第4章+阀控式密封铅酸蓄电池
第4章 阀控式密封铅酸蓄电池共61页
胶体电池具有内阻大、深放电恢复特性较好、较高温度 下的使用寿命较长等特点。
通信电源（第2版） 漆逢吉 主编
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电池槽
电池槽由槽壳和槽盖组成，用于盛装正负极板 组、电解液及附件等。
电池槽材料应绝缘、阻燃、不渗漏、不变形。 槽壳与槽盖必须密封，以杜绝电解液或气体的 泄漏。
阀控式密封铅酸蓄电池组举例1
通信电源（第2版） 漆逢吉 主编
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阀控式密封铅酸蓄电池组举例2
通信电源（第2版） 漆逢吉 主编
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4.1 阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名及工作原理 4.1.1 通信用阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名
• 例1：GFM—1000为额定电压2V、额定容量1000Ah的固定型（G） 阀控式（F）密封（M） 蓄电池。 • 例2：6—FM—65为内有6只单体电池、额定电压12V、额定容量 65Ah的阀控式（F）密封（M） 蓄电池。属于移动型蓄电池。
电池和胶体电池。 正常工作时无氢氧气体逸出，因此不需要补充水，蓄电
池可以密封。
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贫液式电池
贫液式电池用超细玻璃纤维（AGM）作正、负极板间 的隔板（隔膜），它有93%以上的孔隙率，用以实现 以下功能：防止正负极板短路，吸收电解液，让导电 离子畅通，阻挡杂质离子扩散，由10%左右的孔隙为 正极析出的氧气扩散到负极进行复合提供通道。采用 紧密装配工艺，隔板紧压极板表面，可防止极板活性 物质脱落。由于电解液全部吸附在超细玻璃纤维隔板 和极板中，因此电池内没有流动的电解液。
-48V全浮充系统
+24V全浮充系统
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4.2.1 浮充电压
阀控式密封铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池对比分析
阀控式密封铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池对比分析阀控式密封铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池是两种常见的蓄电池类型，它们都有自己的优势和特点。
本文将从电池原理、性能特点、安全性、环保性和应用领域等方面对这两种蓄电池进行对比分析，帮助大家更好地了解这两种蓄电池，并选择适合自己需求的产品。
一、电池原理阀控式密封铅酸蓄电池是一种铅酸蓄电池，它使用硫酸和铅作为电解液，通过化学反应来产生电能。
它采用阀控技术，可以在正常使用状态下将电解液将气体和水分分离，保持电池内部压力恒定，避免了电解液泄漏的问题。
磷酸铁锂蓄电池是一种锂离子电池，它采用锂铁磷酸盐作为正极材料，通过锂离子在正负极之间的往复迁移来储存和释放电能。
相比于铅酸蓄电池，锂离子电池具有更高的能量密度和更长的循环寿命。
二、性能特点1. 能量密度：磷酸铁锂电池的能量密度通常高于铅酸蓄电池，因此在同样体积和重量下，锂离子电池可以存储更多的电能。
2. 循环寿命：磷酸铁锂电池的循环寿命通常高于铅酸蓄电池，可以经受更多次的充放电循环，因此更适合长周期使用场景。
3. 充放电效率：锂离子电池的充放电效率通常高于铅酸蓄电池，能够更快地完成充电和放电过程。
4. 自放电率：磷酸铁锂电池的自放电率通常低于铅酸蓄电池，可以在长时间不使用时保持较高的电荷状态。
三、安全性铅酸蓄电池由于使用硫酸和铅等有毒物质，一旦损坏可能会造成严重的环境污染，并且可能产生可燃气体导致爆炸。
而磷酸铁锂电池采用无毒无害的材料，安全性更高，可以更好地满足环保要求。
四、环保性磷酸铁锂电池采用无毒无害材料，更符合环保要求；而铅酸蓄电池在生产和处理过程中可能会产生大量的废弃物和有害物质，对环境造成较大的影响。
五、应用领域铅酸蓄电池由于成本低廉、使用成熟，广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能储能系统等领域；而磷酸铁锂电池由于能量密度高、循环寿命长、安全可靠，逐渐在电动汽车、储能系统等高端领域得到应用。
阀控式密封铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池各有优势，适用于不同的应用场景。
阀控密封式铅酸蓄电池特点
阀控密封式铅酸蓄电池特点阀控密封式铅酸蓄电池是一种常见的蓄电池类型，具有以下特点。
1. 阀控设计：阀控密封式铅酸蓄电池采用阀门控制气体的流动，使得内部生成的气体在一定压力下被释放出来，从而保持电池内部气体的平衡。
这种设计可以有效防止电池内部气体的泄漏，提高了安全性能。
2. 密封性能：阀控密封式铅酸蓄电池具有较好的密封性能，可以有效阻止电解液的泄漏。
这种密封性能可以使电池在各种使用环境下都能正常运行，并且减少了对蓄电池的维护需求。
