探讨铅酸电池使用中出现失效的原因及解决方法

一、阀控铅酸电池使用中主要失效原因

铅酸电池从敞口富液式发展到目前的阀控免维护电池,促进了铅酸电池在通信、金融、铁路等各个领域的广泛应用。

这里从用户实用的角度,不涉及电池内部复杂的具体失效机理,只从外部特性出发,简单地概括阀控免维护电池在实际使用中出现提前失效和供电故障的原因,按重要性排序如下:

(1)电池自身制造品质问题,主要是:

①新电池中混有落后电池(特别是使用几个放电循环就明显落后的情况),或者是同组电池均一性太差,这主要是电池制造水平所致。

②新电池容量不足,主要是电池制造商偷工减料所致。

(2)电池充放电管理不当

①欠充电,这是目前实际使用中电池寿命大大减短的首要原因,主要是因为电源提前转浮充而导致电池欠充。由于浮充电流很小，需要长时间的浮充才能补足欠充部分。一旦出现连续几次停电的情况,则电池欠充累积起来,内部就会有部分PbSO4,再也无法恢复成活性物质Pb和PbO,从而造成了电池容量的锐减。

②过充电,有些电源为避免欠充，人为延迟转浮充，造成电池过充,从而因过充电造成电池失水而加快了其容量衰减的过程。

③过放电,小电流过放电会造成致密或大颗粒的PbSO4晶粒,这种晶粒充电时无法完全恢复成活性物质Pb和PbO,即充不进电。

(3)电池组中个别电池故障,如不及时更换故障电池,会加速整组电池老化。

(4)缺乏定期均充维护,定期(如三个月)无均充,会增大整组电池的不一致性。长期无深放电机会(如超过一年时间),则对电池的活性影响很大,有可能在需要其放电时放不出电或者只能放出一部分容量。

(5)电池使用环境恶劣,主要是环境温度超限,温度过高影响电池浮充寿命,温度过低电池实际可放出容量大大减少。

(6)其它肉眼可见原因,主要是电池极柱爬酸和漏液,造成失水和电池极柱腐蚀,以及其它外力造成的损伤等。

二、电池管理专家(EBM)的解决对策

可采用电池管理专家(EBM)模块，总共有如下12种报警提示:

●放电80%预报警●欠充电

●放电90%预报警●过充电

●个别电池故障●均充电流过大

●小电流过放电●温度超限

●电池截止报警●电池寿命终结

●电池容量偏小●EBM无自学习

另外,EBM在运行中根据电池实际使用情况,单独有电池需要均充维护和年度深放电维护提示。

上述各种报警和提示,除部分是为监测和实时预报电池带载放电的后备时间、以及EBM模块安装指示外,其它都是解决铅酸电池使用中出现失效的对策,对应上述各条故障原因,简述如下:

(1)电池自身制造品质问题

新电池中混有落后电池(特别是使用几个放电循环就明显落后的情况),通过新电池刚上电时的自学习,和以后的任何一次深放电过程中的“个别电池故障”报警来提示更换故障电池,必须用同厂家同型号(最好是同批次)的电池更换.这种提示是在整组电池容量尚未受到明显影响之前作出的,可以参见润源电气网站上中国测试技术研究院的“EBM测试报告”。

新“电池容量不足”报警,在新电池刚上电时的自学习过程中就有明示,且对自学习的设备(当前电源、负载接近实际使用负载量)无特别要求。

(2)电池充放电管理不当

在一定时间间隔内连续几次出现欠充电时,系统作“欠充电”报警,要求维护人员调整电源对电池进行强制性均充电3-5小时。

多次出现“过充电”报警,则要求调整电源均浮充转换点,和设置强制转浮充保护;同时检查是否电池均充末期发热严重,即电池品质上存在问题.

“小电流过放电”报警出现后,要尽快停止放电,并按照电池使用说明书中的充电上限电压均充电。

(3)“个别电池故障”报警后,在深放电后期用万用表找出电压最低者为故障电池,或者用检测汽车起动电池用的冲击容量表可以找出容量最低者为故障电池,必须用同厂家同型号的电池更换。

(4)“均充维护”提示后,要求放电至少20%,再均充电。“年度检验维护”提示后，要求至少放电80%进行深度放电维护。

(5)“温度超限”报警后,应该尽快改善电池的运行环境条件,以延长其使用寿命和保证其足够的工作容量。

三、结束语

EBM电池容量/故障监测模块,是目前仅见的一款集电池管理、故障监测、使用维护于一体的智能IT化铅酸电池监测产品,其监测和管理的精度得到了严格测试认可,其杰出的功能性价比及使用的方便性,填补了国内外在阀控铅酸电池管理及监测方面的空白,在不久的将来,必将成为一款系统集成、环境与动力监控工程中电池(电源)部分的标配模块。