1.铅酸蓄电池失效模式
  
  常见的失效模式有电池失水、极板硫酸盐化、正极板腐蚀、热失控等几种。
  
  (1) 电池失水电池失水的原因主要有:电池密封不严,充电产生的氧会从电池壳体中逸出;浮充电压设置不当;正极板腐蚀消耗水分;自放电过程损失水分。
  
  (2) 负极板硫酸盐化电池负极的主要活性物质是海绵状铅,电池充电时,
  
  负极发生还原反应:
  
  PbSO4+2e=Pb+SO4¬¬¬¬²-
  
  正极发生氧化反应:
  
  PbSO4+2H2O=¬¬PbO2+4H++SO4¬¬¬¬²-+2e
  
  放电过程发生的化学反应是此反应的逆反应。正常情况下,负极板放电产生的硫酸铅颗粒较小,充电时很容易生出海绵状铅,但是如果电池经常处于充电不足或过放电状态,负极就会逐渐形成一种粗大坚硬的颗粒状硫酸铅,从而失去活性,不能再参与化学反应,这一现象称为活性物质的硫酸盐化。硫酸盐化使电池有效容量降低,久而久之会使电池失效。为防止这一现象应该对电池及时充电,且避免过放电。
  
  (3) 正极板腐蚀电池的浮充过程一方面可阻止电池的自放电,另一方面也存在腐蚀正极板的趋势,使栅板材料Pb氧化为PbO,腐蚀伴随着水的消耗,电解液浓度增高,加速正极板的腐蚀。
  
  (4) 热失控若电池工作环境温度过高,或充电设备电压失控,则电池充电电流和温度发生一种积累性的互增,直到热失控使电池壳体变形、膨胀,最终电池失效。
  
  2.蓄电池的充电方法
  
   蓄电池故障的原因有很多,有自身质量问题,也和电池充电有一定关系。目前蓄电池的充电方式主要有以下几种:
  
   恒流充电:恒流充电是一种比较简单的充电方式,但有较大的局限,充电电流过大会造成温度上升和电池寿命缩短,而过小又会延长充电时间。
  
   恒压充电:恒压充电控制简单,充电初始由于电池电压低,则充电电流大,会对电池造成损害。后期电流迅速减小,这种充电方式也会造成温度上升和电池寿命缩短,且无法充分利用充电器的容量。
  
   恒压限流充电:实际上是恒压充电与恒流充电的结合,开始阶段为避免电流过大就采用恒流充电法。当电压达到预定值时,进入恒压充电方式。这是大多数厂商推荐和使用的充电方式,节省电能,降低蓄电池的温升,配合上温度补偿等就可以使电池在这套充电系统下良好的工作。
  
  3.蓄电池的充电管理
  
   我们了解了各种充电方法,其中恒压限流是最符合电池特性的充电方法。电池未满时,设置较高的电压以激活电池,称为均充,充满后,电流变小,继续充电补足自放电,称为浮充,浮充电压低于均充电压。
  
   长期均充容易造成电池过充膨胀,工作中常有客户会提出关闭UPS均充功能的需求。我们不建议这样操作,只浮充不均充会使电池欠充,个别电池落后,进而影响整组电池。均充、浮充电压根据具体电池的不同而不同,在25℃时,某品牌的蓄电池单体均充电压2.35V,浮充电压2.25V,充电电流不超过25A。进行均充时,要随时监测电流,当电流降到0.006C且保持3小时不变时,即表示电池充满可进入浮充,一般UPS都配置自动均浮充转换电路。
  
   为了维护电池性能,当有以下情况时,必须对电池进行均充:
  
  ① 单体电池浮充电压低于2.18V;
  
  ② 新电池安装调试后需进行12小时的均充;
  
  ③ 电池放出5%以上的额定容量;
  
  ④ 电池搁置不用超过三个月;
  
  ⑤ 全浮充运行六个月以上;
  
  为了减小温度对电池寿命的影响,必须对温度进行补偿。在均充时,单体电
  
  池充电电压补偿值为-5mV/℃,浮充时,单体电池充电电压补偿值为-3.5mV/℃。
  
  总结: 本文对电池故障和充电原理的介绍,旨在说明两者的关联性,希望读者逐步加深对UPS充电部分的理解和重视,从中有所收获。
  

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