邯郸理士蓄电池批发商
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直流屏蓄电池：铅酸免维护蓄电池
1、放电测试，目前国内是用10小时率来做放电测试，检测蓄电池容量，比如300AH蓄电池，就用30A电流恒流放电，每隔1小时抄一遍单体电池电压，10小时后低于1.80V的蓄电池认定为容量不足。不过按照电力标准，**次放电实验放出95%的容量属于合格，也就是说放到9小时30
分的时候就可以停了。
2、直流屏上接着负载，比如站公用设备、高低压开关设备等使用直流电的设备。在站用变停电后，直流屏瞬间转为蓄电池供电，直到电力回复正常，蓄电池就转入充电状态。 更换电池组：一般直流屏都有备份，2组蓄电池互相备份，你将其中一组蓄电池断开，用另外一组供2台直流屏，这时候这组蓄电池就可以更换了，更换前先把电池巡检全断开，避免有小火花，然后再把蓄电池组中任意一个链接条断开，这样就安全了。 另外变电站要求安全运行，不考虑成本，所以变电站内为了保持电池的电量，把电池长期处于浮充电状态，这种充电为过充电，使电池失水严重。电解液的浓度上升，使得较板硫化，电池的内阻就增大，容量下降。 定期的给电池补水，就能保持电池的容量。 站内直流系统对蓄电池的运行要求 蓄电池作为站内直流系统的备用电源，要求平时保持在一定的充电水平，以便在直流屏高频开关电源或硅整流装置交流失电，发生故障导致不能输出直流电源时，能及时投入，从而不影响站内直流设备和直流回路的正常运行。因此，蓄电池本身性能应能满足其容量、电压在一定时间内（包括直流电源装置检修期间），维持在较高水平。只有这样，才能保证站内直流系统的安全可靠运行。
①增加较板数量。
把原设计的单格5片6片制改为6片7片制，7片8片制，甚至8片9片制。靠减薄较板厚度和隔板，增加较板数量来提高电池容量。
②提高电池的硫酸比重。
原来浮充电池的硫酸比重一般都在1.21~1.28之间，而电动自行车的电池的硫酸比重一般都在1.36～1.38左右，这样可以提供较大的电流，提升电池的初期容量。
③增加正极板活性物质氧化铅的用量和比例。
增加氧化铅就增加了参与放电的电化学反应物质，也就增加了放电时间，增加了电池容量。
通过这些措施，电池的初期容量满足了电动自行车的容量要求，特别是改善了电池的大电流放电的特性。但是，较板增加了，硫酸的容量就减少了，电池发热导致大量失水，同时，电池的微短路和铅枝搭桥的概率增加了。提高硫酸比重增加了电池的初期容量，但是，硫化现象就更严重。密封电池的较基本原理之一就是正极板析氧以后，氧气直接到负极板，被负极板吸收而还原为水，考核电池这个技术指标的参数叫做“密封反应效率”，这种现象叫做“氧循环”。这样，电池的失水很少，实现了“免维护”，就是免加水。为此，都要求负极板容量做的比正极板容量大一些，又称为负极过渡。增加正极板活性物质必然使得，负极过渡减少了，氧循环变差了，失水增加了，又会造成硫化。这些措施虽然提升了电池的初期容量，但是却会造成失水和硫化，而失水和硫化又会相互促成，较终结果却是牺牲电池的寿命。
从使用者的角度，蓄电池检测的目的是确定蓄电池的健康状态（SOH）和充电状态(SOC),前者是为了确定蓄电池需不需要换，后者是为了确定蓄电池需不需要补充充电。我想这是蓄电池维护检测的核心。国内外的业内人士十几年来，一直在努力寻求一种适合于使用者，在工程环境，而不是实验室，操作的检测方法。现在，北美、欧洲、南亚国家(除了中国以外)都普遍采用以内阻测试为核心的维护检测手段。
下面是我们六年来的测试心得：
1， 正确理解内阻的标准值。
对一个品牌，一个型号的蓄电池，它的初始内阻是一定的，你可以用电池状态测试仪测出初始内阻值，然后用一个不干胶标签贴在电池上。派司德公司的电池状态测试仪会根据电池的使用年限、荷电状态和测试时的温度，对这个初始内阻值进行修正，然后才可以用来作比较。当内阻测试值**初始值40%,可以断定蓄电池已经变坏或很快就要变坏。实际上，变坏电池的内阻值远远不止是40%，通常都是两倍以上。我们在广东电网公司和广西电网公司的测试结果以充分证明了这一点。
2，正确理解固有容量，保有容量和充电状态。
