保证耐普蓄电池使用寿命的两大关键

　　很多用户在使用耐普蓄电池的过程中，仅仅顾着如何使用，却忽略了电池的保养，殊不知，定期检查、重新浮充是实现耐普蓄电池的寿命最大化的两大关键环节。

　　定期检查

　　定期检查各单元电池的端电压和内阻。对12V单元电池来说，在检查中如果发现各单元电池间的端电压差超过0.4V以上或 电他的内阻超过80mΩ以上时，应该对各单元电池进行均衡充电，以恢复耐普蓄电池的内阻和消除各单元电池之间的端电压不平衡。均衡充电时充电电压取 13.5～13.8V即可。经过良好均衡充电处理的电池绝大多数都可将其内阻恢复到30mΩ以下。

　　UPS电源在运行过程中，由于各单元耐普蓄电池特性随时间变化而产生的上述不均衡性是不可能再依靠UPS电源内部的充电回路来消除的，所以对这种特性已发生明显不均衡性的电池组，若不及时采取脱机均充处理的话，其不均衡度就会越来越严重。

　　重新浮充

　　UPS电源停机10天以上，在重新开机之前，应在不加负载的条件下启动UPS电源以利用机内的充电回路重新对蓄电池浮充10～12h以上再带载运行。

　　UPS电源长期处于浮充状态而没有放电过程，相当于处在“储存待用”状态。如果这种状态持续的时间过长，造成蓄电池因“储存过久”而失效报废，它主要表现为耐普蓄电池内阻增大，严重时内阻可达几Ω。

　　我们发现:在室温20℃下，存储1个月后，耐普蓄电池可供使用的容量为其额定值的97%左右，如果储存6个月不用，它的可使用容量变为额定容量的80%。如果储存温度升高，它的可使用容量还会降低。

　　蓄电池在日常中应该怎么样正确使用呢

　　如果使用UPS蓄电池，密封胶体蓄电池的循环使用寿命可达300次以上，浮充使用寿命为3-5年。但不当的使用，如过放电，过充电，短路，或长期不用等，都会导致电池早衰。其表现为电池容量下降，内阻增大，充电时很快"满",放电一下就没了。更有甚者连电也充不进去，仅有几毫安的充电电流。

　　(耐普)UPS蓄电池保持适当的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20℃~25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是阀控式密封铅酸蓄电池，设计寿命普遍是5年，这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求，其寿命的长短就有很大的差异。另外，环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。蓄电池销售中心。

　　UPS蓄电池的使命就是在电池领域实现客户的梦想，并依靠点点滴滴、锲而不舍的艰苦追求成为国际一流企业。面对新的机遇和挑战，的工作着将一如既往、恪守承诺、坚韧不拔、勇往直前，以振兴民族工业为理想，以产业报国为己任，以回馈社会为光荣。

　　VRLA蓄电池在光伏系统的应用

　　在中国的北方、西北等地问题尤为突出，迫切需要有适合当地区使用的稳定可靠的电力系统。现在常用的单独供电系统有发电机组、太阳能系统、风力发电系统、风光互补系统。

　　发电机组，以一次能源作为动力源推动内燃机，内燃机传动发电机，发电机做磁力线切割运动产生电能。而一次能源资源越来越稀少，价格越来越高，并且严重影响自然环境。

　　太阳能系统、风力发电系统、风光互补系统，以自然界取之不尽用之不完的光能、风能作为能量源，通过一定装换装置转化为可以使用的电能，此能源自然、环保，充分体现了节能、环保、爱地球的理念。而此类电源能够持续供电的能力需要储能设备提供保障，目前主要使用的储能设备有镉镍电池、VRLA蓄电池。但由于成本，原材料缺乏等原因，镉镍电池逐步被VRLA蓄电池取代。下面以光伏系统为例介绍一下VRLA蓄电池在光伏系统的应用。

　　光伏系统介绍

　　一．光伏系统的工作原理

　　在光照条件好的情况下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。一部分供给电力系统使用，一部分通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将光能转换而来的电能储存起来。在光照条件达不到要求时，蓄电池组再通过逆变器提供电力系统所需的电力。

　　二．光伏系统的组成

　　光伏系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器等设备组成。其各部分设备的作用是:

　　（1）太阳能电池方阵:在有光照情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生"光生电压"，这就是"光生伏打效应"。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。

　　（2）蓄电池组:其作用是储存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。

　　（3）控制器:自动控制电力的选择，在市电、太阳能电、蓄电池电之间选择，对蓄电池充电。

　　（4）逆变器:是将直流电转换成交流电的设备。

　　光伏系统对蓄电池性能要求分析

　　一．光伏发电系统用蓄电池的工作条件

　　在光伏电站使用环境中，光照条件好时（白天），太阳能电池组件接收太阳光，输出电能，一部分直流和交流负载工作，另一部分供给蓄电池充电；光照条件不好时（夜晚或阴雨天），太阳能电池组件无法工作，蓄电池组供电，供给直流或交流负载，蓄电池是处于循环状态，所以，在这种使用环境下，蓄电池的寿命为循环寿命。

　　应用于光伏系统中的蓄电池的工作条件和蓄电池应用在其它场合的工作条件不同。其主要区别可以概括为以下几点:

　　（1）充电率非常小,由于成本，位置空间等问题，太阳电池投入数量会受到很大的限制，为了保证电力系统的正常使用，往往提供给蓄电池的充电电力变得十分有限，平均充电电流一般为0.05C10～0.1C10,很少达到0.1C10A。

　　（2）放电率非常小,太能系统设计时需要考虑到最大负载容量，最长后备时间，配置的蓄电池容量较大，而实际使用过程中负载相对设计负载小得多，蓄电池放电率通常为C20～C240,或者更小。

　　（3）由于受到自然资源的限制,蓄电池有在有日照时才能充电:即充电时间受到限制。

　　（4）不能按给定的充电规律对蓄电池进行充电。

　　二．光伏发电系统对VRLA蓄电池的性能要求

　　光伏发电系统中的蓄电池频繁处于充电—放电的反复续循环中，由于日照的不稳定性，过充电和深放电的不利情况时有发生，加之光伏发电系统大部分在西部地区使用，海拔都在2500M以上。因此，对光伏发电系统中的蓄电池有如下要求:

　　（1）具有深循环放电性能，充放电循环寿命长；

　　（2）耐过充电能力强；

　　（3）过放电后容量恢复能力强；

　　（4）良好的充电接受能力；

　　（5）电池在静态环境中使用时，电解液不易分层；

　　（6）具有免维护或少维护的性能；

　　（7）应具备良好的高、低温充放电特性；

　　（8）能适应高海拔（海拔都在2500M以上）地区的使用环境；

　　（9）蓄电池组中各蓄电池一致性良好。

　　三．影响光伏发电系统用储能VRLA蓄电池寿命的因素

　　（1）正极活性物质软化脱落

　　VRLA蓄电池在循环使用条件下,电池的失效主要是由正极活性物质(ＰＡＭ)的软化、脱落所致。

　　铅酸电池循环过程中,正、负极活性物质经历了可逆的溶解再沉积过程,改变了多孔二氧化铅电极的结构。尤其对二氧化铅电极,可能会引起表观体积的增加,改变颗粒和孔尺寸的分布，多孔二氧化铅结构中颗粒之间的机械结合性能和导电性能降低，随着循环的继续,这种情况还会进一步的恶化,结果使得该区域的活性物质软化和脱落。

　　（2）放电电流对蓄电池寿命影响

　　在光伏系统中,蓄电池的放电电流非常小。在小电流条件下形成的PbSO4比大电流条件下形成的PbSO4转化困难得多。这是因为在小电流条件下形成的PbSO4结晶颗粒要比大电流条件下形成的PbSO4结晶颗粒粗大，粗大的PbSO4结晶颗粒减少了PbSO4的有效面积,这样在再充时加速了极板极化,导致PbSO4转化困难，随着循环的继续,这种情况还会更加加剧,结果使得极板充不进电，最后导致蓄电池寿命终止。

　　（3）深度放电后蓄电池容量恢复

　　在光伏系统中,蓄电池的放电率要比蓄电池应用在其它场合低,通常介于C20～C240，甚至更低。小电流下深度放电意味着极板上的活性物质将得到更充分的利用。在许多光伏系统中,通常不会发生深度放电,除非充电系统出现故障或者持续长时间的坏天气。在这种情况下,如果蓄电池得不到及时的再充电,硫化问题将更加严重,进一步导致容量损失。