3. 高能量密度：阀控密封式铅酸蓄电池具有较高的能量密度，可以在相对小的体积内储存较多的能量。
这使得它在应用中具有较高的能量输出能力，适用于需要大量能量输出的场合。
4. 长寿命：阀控密封式铅酸蓄电池的设计和材料选择使其具有较长的使用寿命。
它可以进行多次充放电循环，而且在正常使用条件下可以使用多年。
这使得它成为一种经济实用的蓄电池类型。
5. 环保性：阀控密封式铅酸蓄电池不含有重金属污染物，对环境友好。
同时，它的废旧电池可以进行回收利用，减少了对自然资源的消耗。
阀控密封式铅酸蓄电池的这些特点使得它在许多领域都有广泛的应用。
首先，在车辆领域，阀控密封式铅酸蓄电池被广泛用于汽车、摩托车、电动车等交通工具中，为其提供起动、照明、点火等电力需求。
其次，在通信领域，阀控密封式铅酸蓄电池被用于无线基站、通信设备等场合，为通信系统提供备用电力。
此外，在家庭和工业领域，阀控密封式铅酸蓄电池也被广泛用于UPS电源、太阳能储能系统、应急照明等设备中。
阀控密封式铅酸蓄电池具有阀控设计、密封性能好、高能量密度、长寿命和环保性等特点。
这些特点使得它在各个领域都有广泛的应用，并且得到了用户的认可。
随着技术的不断发展和创新，相信阀控密封式铅酸蓄电池在未来会有更加广阔的发展前景。
阀控式密封铅酸蓄电池
04
阀控式密封铅酸蓄电池的优 缺点
优点
安全性高
阀控式密封铅酸蓄电池采用密封 结构，避免了电池内部酸液外泄
，从而提高了使用安全性。
维护简单
由于其密封设计，用户无需定期 加水维护，降低了维护成本和操
作难度。
寿命长
在正确使用和保养条件下，阀控 式密封铅酸蓄电池的寿命通常较
长。
性价比高
与其它类型的电池相比，阀控式 密封铅酸蓄电池具有较高的性价
比，适合大规模应用。
缺点
能量密度低
由于采用铅和硫酸作为 主要材料，其能量密度 相对较低，会增加设备
的体积和重量。
对充电环境要求高
过充电或欠充电都可能 影响电池寿命，需要精 确的充电设备和管理系
统。
环境污染风险
虽然密封设计减少了酸 液外泄的可能性，但电 池废弃后仍可能对环境
造成污染。
05
阀控式密封铅酸蓄电池的充 控式密封铅酸蓄电池 在多次充放电后能够保持性能的时间。
详细描述
循环寿命是衡量电池寿命的重要指标。 循环寿命越长，表示电池的使用寿命 越长，能够更长时间地保持性能。
自放电率
总结词
自放电率是指阀控式密封铅酸蓄电池在不使用情况下，电量自行损失的比例。
详细描述
自放电率越低，表示电池的存储性能越好，长期不用时电量损失较少。
THANKS
广泛的应用领域，如通信、电力、数据中心等。
工作原理
01
当电池充电时，正极产生的氧气在负极上被吸 收，从而保持电池的密封状态。
02
放电时，负极的铅与硫酸发生化学反应，产生 电能。
03
由于氧再化合的过程，电池内部不会产生过多 的水，因此不需要加水维护。
阀控式密封铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池对比分析
阀控式密封铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池对比分析随着电动汽车和储能系统的快速发展，密封铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池成为最常见的选项之一。
两种电池类型不仅在性能和成本方面有所不同，而且在用途上也有所不同。
在这篇文章中，我们将对比分析这两种电池类型。
一、工作原理密封铅酸蓄电池采用铅酸电解液和铅钙合金极板，通过化学反应将化学能转化为电能。
其中，铅酸电解液通过阀控技术控制在蓄电池内循环，以保持其稳定性。
磷酸铁锂蓄电池采用锂离子电解质和磷酸铁锂极板，通过锂离子在正负极之间的移动将化学能转化为电能。
其中，锂离子电解质通过微孔隔膜分离正负极，以避免电解质的短路。
二、性能比较1. 能量密度：磷酸铁锂蓄电池的能量密度更高，比密封铅酸蓄电池高出2-3倍。
2. 额定电压：密封铅酸蓄电池的额定电压为2V，而磷酸铁锂蓄电池的额定电压为3.2V。
3. 安全性：相比之下，磷酸铁锂蓄电池更安全，因为其不会像密封铅酸蓄电池那样产生氢气，同时磷酸铁锂蓄电池的过充和过放保护措施更好。
4. 充电效率：磷酸铁锂蓄电池的充电效率更高，可以达到90%以上，而密封铅酸蓄电池的充电效率仅在70%左右。
5. 寿命：磷酸铁锂蓄电池的寿命更长，可以使用3-5年以上，在高温下的使用寿命也比密封铅酸蓄电池长。
6. 环境影响：相比之下，磷酸铁锂蓄电池更环保，因为其不含有铅等有害物质。
三、适用场景1. 密封铅酸蓄电池适用于传统的应急照明、警报器等场景，同时也可以用于一些小型电动车辆。
2. 磷酸铁锂蓄电池则适用于电动汽车、储能系统、太阳能和风能等新能源应用场景，同时也可以在航海、通讯、铁路等领域得到广泛应用。
综上所述，密封铅酸蓄电池和磷酸铁锂蓄电池各有优劣，应根据实际情况选择合适的电池类型。
在未来的发展中，磷酸铁锂蓄电池将成为电动汽车和储能系统的主流选择。
阀控式密封铅酸蓄电池使用与维护
阀控式密封铅酸蓄电池使用与维护随着信息、能源、电子技术的快速发展,阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）目前已被广泛地应用于邮电、通信、电力、交通、船舶、航空航天、应急照明等诸多领域。
与普通的铅酸蓄电池相比，VRLA电池由于采用了内部氧复合技术，大大缓解了电解液的损耗，从而使蓄电池在免维护状态下长期服役，而且具有体积小、防爆、电压稳定、无污染、重量轻、放电性能高、维护量小等优点，所以深受各个行业的青睐。
