密封铅蓄电池浮充电压的选择与控制

　　专家述评密封铅蓄电池浮充电压的选择与控制桂长清712ResearchInstitute，430064浮充电压值的选择对阀控式密封铅蓄电池使用寿命的影响很大：选得太高，会导致电池出现失水、热失控、均勾性恶化；选得太低，会使电池充电不足、充电时间延长、极板硫酸盐化。建议将单只电池的浮充电压选为五+O.lOOV，其中￡是电池电动势；电池组的浮充电压监控点选为F+1.5CF，其中F和0分别代表各单电池浮充电压的平均值和标准差。

　　分类号TM912充电通信用阀控式密封铅蓄电池通常都是在浮充状态之下使用。实践证明，浮充电压选择得恰当与否，对电池的使用寿命影响极大。本文拟从原理和实践两个方面阐述正确选择阀控式密封铅蓄电池浮充电压的重要性，以及如何调整和控制浮充电压，为确保通信电源的可靠性和延长蓄电池组的使用寿命提供依据。

　　2电动势、开路电压与浮充电压当电池的两个电极体系处于热力学平衡状态时，那么它们的电位差就是电池的电动势。

　　阀控式密封铅蓄电池的成流反应如下（没有列出氧循环过程反应）：放电充电放电充电如果铅蓄电池的正极和负极均处于热力学平衡状态，则电池的电动势应当是：为电池中1120和112504的活度。由（4）和（5）式可以看出，阀控式密封铅蓄电池的电动势取决于电极表面附近液层中H20和H2S04的活度，而与正和负极板中活性物质Pb02和Pb以及放电产物PbS04的量无关。表1列出了几种浓度电解液的铅蓄电池的电动势。

　　表1电解液浓度对铅蓄电池电动势的影响电池电动势/V开路电压是电池处于开路状态时正负极之间的电压。处于充电状态的电池一旦开路，其电压会高于电池电动势，然后逐渐下降，最后其数值非常接近于电动势值。处于放电状态的电池一旦开路，其端电压会低于电动势值，然后逐渐升高，但却达不到电动势值。

　　蓄电池充足电后，由于存在自放电反应，其容量会逐渐下降。作为应急和备用电源，必须使其一直处于充足电状态，这样才可以保证在市电停电时提供足够的电能。为此，将蓄电池跟一个恒压供电电源并联，使电池一直处于浮充状态，此时的电压就是浮充电压。

　　3阀控式密封铅蓄电池浮充电压规定值-1996通信用阀控式密封铅蓄电池技术要求和检验方法中规定，阀控式密封铅蓄电池浮充电单体电压为2.23~2.27V（25T.国内外密封电池生产厂家也对自己的电池规定了不同的浮充电压值，如表2所示。

　　表2―些阀控式密封铅蓄电池的浮充电压蓄电池名称产地浮充电压/V松松日本圣帝美国哈根德国莱根英国美国万里重庆华达深圳有利文登以上所列浮充电压值是指25时的数值，对于不同的温度，则可参照表3数据进行调整。

　　表3不同温度时的浮充电压值温度/V浮充电压/V 4单电池浮充电压的选择4.1首先测取电池的电动势各个电池生产厂家规定的浮充电压值，有的是根据本厂电池的设计特点、原材料规格、电解液浓度等参数，经过认真计算与检测后确定的；有的厂家可能只是人云亦云得来的。因而我们有必要自己掌握如何选择合适的浮充电压。

　　浮充电使电池偏离平衡状态，浮充电压的高低则代表了电池体系偏离平衡状态的程度。因而在正确选择浮充电压之前，应当首先确定电池的电动势。由于各个厂家使用的电解液浓度可能有所不同，因而电池的电动势也就各不相同，不能定为一个数值。

　　为了测得电池的电动势，首先将新买来的阀控式密封铅蓄电池进行补充电（恒压2.35V），待电流保持2个小时不变，断开充电电流，测电池电压，直到连续2个小时测得的数值稳定不变为止（精确到1mV）。此时，电池正负极之间的电压可认为是该电池的电动势。

　　4.2然后确定浮充电压根据理论推算和实践证明，浮充电压选得比电池电动势高0.100V比较合适。例如25时，对于电解液密度为1.30g/cm3的阀控式密封铅蓄电池来说，其浮充电压应当选为2.144V+0.100V=2.244V或2.25V.温度不同时可表3对浮充电压值作适当调整。夏天和冬天，电池的浮充电压应当不一样。如果电池室内没有空调设备或通风不良时，中午气温较高，其浮充电压应适当调低一些。

　　浮充电压也要随电池新旧程度不同而变动：新电池的浮充电压可比表3所列数据高0.01V；旧电池则应当低0.01V.浮充电压还应当随负载变化情况作适当调整。在大城市，市电nba直播吧极速体育jrs_jrs直播王_极速体育NBA直播比较稳定，则浮充电压可用表3数值；在边远地区或农村，市电nba直播吧极速体育jrs_jrs直播王_极速体育NBA直播不正常，负载变化频繁且幅度较大，则可适当提高浮充电压0.02V，为的是能尽快给电池充足电。

