三次，取较优值。数据表明虽然测得的同一电池电导（折算后）值有差异，但是相互之间各单体之间的电导值的差异性基本是保持一致的。204、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

1）1998年，英国电信在该年度的国际通讯电源会议（Intelec)上发表了题为“Impedance/ConductanceMeasurementsasanAidtoDeterminingReplacementStrategy”（“帮助确定电池更换决策的内阻/电导测试法”）的论文讲述了英国电信近10年来对欧姆测试的研究成果，在论文的结论中，英国电信指出“电导/内阻的监测值和电池温度/使用时间/寿命因素，能够有效预测电池更换的时间”。214、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

2）2001年，法国电信在当年的国际通讯电源会议（Intelec)上发表题为“MeasurementofImpedanceandConductance:MythandRealityTestedintheField”（“内阻/电导测试：神话与现实”）的论文。

为了确切了解内阻/电导测试法对于判定电池老化情况的有效性，两年来，法国电信在各个现场分别使用了几种国际上主要的蓄电池测试设备，通过对这些设备测试数据结果的分析和研究，结果证明：

在操作简便、价格经济的测试方法中，电导测试法是蓄电池在线测试的最可靠的测试方法。224、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

3）2004年”通信电源技术”1-5期有作者的论点是：

通过测定蓄电池的电导值来估计蓄电池容量的大小，进而判断电池的健康状况是完全可行的。并且说电池的电导测试会使电池使用维护工作取得突破性进展。

234、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

4）2005年”通信电源技术”6期有作者的论点是：合理评价电池电导测试的作用

(1)不能根据蓄电池的电导值去推断它的放电容量和使用寿命。

(2)有助于发现失效电池可以看出,在336只1000Ah电池中,根据电导测试结果判定为失效的电池数为296只,比真正失效电池数(265个)多11.7%,即误判率为11.7%。244、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

4）2005年”通信电源技术”6期有作者的论点是：合理评价电池电导测试的作用

(3)检查电池是否失水由于VRLA采用贫液式设计，电池的放电容量对电解液量非常敏感。电池一旦失水，放电容量就会下降，内阻就会加大。因而若发现电池电导迅速下降，就有可能是电池失水的信号。

(4)电导测试仪是有用的电池电导测试仪本身是无可非议的。不能用它来预测密封铅蓄电池的容量或寿命，这不是仪器之过，这是由密封铅蓄电池本身决定了的。254、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

经过桂长青、徐曼珍老师等国内通信电源行业泰斗专家和日本汤浅公司提供的产品说明书对阀控式密封铅蓄电池交流阻抗测试的实验室数据和大量的实际测量数据表明：容量高于80％的蓄电池，在电池剩余容量高于40%～50％的区间内，电池的电导变化相对非常小，几乎不受放电电流的影响；当剩余容量小于40%～50％时，电池电导却明显减小，并且放电电流越小，电池电导减小越快。264、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

早在30年以前，就有人对开口式的铅蓄电池交流阻抗参数跟电池荷电态之间的关系进行了研究，结果表明电池荷电态在50%以上时，它们几乎是不变的，只是荷电态在50%以下时才迅速增加。由此可见，越来越多的作者的工作都表明,不论是开口式或全密封铅蓄电池、不论是用交流阻抗法或电导仪测试法、不论测量用的交流信号的频率或幅度如何，虽然测得的同一型号铅蓄电池内阻值有差异，但它们都有一个共同点：铅蓄电池的荷电态在50%以上时，其内阻或电导几乎没有变化，只是在低于40%时，其内阻值才迅速上升。

因此不能根据蓄电池的电导值去推断它的放电容量和使用寿命。274、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

EvaluationoftheRelationshipBetweenConductanceandCapacityMeasurementsofVRLABatteriesinBrazil“巴西VRLA电池的电导与容量之间的关系”文中对蓄电池进行了老化试验，观察蓄电池电导与剩余容量的关系

284、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

这个试验是在3只VRLA300Ah的AGM电池上进行的，在试验中，充放电过程是加速的，每一只电池接受23小时的充电，然后按照C1进行放电（一直到最后一只电池的终止电压达到1.75V）。在每次循环中，在放电前测试每一只电池的电导值，试验一直持续到其中的两个电池达到标称容量的50％以下。总共充放电循环的次数为145次，这三只电池是串联连接，每只电池又与相同型号和容量的电池并联连接，图1显示出了连接的具体情况。这种连接方式是用来保持三只电池能够继续放电，直至所有电池都达到1.75V（每只电池），换句话说，当每只电池都达到1.75V的时候，另一只并联的同样的电池允许放电能够继续。294、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

电池电导测试值与循环次数的对应情况。观察图我们能够注意到3只电池的电导值的变化基本一致，直到105次循环时，所有的电池老化的轨迹基本相同，从第106次循环开始，3好电池的电导值下降比另外2个电池更快，3号电池明显加快的老化速度表明除了在加速寿命试验中的正常老化之外，可能还存在内部原件的退化问题。

304、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

电池的容量与循环次数的对应关系。容量下降曲线与电导下降曲线是一致的。容量的急剧下降从第100个循环后开始，与电导x循环次数相比，容量是在电导值下降到参考值的80％以下时开始的。这些电池的标称容量为300Ah，然而这些电池在第一个循环测试中显示出来的真实容量是405.5Ah,。314、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

电导值与电池容量之间的关系。当电池的电导值在电导参考值的80％以上时，电池是比较稳定的，当电导值下降到参考值的80％以下时，电池的容量开始下降。当电导值下降的参考值的64%以下时，电池的真实容量接近或低于80％。根据这3个电池的测试数据，我们能够建立起一个电导值与电池容量的关系曲线图

324、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

电导值与电池容量的关系曲线图。图的趋势曲线，我们能够得到电导％与电池真实容量之间的关系，这个关系的关连性为90.32％，图中显示当电池的电导值下降低于其参考值的64％时，电池的容量下降到其初始真实容量的80％以下。

334、各种文献对蓄电池电导测试法的论点

结论电池容量和电导之间的关系不是严格的直线比例关系；当电导值下降到电导参考值的64％时，电池已经不健康，应该更换；345、对电导值测试的容差性的验证

A品牌700多只同一批次新蓄电池的电导值的容差性355、对电导值测试的容差性的验证

B品牌近600多只同一批次新蓄电池的电导值的容差性365、对电导值测试的容差性的验证

C品牌近350多只同一批次蓄电池的电导值的容差性375、对电导值测试的容差性的验证

从上几个图可以看出：

1）同一批次的几百个新铅酸蓄电池的电导值的容差性是一个理想状态，基本在一定比较窄的范围内波动。

2）不同品牌同一容量的蓄电池的电导值的范围是不相同的。386、蓄电池的电导与容量的关系

某A品牌多组的蓄电池的电导值与容量之间的关系分析图：先测量浮充状态下的蓄电池的电导值，然后按照容量测试要求对蓄电池组进行方式试验，得出容量值进行分析之间的关系趋势。396、蓄电池的电导与容量的关系

某A品牌多组的蓄电池的电导值与容量之间的关系分析图：

从图中可以观察到，在组电池的电导值容量大于80％标准容量的区间的分布情况上，划一个基准值2240S，作为纵座标，可以看出：电导值>2240s:

电池容量>80%

电导值<2240s:

电池容量<80%对该品牌电池来说，94％的电池组符合以上规律。

406、蓄电池的电导与容量的关系

416、蓄电池的电导与容量的关系

某B品牌多组的蓄电池的电导值与容量之间的关系分析图：先测量浮充状态下的蓄电池的电导值，然后按照容量测试要求对蓄电池组进行方式试验，得出容量值进行分析之间的关系趋势。426、蓄电池的电导与容量的关系

某B品牌多组的蓄电池的电导值与容量之间的关系分析图：

从图中可以观察到，在多个单体电池的电导值容量大于80％标准容量的区间的分布情况上，划一个基准值2240S，作为纵座标，可以看出：电导值>3650s:

电池容量>75%

电导值<3650s:

电池容量<75%

对该品牌电池来说，87.5％的电池组符合以上规律。436、蓄电池的电导与容量的关系

446、蓄电池的电导与容量的关系

对1组UPS电池进行了全容量放电试验：电导参考值: 3400s电导最低#19 2871s 84％;电导最高#2 3365s99％平均电导: 3073s 95%电池容量:117％（1小时放电率）最先抵达终止电压：＃19456、蓄电池的电导与容量的关系

从测试结果分析可以得到以下的初步结论：1.

厂家新电池的离线测试电导一致性范围在±10%以内2.

同组电池单体偏离其他单体的电导40%以上，排除连接条的问题，该电池可能存在故障；3.

从单一的测量的数据上看，电导值在参考值的80%以上，电池容量基本处于75%-80%以上的水平；电导值如果在80%以下，电池容量很可能小于80％。467、电导测试维护的方法

通过对电池在整个寿命中的周期性测试，观察电导值的变化，从而判定电池的健康状况。对电池进行电导测试对电池进行剩余容量的估算尚未成熟。477、电导测试维护的方法

如何获取电导参考值：对于新安装的电池：最理想的方法：新安装的电池组，待浮充90-180天时，取其每个电池的电导值的平均值，并记录下来做为该品牌该型号电池的电导参考值；如果电池组已经使用了一段时间，但您最新的放电测试结果表明，该组电池的容量能达到100％，您仍然可以测试这组电池，并将整组电池的平均值作为该组电池的初始参考值；487、电导测试维护的方法

如何获取电导参考值：对于已经使用一段时间的电池：如果电池组的使用时间小于1年，可直接测试电池，并取平均值作为该组电池的电导参考值（注意：一组新电池的电导测试值读数应在1