如果定期对蓄电池进行管理和维护，便能够保证蓄电池有较长的使用寿命，从而保证系统设备拥有不间断电源，以保证通信、电力系统的正常运行。
一、阀控密封铅酸蓄电池的组成及原理1、阀控密封铅酸蓄电池的组成阀控密封铅酸蓄电池主要由正负极板、硫酸电解液、隔板、槽、盖、安全阀、汇流排和极柱端子等组成。
2、阀控密封铅酸蓄电池的原理（1）放电过程的电化学反应式PbO2+ 2H2SO4 + Pb→PbSO4 + 2H2O +PbSO4（2）充电过程时，在正极板上发生下列电化学反应：PbSO4+2H2O→PbO2+H2SO4+2H++2e－H2O→2H++O2+2e－在负极上发生下列化学反应：PbSO4+2H++2e→Pb+H2SO42H++2e→H2由于蓄电池在充电过程中，正、负极板发生的电化学反应各具特点，所以当正极板充电到70%时，开始析出氧气O 2，而负极板充电到90%时，开始析出氢气H 2。
为了抑制H 2和O2的析出，实现密封和免维护功能，在负极板材料中加入了钙金属以提高H 2析出的电位，使电池在正常充电下不产生H 2。
同时又采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔板膜，使纯铅的氧化反应：Pb+O2→PbO和PbO + H 2 SO 4→PbSO 4 + H2 O得以进行，以此来消除O 2的析出。
3、主要性能特点耐腐蚀铅钙锡多元合金高倍率放电极优自放电率极低超细玻璃纤维隔膜吸液无有害气体溢出低温性能优越高强度A B S树脂外壳与设备同处安装不会污染环境全密封不漏液无需加水安全阀自动开闭免建蓄电池室二、存放与安装1、存放环境应干燥、清洁，不受阳光直射。
阀控式密封铅酸蓄电池 讲义
六、基站蓄电池的使用（4）
➢ 第四、监控中心一旦接到基站停电告警后，应密切注意该基站运行 情况，一旦出现中断超过时限，应及时通知基站维护人员携带发电 机组赶赴现场进行发电，确保蓄电池因放电终止后能进行及时充 电，延长蓄电池使用寿命。
➢ 第五、在工程前期站址勘察、设计阶段，一方面应选择供电质量好 的供电线路; 另一方面应了解该基站市电供应情况（停电时间 、次 数等），有重点的合理配置基站蓄电池容量，而不应采取一刀切方 式配置蓄电池组容量。
附2：不同状态下VRLA电池充放电曲线图
充电电压（V） 放电电压（V）
20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
012345678
充电时间（h）
13 12.5
12 11.5
11 10.5
10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
放电时间（h）
图3、VRLA蓄电池失水前的充电图
五、说明几个问题（2）:
c) 实验表明：当蓄电池以低压限流方式进行充电时，在环境温度10℃-300C允许温度内充电，蓄电池极化作用将明显减小，硫酸铅的熔解速度 会提高，加上氧扩散速度的增大，在这些综合因素影响下；使电池充电 效率得以提高。
d) 同时，VRLA蓄电池若采用增大充电电流，缩短充电时间的充电方法，可 显著提高电池的使用寿命。当采用增大电流而又不提高充电终了电压时， 则因电流密度增大和充电反应速度提高，可使正板生成物PbO2或负极生 成物绒状铅颗粒变细。由于增大了活性物质孔隙率，PbO2或绒状铅Pb活 性变好。除此之外，充电电流的增大使充电时间缩短，因此正极板栅与 正极活性物质间界面，维持高电位时间变短，能抑制PbSO4纯化层的生成， 从而减少了发生容量损失的因素。
阀控密封铅酸蓄电池的使用维护
1 基本工作原理阀控式铅酸蓄电池同普通铅酸蓄电池化学原理上是一致的。
它是将电能转换为化学能储起来，需要时又将化学能转变为电能供给用电设备的装置。
它的正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状金属铅（Pb），电解液是硫酸液（H2SO4）。
其充电和放电过程是通过电化学反应实现的。
反应方程为阀控密封铅酸蓄电池在结构、材料上与传统防酸隔爆式蓄电池有所不同。
它的正、负极板采用特种合金浇铸成型，隔板采用超细玻璃纤维制成。
结构上采用紧装配、贫液设计工艺技术，蓄电池槽盖采用ABS 树脂注塑成型，蓄电池壳内采用单向安全排气阀，蓄电池充放电化学反应密封在畜电池壳内进行。
正常充电时，到充电后期，正极板开始析出氧气，在负极活性物质过量的前提下，氧气通过玻璃纤维隔膜扩散到负极板上，与海绵状铅发生反应，形成氧化铅，然后又转变为硫酸铅和水，使负极板处于去极化状态或充电不足状态，从而达不到析氢电位，电池不析氢气，实现氧的循环，因而不失水，使电池成为免加水密封蓄电池。
充电过程中，如果蓄电池内部压力过高，单向安全排气阀胶帽将自动开启，当内压恢复正常后就自动关闭，防止外部气体进入，达到防酸、隔爆的效果。
2 主要特点由于阀控铅酸蓄电池对传统的防酸隔爆铅酸蓄电池作出了重要改进，使其具有体积小、自放电小，维护工作量少，对环境无腐蚀、污染等优良特性，因此它与传统的铅酸蓄电池相比有明显的优点：（1）免维护。
变电站用GFM系列阀控铅酸蓄电池带荷电出厂，安装后即可投入使用，无需配制灌注电解液和长时间初充电。
高效率的气体内部再化合，密封反应效率可达90％以上，水损耗很少，在整个使用寿命周期无需加入和调整电液密度。