　　（4）酸分层对蓄电池寿命影响

　　电解液分层现象是由于重力的作用在电池的充放电过程中产生的，即充电时正负极板表面都产生Ｈ2ＳＯ4,它的密度大,因重力的作用而下沉。在放电时,正负极板表面均消耗Ｈ2ＳＯ4,故表面液层密度小,低密度的电解液顺着极板间上升,而极群上部高密度的电解液则从极群侧面向下流,电解液流动的结果造成了上部密度低、下部密度高。分层现象的产生对蓄电池的使用寿命和容量均产生不利影响，加速了板栅的腐蚀和正极活物质的脱落,导致负极板硫酸盐化。

　　（5）电液密度对铅蓄电池寿命的影响

　　电解液的浓度不仅与蓄电池的容量有关，而且与正极板栅的腐蚀和负极活性物质硫酸盐化有关。过高的硫酸浓度加速了正极板栅的腐蚀和负极活性物质硫酸盐化，并导致失水加剧。

　　（6）板栅合金的影响

　　VRLA蓄电池，由于长期使用,正极板栅会在电解液的作用下逐步腐蚀并长大,板栅的长大使活物质和板栅的结合性降低,从而导致电池容量逐渐丧失。这种正极板栅的腐蚀和长大主要受板栅的合金组成、电解液密度以及板栅筋条形状等因素的影响。

　　在蓄电池充电过程中,板栅和活性物质的接口上形成非导电层,这些非导电层或低导电性层在板栅和ＰＡＭ界面引起了高的阻抗,导致充放电时发热和板栅附近ＰＡＭ膨胀,从而限制了电池的容量（即所谓的PCL效应）。

　　（7）极板的厚度的影响

　　极板的厚度应属于电池设计方面的问题，一般来说，较厚极板的循环寿命要长于较薄极板，而活性物质利用率相比之下要差一些。但有利于循环循环寿命的延长。

　　（8）装配压力的影响

　　装配压力对ＶＲＬＡ电池寿命有很大影响,ＡＧＭ隔板弹性差,组装时,极群不加压或压力过小,隔板和极板之间不能保持良好的接触,电池容量大大下降。

　　在循环过程中，活性物质的膨胀、疏松、脱落是电池寿命提前终结的原因之一，而采用较高的装配压力可以防止活性物质在深循环过程中的膨胀。若装配压力太低，还会导致隔板过早地与极板分离，引起电液传输困难，电池内阻迅速增大，容易导致蓄电池寿命终止。因此，采用较高的装配压力是电池具有长循环寿命的保证。

　　（9）温度的影响

　　高温对蓄电池失水干涸、热失控、正极板栅腐蚀和变形等都起到加速作用，低温会引起负极失效，温度波动会加速枝晶短等等，这些都将影响电池寿命。

　　在一定环境温度范围放电时，使用容量随温度升高而增加，随温度降低而减小。在环境温度10～45℃范围内，铅蓄电池容量随温度升高而增加，如阀控密封铅蓄电池在40℃下放电电量，比在25℃下放电的电量大10%左右，但是，超过一定温度范围，则相反，如在环境温度45～50℃条件下放电，则电池容量明显减小。低温（<5℃）时，电池容量随温度降低而减小，电解液温度降低时，其粘度增大，离子运动受到较大阻力，扩散能力降低；在低温下电解液的电阻也增大，电化学的反应阻力增加，结果导致蓄电池容量下降。其次低温还会导致负极活性物质利用率下降，影响蓄电池容量，如电池在-10℃环境温度环境温度下放电时，负极板容量仅达35%额定容量。

　　通常情况下，若在25℃条件下使用时，蓄电池的寿命为3年，那么30℃条件下使用时，就下降至2.5年；40℃时就下降至1.5年。即以25℃为基准，每升高10℃，其使用寿命缩短一半。

　　四．光伏系统用储能VRLA蓄电池的设计实践

　　根据光伏系统用蓄电池的工作条件以及对光伏系统用蓄电池性能的特殊要求，结合上述影响蓄电池寿命的因素，在原VRLA蓄电池的基础上进行了一系列的研究和技术改进，设计开发了光伏系统专用VRLA蓄电池。具体改进措施包含以下几方面: