密封铅酸蓄电池内阻分析.doc

密封铅酸蓄电池内阻分析下载： 上传时间：11-26文件大小：85k作者：桂长清柳瑞华 前言现在我国邮电部门已广泛采用阀控式密封铅蓄电池作为通信电源。由于这种电池是密封的， 不像原来的自由电解液固定型铅蓄电池那样透明直观，又无法直接测量电解液密度，因而给使用维护工作带来一定的困难。于是人们希望通过检测电池内阻的办法来识别和预测电池的性能。目前进口的和国产的用于在线测量电池内阻的VRLA电导测试仪已在一些部门得到应用。然而实践中可以发现，利用在线检测阀控式密封铅蓄电池内阻(或电导)来识别和判断电池的性能并不能令人满意。本文拟在分析电池内阻的组成、测试原理和方法的基础上，阐述这一方法的适用条件及其局限性。1蓄电池内阻的组成宏观看来，如果电池的开路电压为V0，当用电流I放电时其端电位为V，则r( V0-V)/I就是电池内阻。然而这样得到的电池内阻并不是一个常数，它不但随电池的工作状态和环境条件而变，而且还因测试方法和测试持续时间而异。究其实质，乃因电池内阻r包括着复杂的而且是变化着的成分。理论电化学早已指出，电池在充电或放电时其端电压V是由以下3部分组成的：(1)式中的IR称为欧姆极化，它是由电池内部各组件的欧姆内阻R引起的；是由电极 附近液层中参与反应或生成的 离子的浓度变化引起的，称为浓差极化；是由反应粒子进行电化学反应所引起的，称为活化极化。由(1)式 可知， 宏观上测出的电池内阻(即稳态内阻)R是由3部分组成的：欧姆内阻R、浓差极 化内阻Rc和活化极化内阻Re。欧姆内阻R包括电池内部的电极、隔膜、电解液、连接条和极柱等全部零部件的电 阻。虽 然在电池整个寿命期间它会因板栅腐蚀和电极变形而改变，但是在每次检测电池内阻过程中 可以认为是不变的。浓差极化内阻既然是由反应离子浓度变化引起的，只要有电化学反应在进行，反 应离子的浓 度就总是在变化着的，因而它的数值是处于变化状态，测量方法不同或测量持续时间不同， 其测得的结果也会不同。活化极化内阻是由电化学反应体系的性质决定的；电池体系和结构确定了，其活化极化内阻 也就定了；只有在电池寿命后期或放电后期电极结构和状态发生了变化而引起反应电流密度 改变时才有改变，但其数值仍然很小。2电池内阻的测量原理2.1直流法测电池欧姆内阻对于平板式单电极而言，当有阶跃电流i流过时，其电位就会随时间t而变化，当 t 510-5s时，电位变化可用下式表示1：(2)式中Cd表示电极附近双电层电容值，io为交换电流密度，R为电极欧 姆内阻，N、R、T、F、n均为常数，其物理意义可参阅文献1。(2)式等号右边的第一项iR表示电极欧姆内阻引起的电位变化，它与时间无关； 第2项表 示浓差极化随时间的变化；第3项表示因给电极附近的双电层电容充电引起的电位变化，在 t0时其值也0；第4项则表示电极反应的电化学极化，铅蓄电池的i0较大 ，则1/i0必然很小。由此可知，当t0时，iR。由此看来，在电池中有阶跃电流I流过时，电位就要发生变化；只要测出t0时电 池电位的变化V，就可以算出电池的欧姆内阻。试验结果表明12，当电池以恒电流I放电时，测出其在0.51ms内电位的 变化 V1，则由RV1/I即可算出电池的欧姆内阻。用此法测得3Q10 5汽车电池欧姆 内阻1.8m，单格电池为0.6m1；200Ah的VRLA为0.5m2。目前在一些部门使用的VRLA电导测试仪，其测试原理与此相似。它将已知频率(大约为10Hz) 和幅度的电位加在单元电池的端子上，观察相应的电流输出3，用此法测取电池 的电导 (或电阻)。由于其频率较低，信号持续时间较长(100ms)，则测得的电阻值中既含有欧姆 内 阻又含有变化着的浓差极化内阻(此时活化极化内阻忽略了)。