美國(guó)海志ups閥控式12v鉛酸蓄電池的失效與維護(hù) 海志電池工作原理 閥控式密封鉛酸蓄電池的工作原理，基本上沿襲于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池，它的正極活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀鉛（Pb），電解液是稀硫酸（H2SO4），其電極反應(yīng)方程式如下：
正極：PbO2+H2SO4+2H++2e-←→ PbSO4+2H2O
負(fù)極：Pb+ H2SO4←→ PbSO4+2H++2e-
整個(gè)電池反應(yīng)方程式：
Pb+ PbO2+H2SO4←→ 2PbSO4+2H2O
普通的鉛酸蓄電池在充電過(guò)程中，正極析出氧氣，負(fù)極析出氫氣：
正極： H2O→1/2O2+2H++2e-
負(fù)極： 2H++2e-→H2
從上面反應(yīng)式可看出，充電過(guò)程中存在水分解反應(yīng)，當(dāng)正極充電到70％時(shí)，開(kāi)始析出氧氣，負(fù)極充電到90％時(shí)開(kāi)始析出氫氣，由于氫、氧氣的析出，如果反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不能重新復(fù)合利用，電池就會(huì)失水干涸。
閥控式密封鉛酸蓄電池在結(jié)構(gòu)、材料上作了重要的改進(jìn)，正極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金或低銻多元合金，負(fù)極板柵采用鉛鈣錫鋁四元合金，隔板采用超細(xì)玻璃纖維棉（AGM），并使用緊裝配和貧液設(shè)計(jì)，在電池的上蓋中設(shè)置了一個(gè)單向的安全閥。這種電池結(jié)構(gòu)，由于采用無(wú)銻的鉛鈣錫鋁四元合金，提高了負(fù)極析氫過(guò)電位，從而抑制氫氣的析出，同時(shí)，采用特制安全閥使電池保持一定的內(nèi)壓，采用超細(xì)玻璃纖維棉（AGM）隔板，利用陰極吸收技術(shù)，通過(guò)貧液式設(shè)計(jì)，在正負(fù)極之間、隔板之中預(yù)留氣體通道。因此在規(guī)定充電電壓下進(jìn)行充電時(shí)，正極析出的氧（O2）可通過(guò)隔板通道傳送到負(fù)極板表面，還原為水（H2O），
這是閥控式密封鉛蓄電池特有的內(nèi)部氧循環(huán)反應(yīng)機(jī)理，這種充電過(guò)程，電解液中的水幾乎不損失，使電池在使用過(guò)程中達(dá)到不需加水的目的。
當(dāng)今閥控式密封鉛酸蓄電池有兩類，即分別采用超細(xì)玻璃纖維棉（AGM）隔板和硅凝膠二種不同方式來(lái)“固定”硫酸電解液。它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的，但給正極析出的氧氣到達(dá)負(fù)極提供的通道是不同的。對(duì)AGM密封鉛酸蓄電池而言，AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液，但必須使10%的隔膜孔隙中不進(jìn)入電解液。正極生成的氧氣就是通過(guò)這部分孔隙到達(dá)負(fù)極而被負(fù)極吸收的。對(duì)膠體密封鉛酸蓄電池而言，電池內(nèi)的硅凝膠是以SiO2質(zhì)點(diǎn)作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后，骨架要進(jìn)一步收縮，使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負(fù)極板之間，給正極析出的氧氣提供了到達(dá)負(fù)極的通道。
由此看出，兩種電池的區(qū)別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達(dá)負(fù)極通道的方式有所不同，因而兩種電池的性能也各有千秋。本文主要討論AGM密封鉛酸蓄電池的性能特性。
蓄電池失效模式
閥控式密封鉛酸蓄電池由于具有體積小、重量輕、自放電小、壽命長(zhǎng)、節(jié)省投資、安裝簡(jiǎn)便、安全可靠、使用方便、少維護(hù)不溢酸霧、對(duì)環(huán)境無(wú)腐蝕、無(wú)污染等優(yōu)良特性，并可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守和微機(jī)集中監(jiān)控的現(xiàn)代化管理，因而在通信局站中被大量使用。但從使用情況來(lái)看，不少用戶不甚了解電池的使用要求，未能更新維護(hù)觀念，及時(shí)調(diào)整維護(hù)方法，致使電池較快失效。
2.1.1蓄電池早期失效
早期失效是指蓄電池組在使用過(guò)程中，只有數(shù)個(gè)月或1年時(shí)間，其中個(gè)別電池的性能急劇變差，容量低于額定值的80％。
2.1.2蓄電池早期失效原因
導(dǎo)致電池早期失效的根本原因是電池中正負(fù)極板與AGM隔板中電解液脫離接觸。這里有電池設(shè)計(jì)問(wèn)題，如極群組裝壓力和電解液量等。也存在以下將要討論的電池在使用過(guò)程中失水問(wèn)題。
海志蓄電池干涸失效
閥控式密封鉛酸蓄電池一旦處于“富液”狀態(tài)，會(huì)使隔板中O2的通道阻塞，氣體復(fù)合效率低，電池內(nèi)壓力增大，一部分O2來(lái)不及復(fù)合就從電池內(nèi)部溜出，導(dǎo)致失水。特別是在安全閥性能不良情況下，失水更加嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，電池會(huì)失水而干涸。
干涸失效原因
干涸失效是閥控式密封鉛酸蓄電池所特有的，從電池中排出氫氣、氧氣、水蒸汽、酸霧，都是電池失水的方式和干涸的原因。
失水的原因有四：
⑴氣體再化合的效率低；⑵從電池殼體中滲出水；⑶板柵腐蝕消耗水；⑷自放電損失水。
干涸的原因如下：
（1）浮充電壓過(guò)高：當(dāng)浮充電壓過(guò)高，氣體析出量增加，氣體再化合效率低，安全閥頻繁開(kāi)啟，失水多。（2）環(huán)境溫度升高：環(huán)境溫度升高，未及時(shí)調(diào)整浮充電壓，同樣產(chǎn)生失水過(guò)程。
熱失控失效模式
熱失控
由于充電電壓和電流控制不當(dāng)，在充電后期，會(huì)出現(xiàn)一種臨界狀態(tài)，即熱失控。此時(shí)，蓄電池的電流及溫度發(fā)生積累性的相互增強(qiáng)作用，使電池槽殼變形“鼓肚子”。
出現(xiàn)熱失控的原因
(1)氧復(fù)合反應(yīng)
2Pb +O2→2 PbO+Q1 Q1 =219.2kJ/mol
PbO+ H2SO4 →PbSO4+H2O+ Q2 Q2=172.8 kJ/mol
氧復(fù)合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，它將導(dǎo)致電池溫度升高，電池內(nèi)阻下降，如不及時(shí)下調(diào)浮充電壓就會(huì)使浮充電流加大，引起析氧量加大，復(fù)合反應(yīng)加劇。如此反復(fù)積累，將會(huì)導(dǎo)致電池出現(xiàn)熱失控。
(2)電池結(jié)構(gòu)緊湊
電池采用了貧液式緊裝配設(shè)計(jì)，隔板中必須保持10%的孔隙不準(zhǔn)電解液進(jìn)入，因而電池內(nèi)部的導(dǎo)熱性差，熱容量小。
(3)環(huán)境溫度升高
環(huán)境溫度升高，則浮充電流相應(yīng)增加，若不及時(shí)調(diào)整浮充電壓，則會(huì)使電池溫度迅速升高。
(4)負(fù)極不可逆硫酸鹽化
當(dāng)蓄電池經(jīng)常處于充電不足或過(guò)放電，負(fù)極就會(huì)逐漸形成一種粗大堅(jiān)硬的硫酸鉛，它幾乎不溶解，用常規(guī)方法充電很難使它轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)，從而減少了電池容量，甚至成為蓄電池壽命終止的原因，這種現(xiàn)象稱謂極板的不可逆硫酸鹽化。
(5)板柵腐蝕
