统计资料显示,因充放电控制不合理而损坏的电池占总损坏电池数的80%。为了延长阀控铅蓄电池的使用寿命,须严格按要求充电(尤其是浮充充电)和放电。
( 1)浮充充电
在通信电源系统中,为了确保直流电源不间断,通常都采用开关整流器(充电器)与蓄电池组并联的浮充供电方式。在浮充状态下,充电电流主要用于补偿电池因自放电而损失的电量。只有在市电中断时,才由蓄电池单独向负载供电。
①浮充电压的设置阀控式密封铅蓄电池组长年工作于浮充状态，为了不影响其使用寿命,须***电池内不产生气体,因此,当环境温度为25°C时,标准型单体阀控铅蓄电池的浮充电压通常设置在2.25V左右,允许变化范围为2.23 ~ 2.27V。低压型单体阀控铅蓄电池的浮充电压通常设置在2.20V左右,允许变化范围为2.19 ~ 2.21V标准型阀控铅蓄电池的充电特性曲线如图5 -6所示。电池放完电后,应先用恒定电流充电,当电池电压达到设定的浮充电压时,自动转入恒压充电。此后,充电电流逐渐减小,电池逐渐恢复额定容量。
浮充电压设置过低时,阀控电池长期处于欠充电状态,极板深处的活性物质不能参与化学反应,因而在活性物质与板栅之间形成高电阻层,使电池的内阻增大，容量下降。
浮充电压设置过高时,电池将长期处于过充电状态,电池内产生的气体量增加,安全阀经常处于下,水分损失15% ,电池的容量就减小15%。
此时,电池的寿命就终止。此外,浮充电压设置过高时,其浮充电流将增大,电池内产生的热量不能及时散发,电池中将出现热量积累,从而使电池的温度升高,这样又促使浮充电流增大,***终造成电池温度和电流不断增加的恶性循环,这种现象通常称为热失控。实验表明:浮充电压设置在2.30V(25°C)时,6~8个月后,电池的容量会严重下降并可导致热失控;浮充电压设置在2.35V ( 25°C )时, 4个月后就可能出现热失控。
值得注意的是:开关整流设备的纹波电压过高时,虽然浮充电压平均值不高,但是浮充电压的峰值过高。该峰值电压使单体电池的浮充电压超过2.40V时,也可使电解液中的水分解,产生较多的气体,从而减小电池的容量。
在通信电源系统中,阀控铅蓄电池组通常由24只单体电池串联组成。开关整流器的浮充电压应当设置在54V ( 2.25Vx24 ) ~ 54.5V ( 2.27Vx24 )之间。但是,有- -些开关整流器为了不进行均衡充电，浮充电压设置得过高,这样将严重影响电池寿命。
②浮充电压与温度的关系在浮充状态下 ,为了阀控电池既不过充电,也不欠充电,除了设置合适的浮充电压外,还须随着环境温度的变化适时调整浮充电压。浮充电压的温度系数约为-3mV/°C ,也就是说,温度每升高1°C ,单体电池的浮充电压应当下降3mV。试验表明,在浮充电压不变的条件下,环境温度升高10°C ,阀控铅蓄电池的浮充电流将增加10倍,这样就有可能产生热失控,严重影响电池寿命。
③浮充寿命与环境温度的关系在浮充状态下,阀控铅蓄电池能够正常供电的时间,称为浮充寿命。试验结果表明,当环境温度为25°C时,质量较好的国外阀控铅蓄电池的浮充寿命可达20年，国产2V阀控铅蓄电池的浮充寿命也可达到10年以上。浮充寿命与环境温度的关系如图5-7所示。
环境温度升高后,电池的浮充电流增大,板栅腐蚀加速,电池内将发生电解水反应。同时,环境温度越高,电解液中水分蒸发得越快。环境温度每升高10°C ,电池内水分蒸发损失约增加一倍,水分减少后,电池的容量下降,寿命也随之缩短。