2.2交流法测电池内阻在工作4中介绍了用交流阻抗法测密封铅蓄电池内阻，其交流信号频率变化范围 为0. 05Hz10kHz。由于电池阻抗模与频率的对数之间没有严格的线性关系，但在高频区(1kHz 10kHz)却变化较少，于是取此时的阻抗模作为电池内阻，结果得到6V/4Ah密封铅蓄电池内 阻为40m。由于电池中的电极是多孔性的，而且又是多片电极紧密并联在一起的，它的交流阻抗等效电 路极其复杂，至今尚无法从理论上精确地解决，只能根据在平板电极上得到的理论分析结果 近似地处理电池中的多孔性电极问题。再者从(1)式可以看出，电池中有恒定电流流过时， 其端电位是随时间而变化的，不同的时刻测得的电位变化中包含了不同的成分，因而用本方 法测得的电池内阻是随交流信号的频率而变化的。过去也曾用交流阻抗法测电池内阻，但均得不出准确的结果，其主要原因是无法建立准确的 等效电路，并且受外来噪声的干扰比较严重。3电池内阻跟荷电态的关系在工作2中采用直流电压降法对200Ah/2V的密封铅蓄电池欧姆内阻测试结果如表1 所示。对浮充状态下工作 的电池测试结果表明，在电池失效之前其容量很少变化，欧姆内阻也变化不大；一旦电池容 量迅速下降时，其欧姆内阻也同步增大。虽然如此，但仍然得不到电池欧姆内阻跟电池容量 (荷电态)之间的严格的数学关系。表1电池荷电态与欧姆内阻的关系 荷电态/% 100 85 68 欧姆内阻/m 0.50 1.20 1.93 根据文献4采用交流阻抗法对6V/4Ah密封蓄电池的测试结果，在电池剩余容量高于4 0%时，电池的内阻(它包含了欧姆内 阻和部分浓差极化内阻)几乎是相同的；只是在低于40%时，其内阻才迅速增加。此结果跟文 献2中观察到的相似，即密封铅蓄电池在使用过程中(电池容量高于80%)，其内阻改变很 小；一旦电池内阻有了显著变化，则电池的寿命也即告终止了。在电池剩余容量与内阻之间 没有找到严格的数学关系。4电导法在线测量结果的分析根据以上对单个电池的测量结果，再来观察和分析当前邮电部门使用的电导测试仪对密封铅 蓄电池组的测试结果。表2列出了用电导法对2V/300Ah阀控式密封铅蓄电池内阻和电位的测试结果。前2 行取自文献 3，后4行取自曹昌胜先生在1998年4月召开的通信电源检测技术会议上发表的论文。表2 中最下排的代表该组电池的电导或电压的平均值；S表示它们的标准差，它代表了该组电池中 各单电池电导或电压的离散程度。S越小，则该蓄电池组中各单电池的性能越均匀，反之亦然。S/则代表了相对标准差。表2电导法对在线电池的测试结果电池号 电压/V 电导/kS 放电 充电电 压/V 电导/kS 电压/V 电导/kS1 2.26 1.02 2.08 2.33 2.37 2.702 2.24 1.35 2.08 2.08 2.33 2.1733 2.28 0.702 2.07 2.25 2.33 2.254 2.24 0.936 2.10 2.78 2.32 1.815 2.29 1.35 2.12 2.88 2.32 2.106 2.26 1.36 2.02 2.19 2.30 2.287 2.24 0.548 2.04 2.23 2.32 2.088 2.23 1.52 2.01 2.12 2.46 2.429 2.23 0.938 2.02 2.07 2.29 1.7110 2.26 1.21 2.08 2.61 2.34 2.1511 2.24 1.34 2.00 2.24 2.33 2.3712 2.27 1.05 2.03 2.17 2.37 2.2013 2.21 1.40 2.10 2.39 2.36 2.2114 2.26 1.05 2.02 2.28 2.29 