在正常使用条件下，不必担心电解液缺少而影响蓄电池寿命。
整流充电装置按阀控铅酸蓄电池出厂充电电压设定后无需值班人员进行操作，只需专业人员定期检测电池端电压和放电容量即可。
（2）密封、安全可靠。
阀控铅酸蓄电池采用密封结构，正常使用时无酸液渗漏或酸雾溢出，采用安全阀及滤酸片，外遇明火不爆炸。
阀控式密封铅酸蓄电池的基本原理
阀控式铅酸蓄电池的化学反应原理
充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时将化学能转化为电能供给外系统。其充电 和放电过程是通过化学反应完成的。
充电末期正极析出氧气，在正极附近有轻微的过压，而负极化合了氧，产生一轻微的真空， 于是正、负间的压差将推动气相氧经过电极间的气体通道向负极移动。阀控式铅蓄电池的设 计提供了这种通道，从而使阀控式电池在浮充所要求的电压范围下工作，而不损失水。
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通信电源
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阀控式铅酸蓄电池采用负极活性物质过量设计，AGM（超细玻璃纤维隔 板）或GEL（二氧化硅凝胶）电解液吸附系统，正极在充电后期产生的氧 气通过AGM或GEL空隙扩散到负极，与负极海绵状铅附近的氢气发生反
应变成水，使负极处于去极化状态或充电不足状态，达不到析氢过电位，
所以负极不会由于充电而析出氢气，电池失水量很小，故使用期间不需加
反应
硫酸铅反应成海绵状铅。
氧循环原理图
扩
散 (O2)
➢对于氧循环反应效率，AGM电池具有良好的密封反应效率，在贫液状
态下氧复合效率可达99％以上；胶体电池氧再复合效率相对小些，在干
裂状态下，可达70-90％；富液式电池几乎不建立氧再化合反应，其密封
2021/8/7 反应效率几乎为零。
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➢ 在电池内部，若要使氧的复合反应能够进行，必须使氧气从正极扩散到负极。氧的移动过程 越容易，氧循环就越容易建立。
阀控式密封铅酸蓄电池
阀控式密封铅酸蓄电池简介密封铅酸蓄电池是一种常用于电力系统备份和应急电源供应的蓄电池类型。
其采用阀控技术，能够有效地控制电池内部的气体和液体流动，从而延长其寿命和提高其性能。
在本文中，我们将详细介绍阀控式密封铅酸蓄电池的结构、原理和应用。
一、结构阀控式密封铅酸蓄电池的结构相对简单，主要包括正极板、负极板、电解液、分隔膜和密封壳体。
正负极板是由铅及其合金制成的，具有良好的导电性能。
电解液通常是硫酸溶液，通过与正负极板的反应来产生电能。
分隔膜用于隔离正负极板，防止短路发生。
密封壳体起到密封和保护电池内部的作用。
二、原理阀控式密封铅酸蓄电池通过内置的阀门和压力传感器来控制电池内部的气体和液体流动。
当电池充放电时，会产生氢气和氧气。
在正常情况下，阀控系统会将气体释放到外部环境中，以保持电池内部的压力稳定。
如果电池内部压力过高，则阀门会关闭，阻止气体的进一步释放，从而保护电池的安全。
同时，阀控技术还可以控制电池内部的液体循环。
通过调节阀门的开闭程度，可以控制电解液的流动速度，从而优化电池的充电和放电性能。
这种技术也可以防止电解液的蒸发和溢出，减少对环境的污染。
三、应用阀控式密封铅酸蓄电池广泛应用于不间断电源系统、移动通信基站、电力传输和分配系统以及交通信号系统等领域。
由于其高效、可靠的性能，它已成为这些领域中的首选备份电源。
1. 不间断电源系统阀控式密封铅酸蓄电池在不间断电源系统中起到关键作用。
在电力供应中断时，蓄电池可以迅速转换为主要电源，并持续供应电力，防止重要设备的停机和数据的丢失。
通过阀控技术，可以确保蓄电池的充放电过程稳定可靠。
2. 移动通信基站移动通信基站需要可靠的备用电源，以保证通信系统的稳定运行。
阀控式密封铅酸蓄电池能够提供持续的电力供应，以应对电网故障或突然断电等情况。
其较小的体积和重量也使其适合于移动通信设备的安装。
3. 电力传输和分配系统阀控式密封铅酸蓄电池还用于电力传输和分配系统中，以提供额外的电力支持。
阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理和维护
阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理和维护工作原理：阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理基于铅酸电池的化学反应。
在充电状态下，电池内的负极板（铅）上生成二氧化铅，正极板（二氧化铅）还原为铅，同时，在电解液中形成硫酸铅。
而在放电状态下，正负极板之间的化学反应反转，二氧化铅还原为铅，同时电池释放出电能。
然而，阀控式密封铅酸蓄电池与普通铅酸蓄电池的区别在于，它具有自密封的特点。
密封结构可以控制气体的扩散和液体的蒸发，使得电池能够保持足够的电解液，同时阻止外部空气进入电池内部。
这使得阀控式密封铅酸蓄电池具有更长的寿命和更高的安全性能。
维护：1.温度控制：电池的工作温度应在20℃-25℃范围内，避免过高或过低的温度。
高温会加速电解液的蒸发，降低电池的寿命，低温则会降低电池的容量和输出功率。
2.充电状态：尽量保持电池处于充满状态，可以通过定期充电或充电器进行维护充电来实现。
如果长时间不充电，电池内的自放电会导致电池电量逐渐减少。
