阀控式密封铅酸蓄电池早期失效损坏原因分析及对策赵春华（滨州师范专科学校，山东滨州256604）因，提出了延长电池使用的方法。
阀控式密封铅酸蓄电池因具有密封、免维护、性能稳定等优点，在邮电通讯、电力工业、不间断电源等领域得到迅速而广泛的应用。然而由于设计生产及使用维护等方面的原因，电池在1 ~2年之内即失效损坏的现象时有发生，远远低于预期寿命，严重影响了设备的安全运行和可靠性。本文分析了电池早期失效的原因，并提出了延长电池寿命的使用方法。
1阀控密封铅酸蓄电池早期失效机理阀控密封铅酸蓄电池在我国的生产和使用只有十几年的时间，因而设计水平和生产工艺还不很完善，致使产品质量指标的一致性差，是造成阀控密封铅酸蓄电池早期失效的主要原因。从使用方面说，认为免维护就是不需任何维护，完全是一种误肖解也是造成早期损坏的重要原因。
1.1电池材料、结构设计及加工工艺电池材料的配方和纯度对电池性能和寿命是*重要的因素。这是因为极板材料成份和配方决定了电池极板的析氢过电位，也决定了极板的机械强度和耐腐蚀性。电池极板铅膏的成分决定了活性物质的利用率和比能量，同时也决定了活性物质和板栅的粘合性。电解液的浓度对电池的电动势和低温性能有很大影响。电解液中杂质离子的含量对电池的自放电性能有很大影响。
电池板栅结构不仅影响着极板的机械强度，还影响着极板电阻和极板电流密度的均匀性。另外，极板铅膏的涂覆工艺、极板的焊接工艺、电池槽与盖的粘接工艺以及透气阀的密封性等对电池的性能和寿命都有极大影响。
1.2阀控密封铅酸蓄电池的浮充电电压、充电电流和充电特性曲线阀控密封铅酸蓄电池的浮充电电压、充电电流和充电特性曲线是影响蓄电池性能和使用寿命的重要因素，应该按照生产厂家提供的使用规范执行，在实际使用中通常是由充电器的结构和性能决定的。
1.3阀控密封铅酸蓄电池的放电速率阀控密封铅酸蓄电池的放电速率是影响电池性能和使用寿命的*重要因素之一。放电电流越小，电池输出电压维持稳定的时间也越长。反之，放电电流越大，输出电压维持稳定的时间越短。当放电速率超过：赵'华（1945-），男山东寿光人，滨州师专物理系副教授，主要从事电子技术应用研究，//ww.cnki.net滨州师专学报2C时，会在接通负载的瞬间造成电池输出电压的迅速跌落，并大大缩短电池电压稳定工作时间。
1.4阀控密封铅酸蓄电池的维护阀控密封铅酸蓄电池的免维护是指不需要进行经常添加电解液的维护工作，其他的维护工作仍是必须的。主要包括：初次使用需要充电16~20h以上；事故放电后需在短时间内再充电；定期检查充足电状态的电池端电压，对标称12V电池的电压小于13.0V的应进行均衡充电；对长期闲置不用的电池也要定期充电。
2小型后备式不间断电源设计不当是造成电池早期失效的根本原因随着微型计算机及办公自动化设备的普及，以阀控密封铅酸蓄电池为备用能源的不间断电源（UPS）的应用也随之增多。笔者多年维修经历发现，小型UPS的故障约近一半是由蓄电池损坏引起的。究其原因，是生产厂家产品设计不当造成的。以500VA小型UPS为例，在90年代中期之前，绝大多数都是装两块6.5Ah的电池的。后来，厂家为迎合国人价廉优先而不是质量**的消费心理，为追求利润和抢占市场，将电池数量减为一块。这不仅使UPS的备用时间减少，更因UPS在逆变供电时蓄电池的放电电流大增而违反了电池生产厂家的使用规范。500VA的UPS带300W额定负载时，用两块电池时放电速率约为2C，用一块电池时放电速率约为4C.为蓄电池的放电特性曲线，可以看出以2C的速率放至10. 5V约8min而用4C的速率时却不足4min故因市电故障使UPS转为逆变供电时，如不尽快存盘停机，就很容易造成过度放电，如果停电时间较长不能尽快充电，就会造成电池的损坏。实践中，绝大多数电池损坏都是因类似原因造成的。
另一方面，小型UPS为降低成本，充电电路大都为简单的恒压充电方式，这也不符合电池安全使用的技术规范。尤其在过度放电的情况下，恒压充电法在充电**阶段很容易成为过流充电，致使电池极板发热、变形以至损坏。