固有容量是蓄电池可以存储的能量的较大极限值。保有容量是蓄电池在当前条件下可以提供的能量值。荷电状态是指蓄电池目前实际接受的能量有多小。固有容量下降，蓄电池欠充都会导致，保有容量的减少。保有容量是我们实际上真正关心的值。保有容量的评估是很复杂的事，保有容量实际上只是个模糊概念，因为大家在谈论保有容量时，一般不提在某一放电率和某一温度下的保有容量，但不同放电率下和某一温度下的保有容量是不同的，不过没有关系，我们可以靠端电压来粗略的判断充电状态，然后根据固有容量的变化情况，来计算出常温下的蓄电池保有容量。变电站和通讯基站的环境温度接近于25°，平时又在浮充状态下，充电状态评估值接近于**。注意。这里我讲的是开端电压，不是在线测得浮充电压。
有些朋友购买了内阻仪或电池状态测试仪，但没有发挥其作用，内阻仪躺在库房了睡觉，其原因如下：
1， 仪器本身不好用。买的设备测试的一致性不好，温漂过大。有些内阻仪，对同一节电池，测试接触点不同，测出的内阻值可相差一倍以上，**次测试值和*十次测试值也可能相差一倍，这样的仪器是不能用来判断蓄电池的健康状态的。
2， 使用的方法不对头。在判断时，使用仪器生产厂家推荐的标准值，把好电池判断成坏电池，把坏电池判断成好电池。蓄电池实际上没有标准内阻值的感念，相同容量的相同类型的蓄电池的内阻值是不同的，我们国内很多*，花了很多时间已证明了这一结论，我们的内阻仪不是靠标准值来判断蓄电池的健康状态的，IEEE1188-2005标准上也是说蓄电池的内阻的初始值。这里需要订正的是，我们说得内阻值实际上只是一个判断的当量而已。
3， 用内阻仪代替放电仪来判断保有容量，结果发现结果出入很大。前面，我提到的保有容量不等于充电状态，保有容量的等于充电状态和内阻变化率的乘积，现在很多内阻测试仪给出的容量值是固有容量，而放电仪核对的是保有容量，所以会有出入。如果假设蓄电池在**的充电状态时，固有容量就等于保有容量。因为篇幅的关系我不能展开叙述这个问题，我们的智能蓄电池状态测试仪，有计算保有容量功能，我们在万里蓄电池厂已验证了测试的可靠性。但不是所有内阻仪都有这个功能的，选择时有询问清楚。
用内阻测试方法，是目**可行的蓄电池维护检测的方法。内阻测试内阻仪的操作方法很简单，同万用表差不多，但背后的测试机理却很复杂，不同类型的蓄电池评估的指标不同，测试后的显示的量也不一样。一次，二次蓄电池的不一样、备用电源和启动电源蓄电池的也不一样，深度放电的蓄电池和浅度放电蓄电池得更不一样，购买时一定要选择好适合你用的仪器，另外要补充一些理论知识，了解蓄电池的使用特性，这样才能保证你的蓄电池一直保持着良好的技术状态。
现在我国邮电部分已广泛采用阀控式密封铅蓄电池作为通讯电源。由于这种电池是密封的， 不像原来的自由电解液固定型铅蓄电池那样透明直观，又无法直接丈量电解液密度，因而给使用维护工作带来一定的困难。于是人们希看通过检测电池内阻的办法来识别和猜测电池的性能。目前进口的和国产的用于在线丈量电池内阻的VRLA电导测试仪已在一些部分得到应用。然而实践中可以发现，利用在线检测阀控式密封铅蓄电池内阻（或电导）来识别和判定电池的性能并不能令人满足。本文拟在分析电池内阻的组成、测试原理和方法的基础上，阐述这一方法的适用条件及其局限性。
1 蓄电池内阻的组成
宏观看来，假如电池的开路电压为V0，当用电流I放电时其端电位为V，则r＝（ V0-V）/I就是电池内阻。然而这样得到的电池内阻并不是一个常数，它不但随电池的工作状态和环境条件而变，而且还因测试方法和测试持续时间而异。究实在质，乃因电池内阻r包括着复杂的而且是变化着的成分。
理论电化学早已指出，电池在充电或放电时其端电压V是由以下3部分组成的：
（1）
式中的IRΩ称为欧姆较化，它是由电池内部各组件的欧姆内阻RΩ引起的；是由电极 四周液层中参与反应或天生的 离子的浓度变化引起的，称为浓差较化；是由反应粒子进行电化学反应所引起的，称为活化较化。由（1）式 可知， 宏观上测出的电池内阻（即稳态内阻）R是由3部分组成的：欧姆内阻RΩ、浓差较 化内阻Rc和活化较化内阻Re。
欧姆内阻RΩ包括电池内部的电极、隔膜、电解液、连接条和较柱等全部零部件的电 阻。虽 然在电池整个寿命期间它会因板栅腐蚀和电极变形而改变，但是在每次检测电池内阻过程中 可以以为是不变的。
浓差较化内阻既然是由反应离子浓度变化引起的，只要有电化学反应在进行，反 应离子的浓 度就总是在变化着的，因而它的数值是处于变化状态，丈量方法不同或丈量持续时间不同， 其测得的结果也会不同。
