蓄电池在使用中大电流放电或小电流放电对电池的影响(4)

蓄电池在使用中大电流放电或小电流放电对电池有什么影响

电池大电流放电对电池有何影响？是否放电电流越小越好，为什么？

　　经典的电化学理论承认这一论点。但前提是正常使用过程中。而且是从充电１００％放电。

事实上，经典的理论还提醒了另一点：在相同的放电深度下，放电电流越小对电池的损害越大。于是我们就得到这样一个结论：电池在使用过程中，无论放电深度和放电电流怎么样，一定对电池有损害。

　　放电电流有一个最小值：开路时电池的自放电。这个值是一个不确定的值。它取决于电池的工艺水平和温度以及电池的新旧。即便是在开路的情况下，电池也是以此电流在放电。

　　观察过电池的朋友会发现，充满电的电池在开路的情况下还会有气泡冒出。而且不仅是在正极板。这是在电解水。很少人提及这是电池自放电的一部分。大家在研究电池自放电的时候都有意无意地将此忽略了。

　　在实际使用中，我们会发现，对于一块（组）确定的电池每次充电前放电越浅，其寿命越长。电池放电电流越小，其寿命越长。但是这两条是相互影响的。而且，电池的寿命本身也有其最大值：电池在充放电过程中，正极或者负极，或者是意外，有时还会受限于板栅的腐蚀速度。

　　通常我们说的放电电流小，是指较小的放电率，或者较大的小时率放电。

　　您问及“为什么”我简单一说：

　　一：相同时间内，电池大电流放电比小电流放电损害大的原因。　　因为大电流放电，在固液交界处形成的硫酸铅的过饱和度大，从而形成的较多的硫酸铅晶体沉淀，一方面，堵塞极板微孔，一方面也堵塞隔板微孔。更容易生成枝晶。还使许多微晶在当时或充电时脱落。从而对电池造成伤害。还有，同时也由于硫酸的扩散速度慢，只能到达浅层而使更多的阿尔法二氧化铅放电转化。从而使极板易与软化。

　　二：相同放电深度下，小电流放电损害大的原因。　相同放电深度下，电流越小，过饱和度降低，生成的晶核越少。同时硫酸铅的结晶沉淀速度就越慢。生成的晶核少，放出相同的容量，生成的硫酸铅量是相同的。则生成的硫酸铅晶体的颗粒就大一些，同时，结晶沉淀速度越慢，生成的晶体就越完善，从而更难以充电。同时，这些颗粒同样会造成极板的微孔的堵塞。请注意，这和上面的微孔堵塞尽管相似，但机理是完全不同的

就是说在大电流条件下晶体形成的速度要比小电流条件下慢,晶体来不及生长就很快被氧化还原了,因而颗粒比较小.而在小...浮充电压的设置对蓄电池的寿命具有相当重要的影响,浮充电压产生的电流量应达到补偿自放电及电池单体放电电量和维持...

1 阀控式铅酸蓄电池的密封机理

铅酸蓄电池密封的难点就是充电时水的电解。当充电达到一定电压时（一般在2.30V／单体以上）在蓄电池的正极上放出氧气，负极上放出氢气。一方面释放气体带出酸雾污染环境，另一方面电解液中水份减少，必须隔一段时间进行补加水维护。阀控式铅酸蓄电池就是为克服这些缺点而研制的产品，其产品特点为：

（1）采用多元优质板栅合金，提高气体释放的过电位。即普通蓄电池板栅合金在2.30V／单体（25℃）以上时释放气体。采用优质多元合金后，在2.35V／单体（25℃）以上时释放气体，从而相对减少了气体释放量。

（2）让负极有多余的容量，即比正极多出10％的容量。充电后期正极释放的氧气与负极接触，发生反应，重新生成水，即O2+2Pb→2PbO+2H2SO4→H2O+2PbSO4，使负极由于氧气的作用处于欠充电状态，因而不产生氢气。这种正极的氧气被负极铅吸收，再进一步化合成水的过程，即所谓阴极吸收。

（3）为了让正极释放的氧气尽快流通到负极，必须采用和普通铅酸蓄电池所采用的微孔橡胶隔板不同的新型超细玻璃纤维隔板。其孔率由橡胶隔板的50％提高到90％以上，从而使氧气易于流通到负极，再化合成水。另外，超细玻璃纤维隔板具有将硫酸电解液吸附的功能，因此即使电池倾倒，也无电解液溢出。

（4）采用密封式阀控滤酸结构，使酸雾不能逸出，达到安全、保护环境的目的。

在上述阴极吸收过程中，由于产生的水在密封情况下不能溢出，因此阀控式密封铅酸蓄电池可免除补加水维护，这也是阀控式密封铅酸蓄电池称为免维电池的由来。但是，免维的含义并不是任何维护都不做，恰恰相反，为了提高阀控式密封铅酸蓄电池的使用寿命，有许多维护工作等着我们去做，正确的使用方法只有在做中才能探索出来。

2 阀控式铅酸蓄电池的使用与维护

在通信电源系统中，无论是阀控式密封铅酸蓄电池还是防酸隔爆铅酸蓄电池，都是采用全浮充方式工作的。维护人员很容易将维护防酸隔爆铅酸蓄电池的方法用于维护阀控式密封铅酸蓄电池，如经常对阀控式密封铅酸蓄电池进行均衡充电或在较高电压下浮充。这显然是不适合的。

众所周知，阀控式密封铅酸蓄电池均加有滤酸垫，能有效防止酸雾逸出。但密封蓄电池不逸出气体是有条件的，即：电池在存放期间内应无气体逸出；充电电压在2.35V单体（25℃）以下应无气体逸出；放电期间内应无气体逸出。但当充电电压超过2.35V／单体时就有可能使气体逸出。因为此时电池体内短时间产生了大量气体来不及被负极吸收，压力超过某个值时，便开始通过单向排气阀排气，排出的气体虽然经过滤酸垫滤掉了酸雾，但必竟使电池损失了气体，所以阀控式密封铅酸蓄电池对充电电压的要求是非常严格的，必须严格遵守。这一点往往被人们忽视。

那么，应如何掌握均衡充电呢？资料表明，国外厂家生产的阀控式密封铅酸蓄电池大部分采用了低压浮充电无均衡充电的制度；国内有的厂家要求对阀控式密封铅酸蓄电池取消均衡充电，有的厂家认为：当电池放电后，用浮充电压不能给电池充足电，必须进行补充电，此外长期浮充电的蓄电池也不同程度地需要进行补充电。这里的补充电实际上就是均衡充电。邮电部在《电信电源维护规程》中规定：密封电池组通有下列情况之一时应进行充电：（1）浮充电压有两只以上低于2.18V／只；（2）放出20％以上额定容量；（3）搁置不用时间超过3个月；（4）全浮充运行达3个月。所以，是否均衡充电既要考虑到邮电部的规定，又要参考厂家的产品说明书，然后根据密封电池的放电次数、放电深度、环境温度等情况来确定。均衡充电的方法有以下两种可供选择：

（1）将充电电压调到2.33V／单体（25℃），充电30h；

（2）将充电电压调到2.35V／单体（25℃），充电20h。

以上两种方法，若无特殊理由，应优先选择第一种方法。在上面的方法中，25℃这个环境温度参数非常重要，电池使用寿命与它有很大关系，在使用维护中要严格遵守。理论上，蓄电池的使用环境温度为-40℃～50℃，最佳使用温度为15℃～25℃，因此，具体充电时间应尽量安排在春秋季节，这时天气较凉爽，对阀控式密封铅酸蓄电池均衡充电有利。有条件的单位可以为阀控式密封铅酸蓄电池安装空调，以便使室内温度保持在25℃，这样就不用考虑季节变化的因素了。当环境温度高于25℃时，充电电压应相应降低；当环境温度低于25℃时，充电电压应提高。降低或提高的幅度为每变化1℃，增减0.003V／单体。一般是温度每变化5℃，将充电电压调整一次。当均衡充电时，电池温度应略有升高，可升到40℃左右。在其它条件下的温度升高或异常变化均为不正常现象，应立即查明原因并进行处理。