在充電時(shí)，特別是在過(guò)充電時(shí)，正極板柵要遭到腐蝕，逐漸被氧化成二氧化鉛而失去板柵的作用，為補(bǔ)償其腐蝕量必須加粗加厚正極板柵。電池設(shè)計(jì)壽命是按正極板柵合金的腐蝕速率進(jìn)行計(jì)算的，正極板柵被腐蝕的越多，電池的剩余容量就越少，電池壽命就越短。
3.常見(jiàn)故障及其分析
3.1浮充電壓不均衡性
閥控式密封鉛酸蓄電池的均勻性是指電池在完成生產(chǎn)過(guò)程后測(cè)量的開(kāi)路電壓和蓄電池組在浮充狀態(tài)下浮充電壓的差值，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定蓄電池組中各單體電池的開(kāi)路電壓之差不大于20mV，各單體電池在浮充狀態(tài)下浮充電壓之差不大于100mV。
閥控式密封鉛酸蓄電池較普遍存在浮充電壓不均勻和開(kāi)路電壓偏差的問(wèn)題。如果蓄電池組中存在電壓偏低會(huì)造成落后電池早期失效。
影響電池均勻性的因素
⑴原材料和半成品質(zhì)量
原材料（包括隔板、硫酸）中有害雜質(zhì)會(huì)降低電池的浮充電壓，加速電池自放電。極板、隔板、酸量的不均一，累加的結(jié)果造成各電池的吸酸飽和度不同，使浮充電壓不均勻。
⑵安全閥的開(kāi)啟和關(guān)閉壓力
電池在長(zhǎng)期使用過(guò)程中很難做到使安全閥的開(kāi)啟和關(guān)閉壓力始終保持均勻一致。開(kāi)啟壓力大的電池極群上部空間的氣體壓力大，則浮充電壓就高，反之亦然。
⑶注酸量
因電池是貧液設(shè)計(jì)，電池的放電容量受酸量控制，因而其浮充電壓對(duì)電池的注酸量非常敏感。
⑷電池制造工藝的控制
只有在每道工序上都嚴(yán)格按工藝規(guī)定要求生產(chǎn)，才能最大限度地保證電池性能的均勻性。
3.2 電池鼓脹變形
這是AGM密封鉛酸蓄電池在使用不當(dāng)時(shí)出現(xiàn)的一種具有很大破壞性的現(xiàn)象，即熱失控現(xiàn)象，導(dǎo)致電池槽鼓脹變形，失水速度加大，甚至電池?fù)p壞。膠體密封鉛酸蓄電池因其電解液量與開(kāi)口式鉛酸蓄電池相當(dāng)，極群周圍與槽體之間充滿凝膠電解質(zhì)，有較大的熱容量和散熱性，不會(huì)產(chǎn)生熱量積累現(xiàn)象。電池沒(méi)有熱失控現(xiàn)象。
3.3 電池漏液
閥控式密封鉛酸蓄電池不同程度存在漏液?jiǎn)栴}，主要表現(xiàn)在安全閥漏液、極柱漏液和電池槽蓋密封不良造成漏液。HEAZEUSA海志是美國(guó)Haze Batteries Inc在中國(guó)地區(qū)投資的蓄電池研發(fā)生產(chǎn)、銷售及市場(chǎng)推廣的企業(yè)。HAZE擁有來(lái)自于世界各地電池行業(yè)領(lǐng)域最高水平的專家團(tuán)隊(duì)，擁有當(dāng)今世界最先進(jìn)的膠體(Gel)和AGM電池生產(chǎn)工藝及技術(shù)。
HAZE海志蓄電池涵括HZB、HZS、HZY、OPzV（12V、6V、2V）四大系列,容量從5.5Ah到3000Ah。其主要原材料來(lái)源于德國(guó)，技術(shù)指標(biāo)及性能達(dá)到了歐洲和美國(guó)蓄電池行業(yè)的領(lǐng)先水平，產(chǎn)品獲得了美國(guó)UL認(rèn)證及歐盟的CE認(rèn)證并通過(guò)中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部泰爾認(rèn)證及中國(guó)船級(jí)社認(rèn)證。
海志蓄電池以其優(yōu)良的品質(zhì)、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)縱橫中高端市場(chǎng)，在UPS/EPS電源、直流屏、通訊、市政、交通、電力、應(yīng)急照明、太陽(yáng)能系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、船舶應(yīng)用等重要領(lǐng)域備受推崇，用戶遍及世界各領(lǐng)域
