VRLA蓄電池活化處理方法探討

李寧，鄒宇

(湖南省電網建設公司，湖南衡陽 421002）

VRLA蓄電池活化處理方法探討

李寧，鄒宇

(湖南省電網建設公司，湖南衡陽 421002）

蓄電池過一定時間后，使用容量會逐漸降低直至失效。對于落后電池通常采用活化方式來提高單個電池容量，但目前活化方式效果不理想。本文通過活化試驗，提出一種初期大電流充放電的新活化方式，能夠提高活化效率，同時介紹了活化過程的注意事項，并對活化設備的選用提出新的要求。

電池;活化;內阻;充放電

蓄電池是電力電源系統中直流供電系統的重要組成部分，它與直流充電設備并聯在一起作為直流供電電源，在交流或充電機出現故障時成為直流電源可靠供給的最后保障。因此，蓄電池的穩定性和在放電過程中可提供給負載的實際容量對確保電力設備的安全運行具有十分重要的意義。閥控密封鉛酸蓄電池 (簡稱“VRLA電池”)具有體積小、防爆、電壓穩定、無污染、重量輕、放電性能高、維護量小等優點，目前已被廣泛地應用于電力、航空航天、通信、郵電、交通、船舶、應急照明等諸多領域。然而蓄電池經過一定時間的使用后，常因活性物質脫落、板柵腐蝕或極板變形、硫化等因素，使容量逐漸降低直至失效。與普通鉛酸蓄電池相比，VRLA電池采用了全密封結構，如果不及時對故障電池和落后電池進行處理，將會產生電池短路或開路，有可能釀成重大事故。

1 落后VRLA電池處理方法

蓄電池在運行過程中會出現個別電池容量偏低與失效的問題，常用的方法是更換同一廠家、同一型號和同一批次蓄電池，否則會因內阻不匹配而使整組蓄電池不能正常使用。但由于電池廠家不能提供合適的電池進行更換，因此有些供電部門靠增加蓄電池數量來解決這個問題，即將現在的103節電池增加到108節，同時在充電屏增加降壓裝置，整組電池中有5個作為備用，如個別電池出現問題，則直接退掉，這樣增加了設備投資成本和維護成本，因此有必要引入蓄電池活化的維護方法。

蓄電池活化有2鐘方式:整組活化和單個活化。整組活化就是充電機定期對整組電池進行大電流均充電，以補充蓄電池日常損失的容量，同時通過大電流充電活化極板的活性物質，避免出現落后電池，這種活化方式對于個別效果不佳的電池活化起不了作用;單電池活化是通過在線或離線方式對電池進行來回大電流的充放電，以充分激活蓄電池內部物質，增加電池容量。

2 目前電池活化存在的問題

根據相關規程的要求，電池活化首先是以0.1C10電流放電，再用0.1C10電流進行恒流充電，當電壓上升到均充電壓 (2.35V)時轉恒充電，當充電電流減少到0.01C10電流時開始充電倒記時，結束后轉浮充，然后再進入下一個循環。如艾家沖變85號蓄電池容量為60%，內阻為496 μΩ，采用2V單體活化儀按上述程序進行活化，該儀器最大充放電電流為50A，放電程序結束后自動轉為充電程序，充電18 h后發現仍處于均衡充電狀態，充電電流7.8A，用手觸碰電池外殼能明顯感覺到發熱，為典型的電池熱失控，隨后進行了第2次活化循環，但電池容量絲毫沒有得到提升，同樣出現了熱失控，由于其充電電流無法降至0.01C10，所以該電池也無法轉入浮充狀態。這種活化方式效率低，活化效果不理想，經活化后的蓄電池不容易恢復容量。因此，需要尋找一種新的活化方式，來解決活化不理想的問題。

3 電池活化試驗分析

從崗市、王家坪、艾家沖等變電站取回4個蓄電池 (其中85號蓄電池為上敘活化過程中出現熱失控的電池)進行活化試驗。第1個階段以0.2C10電流對蓄電池充電，電池經過恒流充電—恒壓充電—浮充，整個過程約15 h;第2個階段以0.2C10電流對蓄電池放電，達到1.8V的截止電壓時停止放電;第3階段 (放電截止后)向電池添加專業電池活化液;第4階段以0.1C10電流進行第2個活化循環。第2個活化循環結束，測量蓄電池容量數據比活化前有明顯提高，艾家沖變的85號電池已無熱失控現象并已自動轉入浮充電狀態，詳見表1。

表1 蓄電池容量試驗情況

在試驗過程中也對蓄電池內阻做了測試，發現電池內阻超過基準值2倍以上的活化效果差，29號與94號電池活化前內阻值為1 390 μΩ和1 173 μΩ，而對應新電池的基準值在300 μΩ 和500 μΩ左右。85號與73號電池的阻值分別為496 μΩ與402 μΩ，而基準值應該在400 μΩ左右，初始內阻值超出基準內阻值在1倍之內的蓄電池活化效果明顯。內阻測試試驗數據見表2。

表2 蓄電池內阻測試情況 μΩ

通過上面的試驗結果可以看出，如果能及時發現容量在50%及以上且初始內阻值超出基準值在1倍以內的蓄電池，是能夠采用專業的活化儀與活化液來進行活化的，而且可使其容量達到80%以上，同時，電池活化初期即第1階段采用大電流充放電，能起到較好的活化效果，更快地提高電池容量。

4 電池活化中應注意的問題

(1)放電方式。放電必須是調阻式的直流恒流放電，電流可以在0.2C10～0.5C10之間。之所以強調直流恒流，是由活化的目的而定的。所謂活化，就時要讓極板上的活性物質去掉惰性，沖破硫化層，恢復活性。放電時就要求活性物質單向并保持同樣流動強度運動。電流要單向，電流值就要恒定，才能達到活化的效果。然而市面很多活化儀，為節省制作成本，雖然注明可適應很寬的電壓范圍(經常會標稱0～48V)，但都不是直流恒流，而是脈沖放電，僅僅是均值恒流，不能做到放電時使活性物質單向并保持同樣流動強度運動，電流只要瞬間停頓，活性物質就會往相反方向運動，因此達不到活化的要求。

(2)充電方式。充電時要求前段限流，后段恒壓，充電電流 (電壓)要求最好是直流，波紋越小越好，這是為了保障充電過程中，使活性物質作單方向運動。有波紋必然帶來回流，波紋越大，回流越大，活化效果越差。市面上很多活化儀所配之充電器較為簡陋，加之電壓調節范圍過大，其波紋也就相應很大，電壓與電流不甚穩定，活化效果微弱，甚至會損壞電池。

(3)充放電過程中的電流。對長期未作深度放電維護的電池，第1個循環宜采用大電流(0.2C10以上)先放后充;對使用幾年的弱電池，應先小電流 (0.1C10以下)充電，再小電流放電，逐漸加大電流，作3～5個以上循環，這樣活化成功的幾率會大很多。

5 結束語

根據活化試驗提出了一種VALV蓄電池活化處理的新方法，通過活化初期大電流充放電和增加活化液等來提高蓄電池活化的容量，試驗證明效果良好，值得推廣應用。同時通過測量電池內阻值能夠迅速判斷電池能否恢復容量，減少不必要的維護工作。在活化過程中應選擇符合要求的活化設備，杜絕偽劣設備對蓄電池的影響。

TM621.8

B

1008-0198(2011)04-0061-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2011.04.020

2010-07-29 改回日期:2011-04-12