3.清洁维护：定期检查电池表面的污物，如有必要可以用湿布或软刷进行清洁。
同时检查电池连接器和线缆的接触是否良好，如有松动或腐蚀应及时修复或更换。
4.定期检查电池状态：通过测量电池的开路电压、内阻、容量等参数，可以了解电池的健康状态。
如果发现电池存在异常，如充电时间延长、容量下降等，应及时进行维修或更换。
5.安全措施：在维护电池时应注意安全，及时清理电池周围的杂物和易燃物，避免因外界因素引起的安全问题。
同时，正确使用充电器以防止过度充电或过度放电。
总之，阀控式密封铅酸蓄电池以其自密封、阀控和免维护的特点，成为一种非常理想的蓄电池选择。
通过了解其工作原理和维护要点，可以更好地使用和保护阀控式密封铅酸蓄电池，延长其使用寿命，提高电池系统的可靠性和安全性。
阀控式密封铅酸蓄电池
阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）VRLA电池的组件结构及其作用2V系列VRLA电池的结构如下图所示：各组件的作用如下：板栅：由铅合金经过模具铸造形成栅格状的物体，用于支撑活性物质、传导电流。
极板：板栅上涂膏后称为极板，它提供电化学反应的活性物质，是电化学反应的场所，电池容量的主要制约者。
根据所涂铅膏性质的不同分为正极板和负极板。
隔板：储存电解液；作为氧气复合的气体通道；防止活性物质脱落；防止正负极之间短路。
槽盖：盛装极群。
极柱：直接焊接在汇流排上，用以连接连接条，传导电流。
安全阀：安全阀安装在电池盖上，由阀体和安全阀共同组成，使电池保持一定内压，提高密封反应效率；过充电或高电流充电时，安全阀打开排出气体，防止电池变形甚至发生爆炸；防止外界空气进入电池；防止电解液挥发。
关于VRLA电池的容量电池在一定放电条件下所能给出得电量称为电池的容量，以符号C表示。
常用的单位为安培小时，简称安时（A.h）或毫安时（mA.h）。
通常在C的下角处标明放电时率，如C10表明10小时率的放电容量；C3表明3小时率的放电容量。
容量分类电池的容量可分为理论容量、额定容量、设计容量和标称容量。
理论容量是活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。
为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量，单位为A.h/kg 或A.h/L。
实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。
它等于放电电流与放电时间的成绩，单位为A.h，其值小于理论容量。
因为组成设计电池时，除活性物质外还包括非反应成分如外壳、导电零件等，同时还与活性物质被有效利用的程度有关。
额定容量是按国家或有关部门颁布的标准，保证电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。
标称容量是用来鉴别电池安时值，只标明电池的容量范围而没有确切值，因为在没有指定放电条件下，电池的容量是无法确定的。
影响实际容量的因素电池的实际容量主要与电池正、负极活性物质的数量及利用的程度（利用率）有关，而活性物质利用率主要受放电制度、电极的结构、制造工艺等方面的影响。
阀控密封式铅酸蓄电池的充电方法
阀控密封式铅酸蓄电池的充电方法阀控密封式铅酸（Valve Regulated Lead Acid，VRLA）蓄电池的充电方法有：浮充充电、均衡充电、补充电和循环充电等多种方法。
对充电方法主要是浮充充电和均衡充电两种方法的VRLA蓄电池。
为了延长VRLA蓄电池的使用寿命，必须了解不同充电方法的充电特点和充电要求，严格按要求对VRLA蓄电池进行充电。
VRLA蓄电池的充电方法按VRLA蓄电池两端电压、电流的控制方法的不同可分成恒压限流式、恒流式、两阶段恒压式（即在充电初期设定为高电压并限制VRLA蓄电池的最大充电电流，当VRLA 蓄电池电压达到设定值时，系统将充电电压切换至低电压直至充电结束，此时充电不限流）、半恒流充电式（即充电电流随充电过程中VRLA蓄电池电压的上升而下降，但下降趋势较缓慢，电流曲线部分呈平坦趋势，类似于恒流充电曲线，故称半恒流充电）等4种主要的充电方法。
1、初充电现阶段VRLA蓄电池的初充电有以下几种方法。
（1）串联充电采用高压、小电流充电器，通常充电器的输出电压为300～450V，输出电流为5～30A，电流可控制，每个VRLA蓄电池充入的电量可控制，可放电检测VRLA蓄电池容量，剔除故障VRLA蓄电池，现生产厂家普遍采用这种方法。
（2）并联充电充电器为低电压、大电流，每个VRLA蓄电池的充电电流与蓄电池的充电状态和内阻有关。
不能计算每个VRLA蓄电池充入的电量，几乎无生产厂家采用。
（3）串联并联混合充电一般采用先串联后并联的方法进行，通常充电器常的输出电压为150V，电流为30～100A，单个VRLA蓄电池无电压、电流控制，可分组放电检查，现有不少厂家采用这种方法。
（4）单体VRLA蓄电池充电可准确地进行充、放电，能控制电流、电压，能将每个VRLA 蓄电池进行分级、挑选，普遍在测试上使用。
（5）模块控制单体VRLA蓄电池充电每个模块可充64个蓄电池，每台充电器可充700多只VRLA蓄电池，在一个模块中一台或多台故障不影响其他VRLA蓄电池充电，可进行恒压、恒流控制，保证VRLA蓄电池不会过充，还能检查容量和进行VRLA蓄电池分级，这将是今后的发展方向。
阀控式密封铅酸蓄电池的结构