2.1015 2.27 1.69 2.08 2.86 2.58 2.6816 2.24 1.31 2.03 2.18 2.29 2.2017 2.29 1.53 2.03 2.25 2.37 2.3718 2.26 1.37 2.02 2.30 2.33 2.5419 2.30 1.64 2.02 2.04 2.30 1.8120 2.27 0.768 2.04 2.09 2.30 2.2021 2.18 0.345 2.06 2.24 2.42 2.8822 2.27 0.826 2.02 2.03 2.42 2.7323 2.23 1.70 2.03 2.39 2.31 2.0824 2.27 1.08 2.03 2.35 2.30 1.842.254 1.170 2.047 2.306 2.348 2.245S 0.0272 0.359 0.0333 0.244 0.0669 0.304S/ 0.0120 0.307 0.0163 0.106 0.0285 0.136从表2数据可以看出：电池的电导跟电压之间没有对应的关系，同一组电池的各个 电导之间的离散程度远大于电压之间的离散程度，对同样的2V/300Ah电池，不同作者 用不同电导仪测试的结果会相差1倍以上。造成上述现象的原因看来首先在于目前用电导 仪测得的电池“电导”的含义不够明确， 它既包含了电池欧姆内阻的影响，又包含了变化着的浓差极化电阻的作用。再者从所测的电导值来看，电池的内阻是在m级，测量过程中接触电阻引入的误差(接近m级)严重干扰了测试结果。因此用电导仪测试密封铅蓄电池内阻时，必须由专人细心操作，尽量减少引入的误差，这样 得出的数据才能真正反映电池实际。对照相同情况下电池电压的分布，其离散性则小得多。 这是因为电极的电位是电极表面热力学和动力学状态的直接反映，并且在测量过程中引入的误差较电导测量要小，因而电池在充电或放电过程中(不是开路静置时)电位的变化比较更能反映电池的状态。5结论a.密封铅蓄电池的内阻是复杂的，它包含了电池的欧姆内阻、浓差极化内阻 、电化学反应内阻以及双层电容充电时的干扰作用。b.用不同的测试方法和不同时刻测得的内阻值中包含的成分及其相对含量是不同的，因而 测得的内阻值也不相同。c.密封铅蓄电池内阻(或电导)跟电池容量之间没有观察到严格的数学关系，无法根据单个 电池的内阻(或电导)值去预测电池使用寿命。但电池内阻突然增大或电导突然减小时，则预 示着电池寿命即将终止。参考文献1，桂长清，包发新.大容量电池欧姆内阻的测定.电源技术，1984，(6)：13 152，Isamu Kurisawa,Masashi Iwata.Internal resistance and deterior ation of VRLA for stand-by applications.GS News Technical Report,1997,(2):19253，陈熙.阀控式密封铅蓄电池的管理计划.通信电源技术，1998，(3)：33354，佘沛亮，陈体衔.阀控式密封铅蓄电池的内阻.蓄电池，1995，(3)：36 密封铅蓄电池的电导与容量的关系下载： 上传时间：11-26文件大小：90k作者：桂长清柳瑞华 d前言根据电池的某些性能参数无需放电就可预知电池的容量或荷电态，是电池行业和电化学工作者们长期以来关注的问题，研究电池内阻和荷电态之间的关系是其中之一。对开口式铅蓄电池而言，根据电解液密度来判定电池荷电态已是众所周知的了；但对阀控式密封铅蓄电池来说，这种办法却无法使用。近几年来，国内外一些电信设备生产厂家和论文作者，根据密封铅蓄电池电导(或内阻)跟容量或荷电态之间的某种相关关系，提出用电池电导测试仪在线检测电池电导，来推断电池的放电容量，预测电池使用寿命。