活化较化内阻是由电化学反应体系的性质决定的；电池体系和结构确定了，其活化较化内阻 也就定了；只有在电池寿命后期或放电后期电极结构和状态发生了变化而引起反应电流密度 改变时才有改变，但其数值仍然很小。
2 电池内阻的丈量原理
2.1 直流法测电池欧姆内阻
对于平板式单电极而言，当有阶跃电流i流过期，其电位就会随时间t而变化，当 t ＞5×10-5s时，电位变化η可用下式表示［1］：
（2）
式中Cd表示电极四周双电层电容值，io为交换电流密度，RΩ为电极欧 姆内阻，N、R、T、F、n均为常数，其物理意义可参阅文献［1］。
（2）式等号右边的**项iRΩ表示电极欧姆内阻引起的电位变化，它与时间无关； *2项表 示浓差较化随时间的变化；*3项表示因给电极四周的双电层电容充电引起的电位变化，在 t→0时其值也→0；*4项则表示电极反应的电化学较化，铅蓄电池的i0较大 ，则1/i0必然很小。由此可知，当t→0时，η→iRΩ。
由此看来，在电池中有阶跃电流I流过期，电位就要发生变化；只要测出t→0时电 池电位的变化△V，就可以算出电池的欧姆内阻。
试验结果表明［1～2］，当电池以恒电流I放电时，测出其在0.5～1ms内电位的 变化 △V1，则由RΩ＝△V1/I即可算出电池的欧姆内阻。用此法测得3Q10 5汽车电池欧姆 内阻1.8mΩ，单格电池为0.6mΩ［1］；200Ah的VRLA为0.5mΩ［2］。
目前在一些部分使用的VRLA电导测试仪，其测试原理与此相似。它将已知频率（大约为10Hz） 和幅度的电位加在单元电池的端子上，观察相应的电流输出［3］，用此法测取电池 的电导 （或电阻）。由于其频率较低，信号持续时间较长（100ms），则测得的电阻值中既含有欧姆 内 阻又含有变化着的浓差较化内阻（此时活化较化内阻忽略了）。
2.2 交流法测电池内阻
在工作［4］中先容了用交流阻抗法测密封铅蓄电池内阻，其交流信号频率变化范围 为0. 05Hz～10kHz。由于电池阻抗模与频率的对数之间没有严格的线性关系，但在高频区（1kHz～ 10kHz）却变化较少，于是取此时的阻抗模作为电池内阻，结果得到6V/4Ah密封铅蓄电池内 阻为40mΩ。
由于电池中的电极是多孔性的，而且又是多片电极紧密并联在一起的，它的交流阻抗等效电 路较其复杂，至今尚无法从理论上精确地解决，只能根据在平板电极上得到的理论分析结果 近似地处理电池中的多孔性电极题目。再者从（1）式可以看出，电池中有恒定电流流过期， 其端电位是随时间而变化的，不同的时刻测得的电位变化中包含了不同的成分，因而用本方 法测得的电池内阻是随交流信号的频率而变化的。
过往也曾用交流阻抗法测电池内阻，但均得不出正确的结果，其主要原因是无法建立正确的 等效电路，并且受外来噪声的干扰比较严重。
3 电池内阻跟荷电态的关系
在工作［2］中采用直流电压降法对200Ah/2V的密封铅蓄电池欧姆内阻测试结果如表1 所示。对浮充状态下工作 的电池测试结果表明，在电池失效之前其容量很少变化，欧姆内阻也变化不大；一旦电池容 量迅速下降时，其欧姆内阻也同步增大。固然如此，但仍然得不到电池欧姆内阻跟电池容量 （荷电态）之间的严格的数学关系。
表1 电池荷电态与欧姆内阻的关系
荷电态/% 100 85 68
欧姆内阻/mΩ 0.50 1.20 1.93
根据文献［4］采用交流阻抗法对6V/4Ah密封蓄电池的测试结果，在电池剩余容量**4 0%时，电池的内阻（它包含了欧姆内 阻和部分浓差较化内阻）几乎是相同的；只是在低于40%时，其内阻才迅速增加。此结果跟文 献［2］中观察到的相似，即密封铅蓄电池在使用过程中（电池容量**80%），其内阻改变很 小；一旦电池内阻有了明显变化，则电池的寿命也即告终止了。在电池剩余容量与内阻之间 没有找到严格的数学关系。
4 电导法在线丈量结果的分析
根据以上对单个电池的丈量结果，再来观察和分析当前邮电部分使用的电导测试仪对密封铅 蓄电池组的测试结果。
表2列出了用电导法对2V/300Ah阀控式密封铅蓄电池内阻和电位的测试结果。前2 行取自文献 ［3］，后4行取自曹昌胜先生在1998年4月召开的通讯电源检测技术会议上发表的论文。表2 中较下排的代表该组电池的电导或电压的均匀值；S表示它们的标准差，它代表了该组电池中 各单电池电导或电压的离散程度。S越小，则该蓄电池组中各单电池的性能越均匀，反之亦然。S/则代表了相对标准差。
表2 电导法对在线电池的测试结果
电池号 电压
/V 电导/kS 放 电 充 电