3电池参数的差异是造成个别损坏的主要原因在线式长延时UPS大多采用4块以上标称12V的蓄电池组串联供电，并且充电电路也采用先恒流、再恒压、后涓流的三级充电方式，完全符合蓄电池的使用规范。但实践中仍发现不少在1 ~2年内即有因个别电池损坏而造成停机事故的事例笔者对这类故障处理发现，在多块蓄电池串联工作的情况下，总是赵春华阀控式密封铅酸蓄电池早期失效损坏原因分析及对策有一块或两块先出现损坏。
这是因为阀控密封铅酸蓄电池是一个很复杂的电化学系统，电极过程动力学原理告诉我们，电池的端电压可表示为：1丛）物质；为法拉弟常数；为电极面积；n为反应离子数；为传递系数；为交换电流密度；d为极限扩散电流密度；为阳极；c为阴极。对⑴式求导，可得出电池的极化电阻：当蓄电池对负载输出电流时，必须克服两个电极上的极化作用和电池内部的欧姆电位降，上式右边后三项取“一”号，端电压U总是小于电动势E；当对电池充电时，端电压总是要大于电动势，以克服两极的极化作用和电池内的欧姆电位降，上式右三项取“+”号；电池的放电和充电过程都是热力学的不可逆过程。
由于蓄电池特性参数的离散性，在串联使用的多个电池单体中，总会有一个单体电池的极化电阻比其它单体更大一点，尽管差值很小。但是，放电时这个电池单体消耗的电能稍多，发热也稍多，又因电池的密封性较好，故温度升得也稍高，进而又使极化电阻增大。所以，这个单体电池的端电压较低。充电时这个单体电池的端电压较其它单体更高，消耗在极化电阻上的电能也更多，同样也使极化电阻增大。于是，随着充放电循环次数的增加，该电池的极化电阻越来越大，电池的有效容量越来越小，以至于影响到整个电池组的有效容量。
4电池用户素质较低是造成电池早期损坏的重要因素阀控式铅酸蓄电池在我国的应用只有十几年，很多用户对其特性并不十分了解，只知道比开放式有免维护的优点，而误认为不用维护，这是错误的。笔者曾遇到长期闲置不用而导致蓄电池全部损坏的事例。更多的是常年使用却从来不检测，而导致个别蓄电池损坏的情况。这两种情况，如果用户懂得蓄电池使用维护常识，并加以正常维护，是不会早期损坏的。小型UPS过度放电造成蓄电池损坏，多数也是因不了解电池的使用维护常识造成的。
5预防蓄电池早期损坏、延长使用寿命的措施综上所述，由于阀控式铅酸蓄电池生产和使用时间不长，达不到设计寿命提前失效损坏的现象时有发生。生产厂家自然有改进设计和生产工艺及不断提高产品质量的责任。用户提高使用维护水平，预防早期损坏、延长使用寿命也很有必要。
5.1小型UPS的使用守则目前我国尚处于商品经济的初始阶段，禁止厂家用降低质量、降低成本的方式争夺市场还不大可能。
因而，让用户遵守小型UPS的使用守则，是保障蓄电池使用寿命的*好办法。小型UPS的使用应遵守：初次使用应充电8~10h以上，不能接非容性负载，带负载量不能超过额定功率的70%不能带负载启动UPS，逆变工作时间不能超过3 ~4min市电正常后要充电6 ~8h以上。
5.2长延时UPS用蓄电池的维护在数据通讯、交通管理、证券金融等系统，通常配用长延时UPS以保证计算机系统的安全工作。长延时UPS！般外配4块以上标称电压为12V的大容量蓄电池其价格也接近甚至超过UPS主机因而蓄电滨州师专学报陆兆锷。电极过程原理和应用。北京：高等教育出版社1992.李荻。电化学原理。北京：北京航空航天大学出版社，1999.李成章，王淑芳。新型UPS不间断电源原理与居修技术。北京：电子工业出版社，1995.池的维护也具有明显的经济效益。长延时UPS用蓄电池的维护工作主要有：初次使用需充电12h以上，以确保电池充足电；每当停电时间较长又恢复供电之后，应充电10h以上；23月检查一次电池充足电状态的输出电压，对端电压不足13.V的电池要进行均衡充电（充电电流为0.1C10A，充电电压为14.14.5V）如果长期供电正常，每隔23月人为断电12h；长期放置不用，23月应充电一次，防止电池极板硫酸盐化。
长期放置不用或者过度放电未及时充电的蓄电池，易使极板硫酸盐化而“报废”，因为UPS中的充电器不能对其进行均衡充电。笔者将AT型微机电源改装成充电器，可使多数“报度‘电池复活。具体做法是：选择有输出微调的微机电源，将+5V输出改为一5V，调整微调电阻，使（一5V）端对（+12V）端的电压为15V即可。
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