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通信电源
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安全阀
一种自动开启和关闭的排气阀，具有单向性，内有防 酸雾垫。
只允许电池内气压超过一定值时，释放出多余气体后 自动关闭，保持电池内部压力在最佳范围内。
壳体
材料应满足耐酸腐蚀，抗氧化，机械强度好，硬度大 ，水气蒸发泄漏小，氧气扩散渗透小等要求。
一般采用改良型塑料：如PP、PVC、ABS等材料。
正负极接线端子
正负极接线端子用铅合金制成，采用全密封结构，并且用沥青封口。
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极板
正极板上的活 ห้องสมุดไป่ตู้物质是二氧 化铅（PbO2） ，负极板上的 活性物质为海 绵状纯铅（Pb ）。
VRLA的极板大 多为涂膏式， 这种极板是在 板栅上敷涂由 活性物质和添 加剂制成的铅 膏，经过固化 、化成等工艺 过程而制成。
通信电源
阀控式密封铅酸蓄电池的结构
阀控式密封铅酸 蓄电池的结构
阀控铅蓄电池 的基本结构如 图4.2所示。它 由正负极板、 隔板、电解液 、安全阀、端 子、外壳等部 分组成。
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图4.2 阀控式密封铅酸蓄电池结构图
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正负极板
正负极板均采用涂浆式极板，活性材料涂在特制的铅钙合金骨架上。这种极板具有很强的耐酸性 、很好的导电性和较长的寿命，自放电速率也较小。
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隔板
阀控式铅酸蓄电池中的隔板材料普遍采用超细玻璃纤维。 隔板与极板紧密保持接触。它的主要作用有：
• ①吸收电解液； • ②提供正极析出的氧气向负极扩散的通道； • ③防止正、负极短路。
电解液
铅蓄电池的电解液是用纯净的浓硫酸与纯净水配置而成。 电解液与正极和负极上活性物质进行反应，实现化学能和电能之间的转换。
阀控式密封铅酸蓄电池
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4.1.3 阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理
蓄电池的电动势E 等于蓄电池的开路电压。单体铅酸蓄电池E 的标称值为2V
，出厂时单体电池开路电压一般为2.11V~2.18V 。
电势与电解液密度有关，密度大电势会有所升高。
一组电池内，各电池间的开路电压，最高与最低差值应不大于20mV（2V电池 ）、 100mV（12V电池）。
*合格的阀控式密封铅酸蓄电池，静置28天后容量保存率不低于96%，静置90天后容 量保存率不低于80%。
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4.2 全浮充工作方式
蓄电池的运行有充放电循环和浮充两种工作方式。
通信局（站）现在都采用全浮充工作方式，即整流器与蓄电池组 并联向负载（通信设备等）供电，正常情况下蓄电池组始终同整 流器和负载并联，充电时也不脱离负载。
阀控式密封铅酸蓄电池必须严格按照蓄电池厂家的规定来确定浮充电压值。
温度变化时，阀控式密封铅酸蓄电池单体浮充电压应按温度补偿系数（-3～ -3.6）mV/℃进行修正（补偿）。
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浮充电压不当的危害
浮充电压偏低 ： 蓄电池充电不足，放电容量减少，并容易导致极板硫酸盐化，会缩短蓄电
第4章 阀控式密封铅酸蓄电池
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阀控式密封铅酸蓄电池组举例1
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阀控式密封铅酸蓄电池组举例2
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4.1 阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名及工作原理4.1.1 通信用 阀控式密封铅酸蓄电池的型号命名
• 例1：GFM—1000为额定电压2V、额定容量1000Ah的固定型（G）阀控式（F）密封（M） 蓄电池。
电化学反应方程：
放电
PbO2+2H2SO4+Pb PbSO4+2H2O+PbSO4
第4章+阀控式密封铅酸蓄电池
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4.1.4 阀控式密封铅酸蓄电池的特点
阀控式密封铅酸蓄电池与防酸隔爆铅酸蓄电池相比，主 要有以下特点：重量轻，体积小，能量体积比高；无酸 雾逸出，不需要单独设立电池室，可与主机同室放置； 无需添加纯水，维护工作量小；自放电小*；要求浮充 电压较高，并且对浮充电压值要求严格。
胶体电池采用富液式非紧密装配结构。
胶体电池具有内阻大、深放电恢复特性较好、较高温度 下的使用寿命较长等特点。