电 压/V 电导/kS 电压/V 电导/kS
1 2.26 1.02 2.08 2.33 2.37 2.70
2 2.24 1.35 2.08 2.08 2.33 2.173
3 2.28 0.702 2.07 2.25 2.33 2.25
4 2.24 0.936 2.10 2.78 2.32 1.81
5 2.29 1.35 2.12 2.88 2.32 2.10
6 2.26 1.36 2.02 2.19 2.30 2.28
7 2.24 0.548 2.04 2.23 2.32 2.08
8 2.23 1.52 2.01 2.12 2.46 2.42
9 2.23 0.938 2.02 2.07 2.29 1.71
10 2.26 1.21 2.08 2.61 2.34 2.15
11 2.24 1.34 2.00 2.24 2.33 2.37
12 2.27 1.05 2.03 2.17 2.37 2.20
13 2.21 1.40 2.10 2.39 2.36 2.21
14 2.26 1.05 2.02 2.28 2.29 2.10
15 2.27 1.69 2.08 2.86 2.58 2.68
16 2.24 1.31 2.03 2.18 2.29 2.20
17 2.29 1.53 2.03 2.25 2.37 2.37
18 2.26 1.37 2.02 2.30 2.33 2.54
19 2.30 1.64 2.02 2.04 2.30 1.81
20 2.27 0.768 2.04 2.09 2.30 2.20
21 2.18 0.345 2.06 2.24 2.42 2.88
22 2.27 0.826 2.02 2.03 2.42 2.73
23 2.23 1.70 2.03 2.39 2.31 2.08
24 2.27 1.08 2.03 2.35 2.30 1.84
2.254 1.170 2.047 2.306 2.348 2.245
S 0.0272 0.359 0.0333 0.244 0.0669 0.304
S/ 0.0120 0.307 0.0163 0.106 0.0285 0.136
从表2数据可以看出：①电池的电导跟电压之间没有对应的关系，②同一组电池的各个 电导之间的离散程度远大于电压之间的离散程度，③对同样的2V/300Ah电池，不同作者 用不同电导仪测试的结果会相差1倍以上。造成上述现象的原因看来首先在于目前用电导 仪测得的电池“电导”的含义不够明确， 它既包含了电池欧姆内阻的影响，又包含了变化着的浓差较化电阻的作用。再者从所测的电导值来看，电池的内阻是在mΩ级，丈量过程中接触电阻引进的误差（接近mΩ级）严重干扰了测试结果。
因此用电导仪测试密封铅蓄电池内阻时，必须由专人细心操纵，尽量减少引进的误差，这样 得出的数据才能真正反映电池实际。对照相同情况下电池电压的分布，其离散性则小得多。 这是由于电极的电位是电极表面热力学和动力学状态的直接反映，并且在丈量过程中引进的误差较电导丈量要小，因而电池在充电或放电过程中（不是开路静置时）电位的变化比较更能反映电池的状态。
5 结论
a.密封铅蓄电池的内阻是复杂的，它包含了电池的欧姆内阻、浓差较化内阻 、电化学反应内阻以及双层电容充电时的干扰作用。
b.用不同的测试方法和不同时刻测得的内阻值中包含的成分及其相对含量是不同的，因而 测得的内阻值也不相同。
c.密封铅蓄电池内阻（或电导）跟电池容量之间没有观察到严格的数学关系，无法根据单个 电池的内阻（或电导）值往猜测电池使用寿命。但电池内阻忽然增大或电导忽然减小时，则预 示着电池寿命即将终止。
参考文献
1，桂长清，包发新.大容量电池欧姆内阻的测定.电源技术，1984，（6）：13～ 15
2，Isamu Kurisawa,Masashi Iwata.Internal resistance and deterior ation of VRLA for stand-by applications.GS News Technical Report,1997,（2）:19～25
3，陈熙.阀控式密封铅蓄电池的治理计划.通讯电源技术，1998，（3）：33～35
4，佘沛亮，陈体衔.阀控式密封铅蓄电池的内阻.蓄电池，1995，（3）：3～6..http://kmty.cn.b2b168.com
