閥控鉛酸蓄電池廣泛應(yīng)用于需要不間斷供電的場合，如果使用或維護不當，經(jīng)常會導(dǎo)致蓄電池組中個別蓄電池的早期失效甚至整組蓄電池的失效。早期失效的個別蓄電池在系統(tǒng)投入使用時，會嚴重影響整個電池組的放電容量，甚至?xí)䦟?dǎo)致整個供電系統(tǒng)的崩潰。因此，為保證在交流電失電時用電設(shè)備不間斷供電，避免蓄電池在長期使用過程中因個別電池失效而引發(fā)斷電的危險，對蓄電池進行實時在線監(jiān)測、故障診斷和定期維護是一項十分重要的工作。目前蓄電池的狀態(tài)監(jiān)測儀器都是在浮充狀態(tài)下實現(xiàn)對蓄電池的端電壓測量的，雖然能準確反映運行中蓄電池的端電壓和電池的溫度，但靠電池的端電壓是不能反映電池的實際容量的，也無法及時發(fā)現(xiàn)存在故障的失效電池，因此必須定期對電池進行核對性放電維護，確保蓄電池始終處于良好的狀態(tài)。
充電模塊對蓄電池提供的充電模式有：均衡充電/恒壓充電/恒流充電/浮充電等模式，新電池啟用時需使用均衡充電對蓄電池充滿電，當單體電池端電壓充到2.35-2.38V時充電模塊自動轉(zhuǎn)為浮充電，補充電池內(nèi)部自放電損失的能量，當被供電系統(tǒng)交流電源停電時需要蓄電池有大電流輸出, 而充電模塊僅能提供其額定電流的110-130%，其余電流都由蓄電池提供。交流
電源恢復(fù)后蓄電池電能放出的電能得到補充，充電模塊自動進入快速充電，當蓄電池的充電電流≤0.01C
10（C
10為蓄電池10小時放電時的電流），充電模塊自動轉(zhuǎn)為浮充電，從而使電池放電后再恢復(fù)時能夠快速準確地補足放出的電能，系統(tǒng)自動維持電池在最佳的狀態(tài)下運行。
二、閥控鉛酸電池（VRLA）工作原理
閥控蓄電池的工作原理，與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池基本一樣，它的正極活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負極活性物質(zhì)是海綿狀金屬鉛（pb），電解液是稀硫酸（H2SO4），其反應(yīng)方程式如下：
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
閥控電池在結(jié)構(gòu)、材料上作了重要的改進，正極板采用鉛鈣合金或鉛鎘合金、低銻合金，負極板采用鉛鈣合金，隔板采用超細玻纖隔板，并采用精密裝配和貧液設(shè)計工藝技術(shù)，整個電池反應(yīng)密封在塑料電池殼內(nèi)，出氣孔上加上單向的安全閥。這種電池結(jié)構(gòu)，在規(guī)定充電方式下進行充電時，正極析出的氧（02），可通過隔板通道傳送 到負極板表面，還原為水（H2O）。
這是閥控電池特有的內(nèi)部氧循環(huán)反應(yīng)機理，這種充電過程，電解液中的水幾乎不損失，使電池在使用過程中達到不需加水（免維護）的目的。
三、閥控蓄電池的維護
（1） 溫度與容量的關(guān)系
依據(jù)我國標準,閥控式密封鉛酸蓄電池放電時,若溫度不是標準溫度(25℃),則需將實測容量換算成標準的實際容量Ce：
Ce=Cr/[1+K(t-25)]
式中:C r——非標準溫度下電池放電容量;
t——放電的環(huán)境溫度;
K——溫度系數(shù),10小時率容量試驗時K=0.006/℃,3小時率容量試驗時K=0.008/℃,2小時率容量試驗時K=0.0085/℃,1小時率容量試驗時K=0.01/℃。
例如:一個標稱100AH的電池,以10小時率放電,在不同的環(huán)境溫度條件下按照溫度換算公式計算,電池容量如表1：
表1 在不同溫度下電池的容量 ：
|
溫度(℃) |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
5 |
|
容量(Ah) |
57.5 |
61.8 |
66 |
70.3 |
74.5 |
79 |
83 |
|
溫度(℃) |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
|
容量(Ah) |
87.5 |
91.5 |
96 |
100 |
104.3 |
108.5 |
110.3 |
從表不難看出，閥控式蓄電池的容量是隨著溫度的變化而變化的，維護人員在核對性放電時，要按照溫度換算公式對電池容量進行修正,否則較低時就會將電池過放電而損壞電池。有條件時將蓄電池環(huán)境溫度保持在22℃～25℃以內(nèi)。
（2）充放電與電池壽命和容量的關(guān)系
a. 充放電與壽命的關(guān)系
對閥控式鉛酸蓄電池的維護需要嚴格控制充電電流，才能使該蓄電池達到最優(yōu)的性能和最長的使用壽命，好的UPS充電系統(tǒng)能使電池保持最佳的充電方式。蓄電池放電時應(yīng)監(jiān)控好放電電流和放電電壓，電池放電的終止電壓與電池的放電率相關(guān)（見表2），禁止電池過充（放）電。國內(nèi)外大量研究的結(jié)果表明，充放電方式?jīng)Q定了蓄電池使用的壽命，大部分的蓄電池與其說是使用壞的，不如說是充放電控制不當被損壞的。
b. 放電與容量的關(guān)系
