舊蓄電池放電挑選與利用方法探討

庹德兵

【摘要】 基站電池組的劣化嚴重縮短了停電后的放電時間，很多情況是由于電池組里存在幾只落后電池導致供電時長的縮短，而其它電池性能依然良好，如果將整組電池報廢處理將造成極大的浪費。本文介紹舊電池的核對性放電挑選和重新利用的方法。

【關鍵詞】 閥控電池 放電 電流 電壓

一、引言

我們所維護的村村通、移動基站很多建設在野外，很多基站的電池組里存在落后電池，這樣導致停電后電池放電時間遠低于原設計值，更甚者電池組的放電時長不能滿足發電人員趕到基站。經過日常的測試分析，我們發現只要48v的電池組里存在3塊及以上的嚴重落后電池，那么整組電池將很快到達一次下電的門限，為保證網絡指標，一般會對電池組進行更新，但是一些早期劣化的電池組里還有大部分單體電池性能依然良好，整組報廢處理將造成資源浪費。

本文介紹舊電池的核對性放電挑選和重新利用的方法，在無資源更換時，提高基站停電后電池的供電時長。

二、蓄電池充放電原理

2.1 放電電流與容量的關系

基站所使用的閥控電池的容量是按照10小時率所標注的，如果放電的電流大于10小時率的放電電流，那么將不能放至100%額定容量，常用放電率的容量、放電電流和終止電壓關系如表1所述[1]。

基站一般使用的是300Ah至500Ah的電池，其在5小時率的放電電流與容量對應的關系如表2所述。

2.2 恒壓限流充電[2]

蓄電池放電后，應及時充電，現在廣泛采用的是恒壓限流充電，整流器以穩壓限流方式運行。

其恒壓值一般為均充電壓，YD/T799-2002中規定：“蓄電池均衡充電單體電壓為2.30～2.35v（25℃）”，不同廠家的蓄電池有很小的差別，一般定位單體2.35v（25℃），-48v電源系統的電池組均充電壓應為56.4v，并按照單體電池溫度補償系數（-3～-3.6）mv/℃來進行修正。

其限流值通常限制在0.2C10以下 ，由于蓄電池失去的電量應該得到及時補充，因此充電電流也不能太小，一般充電限流值取0.1C10。在電池組放電容量較深時，均充時間不能太短一般設置為12～18小時。

2.3 浮充充電[2]

當均充充電電流減小到預先設定的轉換電流時，轉換電流一般設置為0.01C10，充電電源就會自動改為浮充充電狀態，假如未達到轉換電流，當均充時間達到時，也會轉換為浮充充電狀態。

YD/T799-2002中規定“蓄電池浮充電單體電壓為2.20～2.27v（25℃）”。需要注意，這是指不同廠家生產的閥控鉛酸蓄電池允許進網的浮充電壓范圍，而不是一個蓄電池成品的浮充電壓允許的變化范圍。對于一種產品，閥控式蓄電池的浮充電壓在25℃條件下是一個確定值。溫度變化時，浮充電壓應進行溫度補償，單體電池按補償系數為（-3～-3.6）mv/℃來進行修正。

不同廠家的產品，規定的浮充電壓有所不同，每只為2.23～2.25v（25℃）較為多見，因此在-48v電源系統的電池組浮充電壓應為53.5～54.0v（25℃）。

2.4 蓄電池的壽命[2]

YD/T799-2002《通信用閥控式密封鉛酸蓄電池》中規定：在環境溫度不超過30℃的情況下，2v系列的蓄電池折合浮充壽命不低于8年。

當蓄電池的實際容量低于額定容量的80%時，視為蓄電池壽命終止。

三、放電挑選及利用

3.1 初步挑選

3.1.1 年限挑選

蓄電池是有壽命的，雖然設計的壽命長達15年，但是實際使用無法達到理想的使用環境，一般壽命不會超過8年。因此挑選舊電池時，應該選用不超過8年的電池，超過8年的電池一般沒必要進行挑選，除非急需幾塊同型號的電池來解燃眉之急。

3.1.2 外觀挑選

觀察電池外觀，對漏酸、外殼鼓脹和爬酸的電池直接做報廢處理，沒用再利用的價值。

3.1.3 電壓挑選

舊電池拆除以前一般在浮充狀態，應該在滿容量狀態，隨著存放時間的延長，電壓會有一定下降，測量單體電壓，如果電壓低于2.0v或者明顯低于其它同期電池，這樣的電池也無必要進行挑選，除非數量不夠時可以挑選幾只一同測試。

3.2 補充蒸餾水

舊電池經過多年的運行，大都伴隨的有失水現象，經過外觀和電壓挑選出來的電池可適量補充性質地加注蒸餾水，加注過程中，每加入50ml，關注蒸餾水吸收情況，以白色海綿體吸收變慢為止，防止加多。已使用4～5年的電池加注蒸餾水的經驗值（最大值）：300AH加240ml，400AH加注320ml，500AH加注400ml。