仔细分析已有的研究试验结果和现场统计数据可以看出，密封铅蓄电池电导与容量之间的这种相关关系是受一定条件限制的，不适用于在线的合格的电池，因而用密封铅蓄电池的电导值去推断放电容量的做法并不可取。1开口式铅蓄电池交流阻抗特性早在20年以前就有文献12报导了开口式铅蓄电池交流阻抗跟电池荷电态之间关系的研究结果。所用的电池是75Ah的铅蓄电池，选取的交流信号频率f=10100Hz。这是由于f200Hz时电池的感抗太大，f10Hz时要求测量用的电容太大。根据交流阻抗测试结果得出，铅蓄电池阻抗主要受电荷转移过程，即活化极化所控制，同时受扩散过程的干扰，即所测得的电池内阻值中除了欧姆内阻和活化极化内阻之外，还包含了其数值随测量时间或信号频率而变化的浓差极化内阻。图1示出电池的等效并联电阻Rp、等效串联电阻Rs和阻抗模数Z随电池荷电态的变化。可以看出，电池的荷电态在50%以上时，Rp、Rs和Z几乎是不变的，只是荷电态在50%以下时才迅速增加，这与我们早年得到的研究结果3相一致。图1Rp、Rs和Z对荷电态关系2VRLA交流阻抗特性文献4报导了对6V4Ah小型密封铅蓄电池交流阻抗特性的测量结果。所用的交流信号幅度为10mV，频率范围为0.05Hz10kHz。由于铅蓄电池交流阻抗中有感抗存在，不能采用在复数平面图中相应虚部为零时阻抗实部值作为电池内阻值，而采用电池阻抗模变化最小的高频区(0.1kHz10kHz)中阻抗实部的平均值作为电池内阻，此时浓差极化的干扰就相对小一些。图2给出了该电池内阻与剩余容量的关系。可以看出，在剩余容量高于40%的区间内，电池内阻几乎没有变化，而且几乎不受放电电流的影响；当剩余容量小于40%时，电池内阻却明显增大，而且放电电流越小，电池内阻增加越快。图2内阻与剩余容量关系3VRLA的电导测试文献5介绍了用电池电导测试仪对GFM840L型阀控式密封铅蓄电池内阻的测试结果。该电池全充电后进行10h率放电，其内阻变化如图3所示。可以看出，在放电过程前期(04h)，电池的内阻可以认为没有变化，待放电后期(此时电池容量已小于50%)，电池内阻就明显增大。图3GFM840型VRLA内阻随变化曲线从以上3种情况下不同时期的不同作者，采用不同的方法对不同型式的铅蓄电池内阻测试的结果可以看出：不论是用交流阻抗测试仪还是电池电导测试仪，所用的交流信号频率如何，电池型式(开口的和密封的)、容量和工作状态如何，虽然测得的铅蓄电池内阻值有差异，但它们却有一个共同点，即铅蓄电池的内阻(或电导)在荷电态高于50%时几乎是没有变化的；只有在荷电态低于50%时电池的内阻才会迅速升高。这就是说，当铅蓄电池的荷电态在50%以上时，它的电导跟容量之间不存在相关关系，无法根据电池的电导值去推断电池的放电容量。4VRLA电导与放电时间统计结果有关资料6介绍了国外用Midfronic Celltron and Midtron电导测试仪对VRLA的测试和统计结果。被测的电池容量范围为2001000Ah，电池系统由3组并联(每组24只电池)至18组并联，电池荷电态为0100%。图4表示具有不同初始电导的225Ah电池用42A电流放电至1.75V时的放电曲线。按照一般VRLA放电性能推算，新的225Ah电池用42A放电至1.75V的时间约为260270min，即图4的曲线1相当于新电池的放电曲线。将图中各条曲线所示的数据稍加处理，可以得到表1所示的结果。