不同倍率的放電電流蓄電池放出的容量是不一樣的，下表以單體蓄電池為例。
表2：電池放電時的容量和終止電壓間關(guān)系
|
放電率/H |
電池額定容量的% |
放電電流倍數(shù) |
終止電壓(V) |
|
0.5 |
45 |
7 |
1.7 |
|
1 |
55 |
5.14 |
1.75 |
|
3 |
75 |
2.5 |
1.8 |
|
10 |
100 |
1.0 |
1.8 |
核對性放電是為了檢查電池容量是否正常，一般采用10小時率放電，考慮到安全性，放電深度控制在30～50%為宜，當然，有條件可放電至70～80%，這樣更容易暴露電池潛在的問題。并每小時檢測一次單體電池電壓，通過計算放出電池容量，對照表3電壓值，判斷電池是否正常。
表3：電池放出不同容量的標準電壓值（10小時率）
|
放出容量(%) |
支持時間(小時) |
單體電池電壓(V) |
|
10 |
1 |
2.05 |
|
20 |
2 |
2.04 |
|
30 |
3 |
2.03 |
|
40 |
4 |
2.01 |
|
50 |
5 |
1.99 |
|
60 |
6 |
1.97 |
|
70 |
7 |
1.95 |
|
80 |
8 |
1.93 |
|
90 |
9 |
1.88 |
|
100 |
10 |
1.80 |
放出電池容量計算：
{電流（A）×?xí)r間（h）÷電池的額定容量}×100%
在相應(yīng)放出容量下，其測出的單體電池電壓值應(yīng)等于或大于表3相應(yīng)電壓值，即電池容量為正常，反之，電池容量不足。這里值得一提的是，在小電流放電條件下形成的硫酸鉛，要氧化還原是十分困難的，這是因為在小電流放電下形成的硫酸鉛顆粒的尺寸遠比大電流放電條件下的尺寸大，就是說在大電流條件下晶體形成的速度要比小電流條件下慢，晶體來不及生長就很快被氧化還原了，因而顆粒比較小。而在小電流條件下，較大的硫酸鉛晶體就不容易被還原。若硫酸鉛晶體長期得不到清理，必然會影響蓄電池的容量和使用壽命。因此蓄電池運行規(guī)程規(guī)定了每六個月宜對電池進行一次核對性放電并進行一次均衡性充電。
（3）不均衡性對閥控式蓄電池的影響
電池板柵不同部位合金成分與結(jié)構(gòu)的分布均有所不同，因而會導(dǎo)致板柵電化學(xué)性能的不均衡性，這種不均衡性又會使在浮充和充、放電狀態(tài)下的電壓產(chǎn)生差異，且會隨著充、放電的循環(huán)往復(fù)，使這種差異不斷增大，形成所謂的“落后電池（蓄電池失效）”從而使該電池損壞，所以應(yīng)對電池組每六個月進行均衡性充電。
（4）熱失控現(xiàn)象
由于充電電壓和電流控制不當，在充電后期，會出現(xiàn)一種臨界狀態(tài)，即熱失控。此時，蓄電池的電流及溫度發(fā)生積累性的相互增強作用，使電池槽殼變形“鼓肚子”，造成電池報廢。嚴重時會引起電池的爆炸和起火，因此對熱失控的問題必須引起高度的重視。
(5)電池失水及預(yù)防
閥控式蓄電池是在“貧液”狀態(tài)下工作的，其氣體復(fù)合效率應(yīng)接近100%。如果浮充電壓過高，電解水反應(yīng)加劇，析氣速度加快，失水也必然增加。另外，使用環(huán)境溫度增高，同樣產(chǎn)生失水過程。經(jīng)過一段時期后，電池會失水而干凅。
四、閥控蓄電池運行注意事項
（1）在條件允許的情況下，蓄電池室應(yīng)安裝空調(diào)設(shè)備并將溫度控制在22℃～25℃之間。這不僅可延長蓄電池的壽命，而且可使蓄電池有最佳的容量。
（2）不論在任何情況下，蓄電池的浮充電壓不應(yīng)超過廠家給定的浮充值，并且要根據(jù)環(huán)境溫度變化，隨時利用電壓調(diào)節(jié)系數(shù)±3mV/℃來調(diào)整浮充電壓的數(shù)值。
（3）鑒于不均衡性對閥控式蓄電池的影響，應(yīng)采用浮充電壓的下限值進行浮充供電。
（4）在蓄電池不均衡性較大或在較深度地放電以后，以及在蓄電池運行每六個月，應(yīng)對電池進行均衡充電。在均衡充電時要注意環(huán)境溫度的變化，并隨環(huán)境溫度的升高而將均衡電壓設(shè)定的值降低。環(huán)境溫度升高1℃,均衡充電的電壓值就需降低3mV。
（5）精心維護，在閥控式電池組投產(chǎn)運行前應(yīng)認真記錄每只單體電池的電壓和內(nèi)阻數(shù)據(jù)，作為原始資料妥善保存，待每運行半年后，需將運行的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進行比較，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時進行處理。
（6）閥控式蓄電池運行到使用壽命的1/2時，需適當增加測試的頻次，尤其是對單體12V的電池增加測試。如果電池內(nèi)阻突然增加或測量電壓有數(shù)值不穩(wěn)（特別是小數(shù)點后兩位）、總是在變的情況，應(yīng)立即作為“落后電池”，進行處理。
（7）定期檢查閥控式蓄電池的安全閥，并仔細觀察安全閥的周圍是否有被噴射的污點，以此確定安全閥是否擰緊或損壞。
參考文獻：
GB 19638.2-2005 固定型閥控密封式鉛酸蓄電池
GJB3285-1998 鉛酸蓄電池通用規(guī)范