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电池槽
电池槽由槽壳和槽盖组成，用于盛装正负极板 组、电解液及附件等。
电池槽材料应绝缘、阻燃、不渗漏、不变形。 槽壳与槽盖必须密封，以杜绝电解液或气体的 泄漏。
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防止对浮充电压允许范围的误解
YD/T799—2002中规定：“蓄电池浮充电单 体电压为2.20~2.27V（25℃）”。需要注意， 这是指不同厂家生产的阀控式密封铅酸蓄电池 允许进网的浮充电压范围，而不是一个蓄电池 成品的浮充电压允许变化范围。
对于一种具体产品，阀控式密封铅酸蓄电池的 浮充电压在25℃条件下是个确定值。
贫液式电池具有自放电小、充电效率高、内阻小、气 体复合率高等特点，是阀控式密封铅酸蓄电池的主流 产品。
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胶体电池
胶体电池采用触变性二氧化硅凝胶（GEL）吸收电解液。 胶体在凝固期间收缩形成微裂纹，裂纹宽与AGM的孔 径在一个数量级，可为氧气复合提供通道。在电池使用 初期，电解液胶体不能形成大量微裂纹，氧的复合效率 较低，因此安全阀频繁开启，有气体逸出。随着电池的 不断使用，微裂纹增加，氧的复合率达到正常状态。胶 体电池的隔板是这种电池的专用PVC隔板。
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实现浮充电压自动温度补偿的条件
实现浮充电压的自动温度补偿，除了开关电源 设备要具有此项性能外，还必须将测量蓄电池 温度的温度传感器信号接入开关电源设备的相 应接口。
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对蓄电池组中电池电压均匀性的要求
YD/T 799—2002《通信用阀控式密封铅酸蓄 电池》中规定：
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恒压限流充电过程
“转换电流”值可设置为每安时10mA，即0.01C10（A）； “保持时间”通常可在1~180分钟范围内设置，例如设为10分钟 。
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4.3 蓄电池的放电特性
电量充足、性能良好的48V阀控式密封铅酸蓄电池组在25℃条件下以10小 时率电流放电时，其端电压的变化情况大致是：放电大约半小时端电压降 至49V左右；放电1小时端电压降至约48V；端电压下降速度很慢、基本 保持48V的时பைடு நூலகம்大约7到8小时；此后端电压下降速度比较快，降至43.2V 时达到放电终止电压，应立即切断放电回路，停止放电。
胶体电池采用富液式非紧密装配结构。
胶体电池具有内阻大、深放电恢复特性较好、较高温度 下的使用寿命较长等特点。
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电池槽
电池槽由槽壳和槽盖组成，用于盛装正负极板 组、电解液及附件等。
电池槽材料应绝缘、阻燃、不渗漏、不变形。 槽壳与槽盖必须密封，以杜绝电解液或气体的 泄漏。
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浮充电压不当的危害
浮充电压偏低 ：
蓄电池充电不足，放电容量减少，并容易导致极板硫酸 盐化，会缩短蓄电池寿命。
浮充电压偏高：
蓄电池过充电，将加剧正极板的腐蚀，并可能使蓄电池 排气频繁、失水、温度高，甚至造成蓄电池热失控，也 会缩短蓄电池寿命。
热失控是电池的浮充电流与电池温度发生积累性相互增强而使电池温 度急剧升高的现象，轻则使电池槽变形鼓胀，重则导致电池失效。
电化学反应方程：
放电
PbO2+2H2SO4+Pb PbSO4+2H2O+PbSO4
充电
正极
电解液 负极
正极
水
负极
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阀控电池的氧循环
普通铅酸蓄电池在充电后期，由于正、负极板的活性 物质大部分已经恢复，充电电流会起分解水的作用， 使正极析出氧气，负极析出氢气。
为了避免蓄电池遭受损害，阀控式密封铅酸蓄电池的充电
电流必须限制在不超过0.25C10（A），通常限制在 0.2C10（A）以下（C10为蓄电池的额定容量）。蓄电池放
电失去的电量应及时得到补充，因此充电电流也不能太小。
充电限流值一般取0.1C10（A）为宜。
蓄电池的充电限流值等，预先在开关电源的监控器上设定。 恒压限流充电实质是先恒流充电后恒压充电，二者结合。
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防止对浮充电压允许范围的误解
YD/T799—2002中规定：“蓄电池浮充电单 体电压为2.20~2.27V（25℃）”。需要注意， 这是指不同厂家生产的阀控式密封铅酸蓄电池 允许进网的浮充电压范围，而不是一个蓄电池 成品的浮充电压允许变化范围。
对于一种具体产品，阀控式密封铅酸蓄电池的 浮充电压在25℃条件下是个确定值。
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4.2 全浮充工作方式
蓄电池的运行有充放电循环和浮充两种工作方式。 通信局（站）现在都采用全浮充工作方式，即整