图4225Ah的VRLA用42A放电曲线表1不同初始状态下的电池放电特性 电池编号 1 2 3 4 放电前电池电导S 849 517 388 281 放电时间min 270 110 100 25 放电容量Ah 189 77 70 18 占额定容量比例/% 100 40.7 37.0 9.5 占最大电导值比例/% 100 60.9 45.7 33.1 按照目前电导仪的使用说明，有人主张以电池容量达额定值80%时的电导值作为门限值，也有人主张以最高电导值的80%作为门限值(事实上这两个数值是不同的)，低于该值的电池就是落后电池。从表1数据可以看出，不论如何规定，只有曲线1所代表的电池是合格的电池。根据YDT7991996(通信用阀控式密封铅蓄电池技术要求和检验方法)的规定，电池的放电容量低于额定值80%就算失效，因而曲线24所代表的电池均为失效电池。既然这种电池是不允许继续使用的，那么如此描绘失效电池的放电曲线有多大的实际意义呢图5示出168个1000Ah电池(7组)用263A放电至1.80V的放电时间跟电池电导之间的关系的统计结果。从这些数据点的分布情况来看，似乎电池的电导跟放电时间存在线性相关的趋势，但仔细一分析则会发现存在问题。263A放电至1.80V的时间图5放电容量与电导的关系按照VRLA一般放电性能，1000Ah的电池用263A放电至1.80V，其放电时间应不低于170min，即放电容量应当为745Ah，则容量达到额定值80%的电池的放电时间应当为136min。从图5数据点位置来看，放电时间在136170min之间的电池的电导值在2.43.1kS范围之内，但电池容量跟电导之间看不出有什么相关关系，这跟本文前面所述的用交流阻抗法或电导仪测试的结果是一致的。虽然将放电容量为0100%的电池全部统计进去，似乎电导与容量之间存在线性相关关系(尽管其误差非常大)；但必须指出，合格的在线的电池容量都必须不低于额定值80%，达不到这一要求的电池是不准在线使用的，因而根据电导仪测得的VRLA电导值去预测电池的放电容量是危险的。6结论a.不论是开口式铅蓄电池还是阀控式密封铅蓄电池，当电池荷电态高于50%时，其电导(或内阻)基本上是没有变化的；电导与容量之间不存在相关关系。b.虽然将容量范围在0100%内的全部电池进行统计，电池电导与容量之间出现了误差很大的线性相关关系，但这其中的电池绝大部分已属不准使用的失效电池。c.用VRLA电导值去推断在线使用的电池容量值是欠妥的；但从电导值的变化去推测VRLA是否失水的做法是可取的。参考文献1Hampson N A,Sagr Karunathilaka,Leek R.The impedance of electrical storage cellsJ.J Appl Electrochemistry,1980(10):3112Gopikanth M L,Sathyanarayana S.Impedance parameters and the state of charge. lead acid batteryJ.J Appl Electrochemistry，1979，(9):3693793桂长清，包发新.大容量电池欧姆内阻的测定J.电源技术，1984(6)：134佘沛亮，陈体衔.阀控式密封铅蓄电池内阻J.蓄电池，1995(3)：35徐曼珍.在线测量VRLA荷电量技术的进展A.通信电源技术交流文集.邮电通信电源五届三次技术交流会议C.威海，1998.14196鼎利通信器材公司.阀控式铅酸电池的电导检测技术J.电信商情，1998，(5)：117 通信用密封铅蓄电池常见故障原因和解决办法 发布时间： 2005-7-27 16:42:13 被阅览数： 573 次 来源： 中国电源情报网 文字 大 中 小 自动滚屏（右键暂停） 摘 要:论述了通信用阀控式密封铅蓄电池组常见故障出现的原因和解决方法，早期诊断和预防蓄电池组可能出现的故障，以期延长电池寿命，确保通信电源系统的可靠性。