从阀控密封铅蓄电池浮充寿命与温度的关系曲线中可以看出,当环境温度从25°C.上升到43°C时,其浮充寿命将从20年下降到5年。在某些无人值守的通信站,***高温度可能达到50°C。在这样的条件下,即使电池的浮充电压设置准确,其寿命也会缩短。因此，为了延长电池的寿命,阀控铅蓄电池应当安装在有空调的房间内。此外,为了减小温度对电池寿命的影响, 安装时,各单体电池之间应当留有一定的空隙,并避免太阳照射。与此同时,还应当远离开关整流器等热源。当采用多层安装时,安装层数不要太多,***好不要安装在密闭的电池柜内,以免影响散热。 ( 2 )均衡充电当阀控式密封铅蓄电池组深度放电或长期浮充供电时,其单体电池的电压和容量有可能出现不平衡的现象。为了消除这种不平衡现象,须适当提高蓄电池的充电电压。完成这种功能的充电方法叫作均衡充电。
①均衡充电的时机阀控铅蓄电池组遇到下列情况之-时,应进行均衡充电:
●两只以上单体电池的浮充电压低于2.18V ;
●放电深度超过20% (即放出的电量超过额定容量的20%);
●闲置时间超过3个月;
●全浮充时间超过3个月。
②均衡充电的电压设置均衡充电时 ,通常采用恒压限流充电法。当环境温度为25°C时,单体阀控铅蓄电池的均衡充电电压应设置在2.35V ,充电电流应小于0.25 C1oA. C1为蓄电池10小时率放电容量,对额定容量为100A. h的蓄电池来说,均衡充电电流应小于0.25x 100=25A。
通信电源系统中,阀控铅蓄电池组通常采用24只单体电池串联,因此,开关整流器的均衡充电电压应当设置在56.4V ( 2.35Vx24 )。当环境温度发生变化时,均衡充电电压应随之而变。通常,环境温度每升高1°C ,单体电池的均衡充电电压应下降3mV。
值得注意的是,阀控铅蓄电池在正常使用过程中不需要均衡充电。一般要经过3个月到半年才进行一次均衡充电 ,因此均衡充电电压的设置对电池寿命的影响不大。但是均衡充电结束后须立即转入浮充状态,否则将会因严重过充电而影响电池寿命。
③均衡充电的时间设置电池的均衡充电时间与充电电压和充电电流有关。当限定的均衡充电电流为0.25 C1oA时,充电电压为不同的数值时,充电时间与容量恢复百分数的关系如图5-8所示。从图中可以看出,当均衡充电电压设置为2.35V时,充电电压改变时,其均衡充电时间应相应改变。
在实际应用过程中,若均衡充电时间过短,则蓄电池充不足电,若均衡充电时间设置过长,蓄电池将过充电。为了延长蓄电池的使用寿命,须根据均衡充电电压和电流,准确地设置均衡充电时间。
(3)补充电
阀控铅蓄电池长期开路存放时,电池的容量将因自放电而损失。为了***电池具有足够的容量，使用前,应根据电池的开路电压,判断电池的剩余容量,然后采用不同的方法对蓄电池进行补充电。
阀控铅蓄电池存放过程中,由于自放电作用,剩余容量将逐渐减小,开路电压将逐渐下降。开路电压与剩余容量的关系如图5-9所示。从图中可以看出,当单体阀控铅蓄电池的电压在2.05V以上时,电池的剩余容量可达80%以上;当单体电池的电压低于1.95V时,电池的剩余容量将低于25%。当剩余容量小于80%时,应进行均衡充电;当均衡充电的电流连续3h不变时，再转入浮充充电。值得注意的是,在阀控铅蓄电池存放过程中,为了避免因过放电而损坏,每隔3个月应进行一次补充电。
(4)循环充电蓄电池循环使用时,放出一定电量后，应当及时充电,这种充电称为循环充电。
①循环充电电压的设置阀控铅蓄电池循 环使用时,通常放出的电量远大于其额定容量的20%。为了使活性物质充分进行化学反应,充电电压应略高于均衡充电电压,通常设置在2.40~2.45V ,充电电流也应限制在0.25C1oA以内。与此同时,循环充电电压也应根据环境温度而变。
②循环寿命 当阀控铅蓄电池循环使用,其容量下降到额定容量的50%时,蓄电池完成的充放电循环次数,称为循环寿命。电池的循环寿命随其放电深度的增:大而迅速降低,如图5-10所示。由图可以看出，12V系列阀控铅蓄电池放电深度为30% ,也就是说每次放出的电量为额定容量30%时,循环寿命接近1200次;当放电深度为时,循环寿命仅接近400次。因此,阀控电池循环充放电时,为了延长寿命,应当尽量避免深度放电。