3.3 充電

容量放電前應進行均充，使電池電量充足。當均充轉浮充后，浮充電流應在0.01C10，并且連續穩定2～3小時不變，這表明電池已經充足。

3.3.1 串聯均充

一般將24只電池用連接條連接后，對電池進行均充，為保證均充效果，單體電壓應保持在2.35～2.40v（2v單體），對應一組電壓在56.4～57.6v，充電電流限流不超過0.2C10，這種方法在單體電池容量相差不大時使用。

3.3.2 并聯均充

將單體開路電壓不小于2.06v的電池，用單體充電器充電，根據單體充電器的容量，將多只并聯起來充電，單體充電器電壓調至2.40v，限流值根據實際情況調節。單體電壓小于2.0～2.06v的電池，如果需要使用，先用單體充電器充電后，再并聯均充。這種方法適合電池容量差異較大時使用，特別是從不同基站退役下來的同型號電池，為保證電池充足的一致性，第一次放電測試應使用這種方法。

3.4 初步放電測試

電池充足電后，將其串聯在一起，一般為24塊串聯為一組，放電負載最好選擇專門的放電測試儀表，可以精確的設置放電電流，沒有條件的可以采用負載電阻絲放電，放電電流只能按照接近設置了，同樣也能測試出電池性能。

3.4.1 放電電流與時間

放電電流的選擇以5小時率比較合適，放電的深度也沒必要達到100%核對測試，放電電流為0.17C10，這樣放電電流不算太大，放電3小時時間也不會很長，60%容量測試就可以基本掌握電池性能。

3.4.2 放電測試與終止

由于是舊電池，本來可以做報廢處理的，不怕電池過放導致損失，因此只采取3個小時為終止條件，不考慮單體電壓和整組電壓。用蓄電池放電綜合測試儀可方便的記錄下整個放電過程，利用分析軟件可以方便的分析出電池性能。當用負載電阻絲放電時，應每隔15分鐘記錄一次單體電壓值和放電電流值，在放電后期，由于落后電池會導致電流減小，總體的放電的時間要根據放電電流的變化適當延長。

在采用蓄電池綜合測試儀測試過程中，應考慮長連接條的壓降，在500Ah電池測試時會達到0.025v，應將該電壓加到對應的電池電壓中。

3.5 電池初步測試挑選

3.5.1 放電經驗值

根據多達1000多只電池的實際測試經驗，總結判斷標準如表3所述。

3.5.2 按照5小時率3小時放電挑選

根據終止時的電壓對電池進行歸類，并粘貼臨時標簽，記錄放電終止電壓，便于挑選電池。將5小時率3小時放電終止電壓低于1.80v的電池報廢；將終止電壓高于1.970v歸類為“優良”；將終止電壓在1.930-1.969v的歸類為“良好”；將終止電壓在1.80-1.929v的歸類為“一般”。在時間緊迫時可以將初步挑選的結果作為最終結果。

3.6 充電

放電測試結束后，應及時對電池進行均充，將測試完畢的電池不改變組別進行均充，必須保證將電池充滿。

3.7 充放電循環

為達到準確的測試結果，并激活一部分電池，可以將這種5小時率3小時放電和均充的過程多做幾次循環，實踐證明，這種充放電循環方式可有效激活一些性能變差的電池。

3.8 最終測試挑選

在時間允許的情況下，經過2至3次循環放電后，按照5小時率放電4小時做最終測試，這時測試的容量相當于額定容量的80%。

根據最后一次放電測試數據，將每塊電池的啟用年限、活化時間、電池活化時組號和編號、 5小時率4小時終止電壓值、活化方式主要數據打印成標簽，將標簽粘貼在電池上。充滿電后，將5小時率4小時終止電壓高于1.80v交付使用，將終止電壓高于1.940v歸類為“優良”；將終止電壓在1.900-1.939v的歸類為“良好”；將終止電壓在1.800-1.899v的歸類為“一般”。

3.9 組合利用

3.9.1 重新組合

將同型號的電池充足電后，按照最后一次測試的結果，按照分出的類別進行組合成一組24塊，如果同分類電池無法湊夠24只，可挑選終止電壓最接近的電池進行組合。

測試容量低于額定容量80%的電池，如果在放電3小時后不低于1.80v仍然可以做應急之需，不要盲目廢棄。

3.9.2 備件保存

對于無法組合成整組的電池，每兩月至少進行一次補充充電，當做備件來管理，一旦發現同型號的在用落后電池，在整組電池均充后將落后電池用備件替換下來。

四、結束語

按照文中所述方法，筆者在兩年多近60余組的舊電池測試挑選中，發現沒超過8年的電池大部分還是可以繼續使用的，在通過科學的細致的充放電循環和核對性放電測試后，可以準確的挑選出性能合格的電池。電池的組合再利用能夠有效提高電池使用年限，避免不必要的資源浪費。