1 电池早期失效1.1 早期失效及其危害性早期失效指的是一些阀控式密封铅蓄电池组在使用过程中，只有数个月或1年其电容量就低于额定值的80；或整组电池虽然普遍很好，但其中个别电池的性能急剧变差。电池组中若有个别电池失效，那么恒电流充电时一是电压会迅速升高，即在整组电池尚未充足电时失效电池已处于过充电状态，电池温度升高失水速度加大，并导致整组电池充电电压升高；二是会引起整组电池充电电流下降，延长充电时间。若个别电池出现内部短路时，其充电电压就低于其他电池，当整组电池已充足电时，该落后电池却尚未充好。长此下去就会出现恶性循环，影响整组电池性能。多组并联使用的蓄电池组中若有一组电池失效，则在充电时会出现各组电池充电电流不匀（即偏流）现象。若发展下去，会导致正常的蓄电池组提前失效。1.2 早期失效原因与对策1.2.1 电池设计欠妥实践表明，电池中正负极板跟玻璃纤维隔板中电解液脱离接触是导致密封铅蓄电池早期失效的根本原因。为此，应当适当提高极群组装压力，使AGM隔板压缩率达到1520；同时适当增加电解液量，并在电池外壳强度允许的条件下适当提高气阀的开启压力，以减少开阀次数和失水。1.2.2 生产工艺和原材料个别早期失效电池的出现，一般是由于生产过程中的个别偶然因素引起的。比如组焊极群时有微小铅粒落入极群中，电池加酸量控制不严，不合格部件装入电池，某些原材料不合格等。为此，必须严格控制各工序的质量。1.2.3 维护工作跟不上过去有人把阀控式密封铅蓄电池称之为免维护电池，在使用过程中不去注意维护，使电池性能迅速变差。所以应当消除这一误解，明确电池维护工作是延长电池寿命的关键性因素。为避免蓄电池组中混入早期失效电池，建议在新电池装入电源系统之前进行一次检查性深放电，即以10时率放电电流放至1.80V左右，然后再充足电装进电源系统之中。如果各个电池放电终止前的电压差别不大，比较均匀，则本组电池性能一定不错；如若其中个别电池电压下降很快，则很可能是落后电池，必须查明原因采取措施。2 电池失水 2.1 电池失水及其危害性阀控式密封铅蓄电池是在“贫液”状态下工作的其电解液完全贮存在多孔性的隔膜之中。一旦失水，电池放电容量就要下降。当水损失达到3.5mlAh时，电池容量会降至初始容量的75以下；当水损失达到25时，电池寿命将会终止。使用效果表明，当前大部分阀控式密封铅蓄电池组容量下降的原因，都是由电池失水造成的。前节已经指出，一旦电池失水，就会引起电池正负极板跟隔膜脱离接触或供酸量不足，引起电池放不出电来。 2.2 电池失水的原因 2.2.1 气体复合不完全标准中规定了气体复合效率95，实际上正常状态下可以使复合效率达到9798，也就是说总会有23的氧从电池内部溜出来。这部分氧来源于电解水反应，其量虽小，但数年累积起来其量就是可观的了。如果电池灌酸量太多，则气体复合效率会进一步降低。 2.2.2 电池密封不好或单向阀太松这是造成充电产生的氧逸出电池的重要原因。尤其是在均衡充电或补充充电时，由于充电电压提高了，析氧量就增大，电池内部压力增大，一部分氧来不及复合就冲出单向阀外逃。 为此，在电池外壳强度允许的条件下，尽量提高单向阀的开启压力。 2.2.3 浮充电压控制不严通信用阀控式密封铅蓄电池一直都是处于浮充状态下工作的，浮充电压选择是否妥当对电池寿命影响极大。浮充电压选得偏高或电池温度升高时，若没有及时将浮充电压调下来，就会加速电池失水过程。 2.3 减少电池失水的措施这一工作要由电池生产厂家和用户协力进行，下边只就维护过程提出几点意见。（1）正确选择及时调整浮充电压浮充电压过高，电解水反应加剧，析气速度大，失水量必然增大；浮充电压过低，虽然可降低失水速度，但容易引起极板硫酸盐化。因而必须根据电源系统负荷电流大小、停电频次以及电池温度和电池组新旧程度及时调整浮充电压。表1列出了不同温度时的浮充电压值，供参考。 （2）尽可能使环境温度保持在205，这样方可保持电池内部温度不超过30，短时间内也不超过35。（3）定期检测电池内阻（或电导）目前一些单位用电导仪测电池电导，以此判断电池质量状态。可是当电池组电容在50以上时，测得的电导值几乎没有变化，只是在低于50时其电导值才会迅速下降。因而对使用中的蓄电池组（容量均在80以上）不能用电导（或内阻）来估算电池容量，当然也就不能预测电池的使用寿命。然而对同一电池而言，一且发现内阻异常增大，则很可能是失水所致，其结果必然导致容量下降。（4）适当补加蒸馏水使用一段时间的阀控式密封铅蓄电池，如果出现内阻很快增加，那么可设法补加一些蒸馏水，电池容量将会有所改善。加水时不要加得太多，以免堵塞气体通道，影响氧气复合。当然，如果电池出现硫酸盐化或电池处于寿命后期，即使补加水也是无济于事的。 3 电池热失控阀控式密封铅蓄电池如果使用、维护不当，则会使电池内的温度和电流发生一种积累性的相互增强作用，使电池温度迅速升高。轻者会使电池槽变形“鼓肚子”，导致电池失效；重者还会波及到整个通信电源系统，使电路和设备蒙受损失。3.1 出现热失控的原因 3.1.1 氧复合反应2pbO22PbOQ1 Q1219.2kJmol（1）PbOH2SO4PbSO4H2OQ2Q2172.8kJmol（2） 氧复合反应是放热反应，它将导致电池温度升高，如不及时下调浮充电压就会使浮充电流加大，后者又引起析氧量加大，复合反应加剧。如此反复积累，将会导致电池出现热失控。 3.1.2 电池结构紧凑阀控式密封铅蓄电池必须紧凑装配，电解液贮存在多孔性隔板中，这样散热比较困难。它不象开口式自由电解液铅蓄电池可以在充电析气时搅拌电解液，有利于散热。当电池内部有局部短路时，电池温度会升得更高。3.1.3 电池周围环境温度升高在夏天或野外，气温会升得较高，超过35以上，此时浮充电流就相应增加。若不及时降低浮充电压，则会使电池温度迅速升高。3.2 预防措施虽然阀控式密封铅蓄电池本身在不断放热并且散热困难，但只要采取适当措施并认真进行维护，热失控是可以防止的。（1）正确选择及时调整浮充电压这一措施至关重要，已在上节论述，此处不再重复说明。（2）注意检测电池温度氧复合反应是在负极上进行的，因而负极的温度应当最高；再者极柱和板栅是金属，是热的良导体，它对电池温度升高的敏感性肯定比外壳要强，因而建议不断监测负极柱温度，尤其是夏天或中午时，要特别注意电池温度升高。（3）加强电池室的通风管理，最好是装空调，以防环境温度升高。4 电池性能的劣化4.1 对通信电池均匀性的要求在YDT7991996通信用阀控式密封铅蓄电池技术要求和检验方法中规定：通信用阀控式密封铅蓄电池组中各单电池的开路电压之差不大于20mV；在通信用阀控式密封铅蓄电池的使用维护规定中，要求各单电池的浮充电压之差应当在平均电压的50mV之内，即允许浮充电压的最高值与最低值相差不大于100mV。前一要求通常是可以满足的，后一要求在电池寿命中后期是比较难达到的。上述对电池开路电压和浮充电压均匀性的规定，只包含最大值和最小值之差，即极差。建议采用数理统计学中采用的标准差来衡量蓄电池组的均匀性。（3）式中Xi表示蓄电池组中各单块电池的开路电压或浮充电压值，-X表示上述数值的平均值，n代表蓄电池组中包括的电池数。 4.2 影响电池均匀的因素 4.2.1 电池原材料和半成品的规格和质量原材料中的有害杂质会降低电池的浮充电压，加速电池自放电。隔板和极板厚度和吸酸量的不均匀性也会使浮充电压不匀。 4.2.2 单向阀的开启和关闭压力电池在长期使用过程中很难做到使单向阀的开启和关闭压力始终保持均匀一致。开启压力大的电池极群上部空间的气体压力大，则浮充电压就高，反之亦然。 4.2.3 注酸量阀控式密封铅蓄电池是贫液设计，电池的放电容量常常受酸量控制，因而其浮充电压时电池的注酸量非常敏感。 4.2.4 电池生产工艺的控制对阀控式密封铅蓄电池生产工艺的要求比自由电解液式电池要苛刻得多。只有在每道工序上都按工艺规定要求去做，才能最大限度地保持电池性能的均匀性。 4.3 蓄电池组均匀性的变化4.3.1 开路电压 理论电化学早已指出，电池的开路电压V0是电池中用以贮存或释放电能的电极体系热力学状态的反映。一旦电极体系确定了并且电解液浓度也确定了，那么电池的开路电压也就确定了。该电压值跟电极上的PbO2和Pb以及PbSO4的量无关，只受电解液浓度的影响，它们之间可用经验公式（4）来表示：V00.84d （4）式中d为电池中的电解液密度值（gcm3）。对开口式铅蓄电池而言，由于d跟电池容量之间有线性关系，因而可以利用（4）式估计电池的容量；但对密封铅蓄电池而言都不太合适，因为有时会出现极板和隔板之间接触不良而影响电池容量。当然也就不能用各单块电池的开路电压值来衡量电池的质量状态了。4.3.2 端电压端电压是电池中有电流流过（充电或放电）即有电极反应进行时的电压，比如浮充电压、均充电压、放电电压等，它是电极体系的热力学和动力学状态的综合反映。在各种化学电源中，人们都是以端电压来判断电池充电或放电进行的程度。因而对阀控式密封铅蓄电池来说，用电池组充电或放电时各个电池端电压来衡量电池组的均匀性是恰当而又方便的。 4.3.3 电池性能均匀性的变化10余年的跟踪统计结果表明，自由电解液铅蓄电池在使用过程中，其恒流充电电压是逐渐下降的，放电电压是逐渐升高的，各个电池电压之间的差别也越来越大，即值逐渐增大，充电后电池电解液密度逐渐下降，放完电后电解液密度逐渐升高，它们的标准差也逐渐加大，即电池的均匀性逐渐变差，如表2所示。就阀控式密封铅蓄电池而言，国内外使用时间还不太长，积累的数据也不够充分和系统，但就现有的数据来看，新电池浮充电压不稳定，使用半年左右达到最佳状态；在电池寿命中后期浮充电压的均匀性就越来越差了，跟自由电解液铅蓄电池有着同样的趋势。因而对通信电源系统中的阀控式密封铅蓄电池组而言，只要各单块电池的浮充电压比较均匀，即较小，那么用户可以放心使用。一旦电池的均匀性变差，即增大，则意味着该组电池已进入寿命后期，其放电容量也接近80，电池组中就会出现落后电池。如果此时电池的电导值也有下降，则可能是失水所致，补加水之后会有好转；否则必须认真监视电池，直到电池寿命结束。5 延长电池使用寿命的有效措施电池的设计和生产工艺决定了蓄电池组的固有可靠性，电池组的使用维护则是保证了蓄电池组的可靠性。以下只从使用维护的角度提出几点意见和采取的措施。（1）尽量使电池处于充足电状态。铅蓄电池放电产物是PbSO4，若不及时充电将会转化为Pb和PbO2，那么PbSO4晶体就发生变化失去活性，引起极板硫酸盐化，降低电池容量，缩短电池寿命。（2）正确选择并及时调整浮充电压。这一措施对防止电池失水和热失控至关重要。（3）尽可能使电池的环境温度保持2025。虽然电池允许的工作温度范围为-15+45，但电池的最佳工作温度应当为25左右。（4）定期（最好是半年左右）对电池进行治疗性充放电，即用20时率放电至1.80V，然后充足电再继续使用。6 小结（1）为使通信电源系统中阀控式密封铅蓄电池安全可靠地工作，除了要保证电池的质量外，还应当加强蓄电池组的使用维护工作，使其尽可能在最佳条件下运行。（2）蓄电池组中各单块电池充电或放电电压的均匀性是衡量和判断电池质量状态的重要标志。