除了对均衡充电电压要严格把握外，对浮充电压也应合理选择。因为浮充电压是蓄电池长期使用的充电电压，是影响电池寿命至关重要的因素。一般情况下，全浮充电压定为2.23～2.25V／单体（25℃）比较合适。如果不按此浮充范围工作，而是采用2.35V／单体（25℃），则连续充电4个月就会出现热失控；或者采用2.30V／单体（25℃），连续充电6～8个月就会出现热失控；要是采用2.28V／单体（25℃），则连续12～18个月就会出现严重的容量下降，进而导致热失控。热失控的直接后果是蓄电池的外壳鼓包、漏气，电池失去放电功能，最后只有报废。再从阀控式密封铅酸蓄电池的水的分解速度来说，充电电压越低越好，但从保证阀控式密封铅酸蓄电池的容量来说，充电电压又不能太低，因此，在全浮充状态下，阀控式密封铅酸蓄电池的浮充电压的最佳选择是2.23V／单体（25℃）。

在阀控式密封铅酸蓄电池的使用维护中，不仅要重点关注电池的均衡、浮充电压指标，而且还要控制好蓄电池组浮充时各电池端电压压差的均一性（指最大差值），它是影响电池使用寿命的关键性指标。由于密封电池无法测试电解液的比重，因此，均一性也是检查阀控式密封铅酸蓄电池使用状态的主要手段之一。电池组中各电池端电压压差过大，易产生落后电池。在日常维护中，一旦发现浮充时全组各电池端电压异常，均一性超过0.05V／单体，则应对整组电池进行均衡充电。若均衡充电后端电压最低的电池仍然偏低，应单独对偏低电池进行补充电。对经过反复处理端电压仍不能恢复正常以及个别端电压特别偏高的电池，应予以更换。随着生产工艺的改进和独特工艺的应用，国产阀控式密封铅酸蓄电池可以保证电池端电压具有良好的均一性，有资料报道，国内厂家有能力保证密封电池端电压压差在0.03V／单体之内，这将极大地提高阀控式铅酸蓄电池的使用寿命。

但是在通信电源系统中，直到现在还存在着单独增加或减少蓄电池组中某几个单体电池负荷的现象，这将人为地造成单体电池间容量的不平衡和充电的不均一性。一个明显的例子就是为了延长蓄电池的放电时间，采取加尾电池的工作方式，这种工作方式下的尾电池一般在浮充电时不能和整组电池一起进行，在放电时，又是在整组电池放一段时间后方能加进去一起放电，这样，一方面使整组电池的均一性偏差较严重，另一方面造成蓄电池组的过放电，结果是严重缩短了蓄电池组的使用寿命。因此，加尾电池的工作方式不可取。现在虽然大多数电信局取消了这种工作方式，但是在微波站和条件较差的地方还在使用这种工作方式。

有的单位从方便、经济的角度出发，喜欢从整组电池中抽出一部分电池作其它电源用。例如，从48V大容量电源中抽出24V或12V小容量电源，看起来节约了投资，但这样使得被抽出部分的电池比其余电池负荷加重，久而久之，容量就会减少，电池充电电压就会偏低，均一性就会偏差严重，最后导致整组电池的寿命缩短。这样做不仅不会节约投资，相反会被迫增加投资。因此在使用阀控式密封铅酸蓄电池时要尽量避免这些人为因素的影响。

为了维护使用好阀控式密封铅酸蓄电池，在正常使用情况下，要经常巡视、检查、测试蓄电池，认真做好蓄电池的运行记录。完整的运行记录包括浮充记录、放电记录、均衡记录、电池出现的问题记录以及采取的措施记录等，每月要逐只记录电池的浮充电压，均衡充电时应记录均衡充电的总电压、充电时间、环境温度等情况，以便随时掌握电池的运行情况，做到心中有数。在巡查中一旦发现阀控式密封铅酸蓄电池有物理性损伤，例如外壳鼓包、壳盖裂纹就要立即更换新电池。

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