　　4.3浮充电压不能选得太高对于开口式自由电解液固定型铅蓄电池来说，浮充电压调得稍高一点关系不大；但对密封铅蓄电池来，浮充电压选得太高将会带来如下后果：密封铅蓄电池的浮充状态，本身就是个放热过程，放出的热量要靠通风或电池室降温排出电池。如果浮充电压选得太高，则会引起下列连锁反应：浮充电压选高―浮充电流呈指数关系加大―电池发热量增大―电池温升提高―浮充电流加剧―电池发热量剧增。如此恶性循环下去，轻则会使电池槽变形“鼓肚子”，重者会使电池出现热失控，导致电池失效。

　　密封铅蓄电池是在贫液状态下工作的，其电解液大部分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3.5ml/Ah时，电池容量会降至初始容量的75%以下；当水损失达到25%时，电池失效。

　　虽然密封铅蓄电池充电时在正极析出的氧气可被电池在内部复合吸收，但其吸收效率总达不到100%.YD/T799- 1996通信用阀控式密封铅蓄电池技术要求和检验方法中规定电池的气体复合效率要大于95%，并且实际上可以达到97%~98%，也就是说会有2% -3%的气体会通过密封阀溜出来。这些气体都是由于电解水而生成的。浮充电压选得太高，电池温升就高，电解水反应加剧，气体复合效率下降。长此下去，必然导致电池失水，缩短电池使用寿命。

　　电池处于开路状态时，电极上并不进行电化学反应（自放电速度很小可以忽略时），此时各个电池开路电压的差别只反映它们的热力学状态的差别；当电池处于浮充状态时，正和负极上都进行电化学反应，此时正和负极的电位（电池浮充电压）不仅反映了电极体系的热力学状态，而且还反映了动力学状态。即电池之间的差异是由热力学和动力双重因素引起的。事实上，在电池标准中规定各单电池开路电压的差别允许在20mV之内，但浮充电压的差别却大到±50mV.电池的浮充电压越高，其浮充电流也就越大（浮充电压升高0.1V，浮充电流几乎增大10倍）。即电极反应速度就越快，则各个电池之间的差异就越大。一旦电池之间出现差异，那么这种差异会越来越大，结果导致电池加速失效。

　　4.4浮充电压不能选得太低浮充电压越低，浮充电流就会成指数关系迅速下降，则将会导致如下后果：电池充电时间延长或电池充电不足。

　　正因为浮充电流急剧减小，那么充电时间当然就要延长。如果负载变动的间隔时间短于电池充足电所需时间，于是电池就会充电不足，电池的放电容量也就会越来越小。

　　加剧极板硫酸盐化放完电的铅蓄电池充电时，刚开始的充电电流基本上全用于电极活性物质的生成反应。但到充电后期，充电电流的大部分将用于电解水生成氢和氧。这些气体的生成虽然降低了充电效率，但却使极板内部出现微孔道，使尚未转化的硫酸铅进一步变成Pb02和Pb.浮充电压太低，虽然充电效率可以提高，但极板内部的硫酸铅却很难转化彻底。长此下去，硫酸铅就会变得越来越硬，最后无法转化为152和，1，即电极出现硫酸盐化。

　　5蓄电池组浮充电庄的选择与控制当今在电池标准中和生产厂家说明书中列出的浮充电压值均是对单只电池而言的，然而蓄电池组中各个电池的浮充电压是不相同的，那么蓄电池组的浮充电压应当如何选择与控制呢，如果以某个电池的浮充电压作为判断标准来调整全组电池的浮充电压，则其偶然性太大，况且浮充电压偏高的电池也不会永远偏高，这样做显然不合理。如果以全组电池浮充电压的平均值来作为判断标准（当前大多数使用部门就是这样做的），则会有约50%的电池浮充电压处于过高状态，这将引起这些电池温升升高，失水加快，进而扩大各单电池浮充电压的差别。

　　测试蓄电池组中48只单电池的浮充电压（以V为单位）为：虽然蓄电池组中各单只电池的浮充电压各不相同，但是它们的分布却是有一定规律的（见表4）。即浮充电压值处于平均值附近的电池数最多，偏离平均值的数目会逐渐减少。可以证明，蓄电池组中各单块电池浮充电压的分布是服从正态分布的内的概率为既然电池组中各单电池的浮充电压分布腋从正态分布，为使蓄电池组中93%以上电池处于安全的浮充状态，建议采用1作为蓄电池组浮充电压监控点。

　　值和标准差，可利用计算器很方便地把它们算出来。将h和表3所列的浮充电压7相对照，如果。，则要适当降低充电电流；如果则要适当增加浮充电流。

　　6结论充电压值是比较合适的。太高或太低，均会对电池使用寿命不利。

　　VRLA浮充电压应随电池品种、新旧程度、温度、负载变化的幅度和频率作适时调整。

　　选择蓄电池组的浮充电压时，应当以全组电池浮充电压平均值加上各单电池浮充电压标准差的1.5倍作为监控电压。