流器与蓄电池组并联向负载（通信设备等）供电， 正常情况下蓄电池组始终同整流器和负载并联， 充电时也不脱离负载。
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4.1.3 阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理
蓄电池的电动势E 等于蓄电池的开路电压。单体铅酸蓄 电池E 的标称值为2V ，出厂时单体电池开路电压一般为
2.11V~2.18V 。 电势与电解液密度有关，密度大电势会有所升高。
一组电池内，各电池间的开路电压，最高与最低差值应 不大于20mV（2V电池）、 100mV（12V电池）。
自放电，是由于电池内杂质的存在，使正极板和负极板 活性物质逐渐被消耗而造成电池容量减小的现象。
阀控式密封铅酸蓄电池必须严格按照蓄电池厂家的规定 来确定浮充电压值。
温度变化时，阀控式密封铅酸蓄电池单体浮充电压应按 温度补偿系数（-3～-3.6）mV/℃进行修正（补偿）。
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全浮充电路原理图
-48V全浮充系统
+24V全浮充系统
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4.2.1 浮充电压
浮充电压是指为补充自放电，使蓄电池保持完全充电状 态的连续小电流充电的电压。浮充供电的整流器，平时 输出浮充电压，并应在自动稳压状态工作，现在高频开 关整流器的稳压精度均应达到≤±0.6%。
贫液式电池具有自放电小、充电效率高、内阻小、气 体复合率高等特点，是阀控式密封铅酸蓄电池的主流 产品。
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胶体电池
胶体电池采用触变性二氧化硅凝胶（GEL）吸收电解液。 胶体在凝固期间收缩形成微裂纹，裂纹宽与AGM的孔 径在一个数量级，可为氧气复合提供通道。在电池使用 初期，电解液胶体不能形成大量微裂纹，氧的复合效率 较低，因此安全阀频繁开启，有气体逸出。随着电池的 不断使用，微裂纹增加，氧的复合率达到正常状态。胶 体电池的隔板是这种电池的专用PVC隔板。
阀控式密封铅酸蓄电池负极板活性物质的总量比正极 板多15%左右，电池充电至正极板已经充足时，负极 板尚未充电到额定容量的90%，同时负极板采用提高 析氢过电位的板栅材料（如铅钙合金），因此在正常 情况下，电池内只有正极产生少量氧气，负极不会产 生难以复合的氢气；正极在充电后期产生的氧气扩散 到负极绒状铅的表面，与其化合(变成氧化铅PbO)， 经化学反应最终复合为水，称为氧循环。
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4.1.4 阀控式密封铅酸蓄电池的特点
阀控式密封铅酸蓄电池与防酸隔爆铅酸蓄电池相比，主 要有以下特点：重量轻，体积小，能量体积比高；无酸 雾逸出，不需要单独设立电池室，可与主机同室放置； 无需添加纯水，维护工作量小；自放电小*；要求浮充 电压较高，并且对浮充电压值要求严格。
槽盖上设有单向安全阀，用于泄放高压盈余气 体，避免电池槽发生炸裂。
正、负极柱也设在槽盖上。
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安全阀
VRLA电池正常使用时保持气密和液密状态。 当内部气压超过预定值时，安全阀自动开启， 释放气体；当内部气压降低后，安全阀自动关 闭使电池密封。
YD/T799—2002《通信用阀控式密封铅酸蓄 电池》5.13规定：安全阀的开阀压应是 10~35kPa，闭阀压应是3~15kPa 。
蓄电池组停止放电后，其端电压会反弹，48V电池组上升约5V左右。
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蓄电池的放电终止电压
放电终止电压，是蓄电池以一定的放电率放电至能再反 复充放电正常使用的最低电压。
固定型阀控式密封铅酸蓄电池（2V电池）当放电电流为
0.1C10（A）～0.3C10（A）时，放电终止电压为1.8V 。
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浮充电压举例
例如某品牌阀控式密封铅酸蓄电池，规定单体浮充电压 为2.23±0.02V(25℃)，温度补偿系数为 -3mV/℃。
-48V开关电源在25℃条件下，输出的浮充电压应为 -53.5V，当电池的温度变化时，浮充电压的绝对值应 按 -72mV/℃进行修正：若温度为30℃，则应为 -53.1V，若温度为10℃，则应为-54.6V；
开路电压：各电池最高与最低差值应不大于 20mV（2V电池）、50mV（6V电池）和 100mV（12V电池）。
浮充电压：进入浮充状态24小时后，各蓄电池之 间的端电压差应不大于90mV（2V电池）、 240mV（6V电池）和480mV（12V电池）。
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4.2.2 均充电压
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蓄电池的端电压
蓄电池放电时，端电压：
U=E-Ir
蓄电池充电时，端电压：
U=E+Ir 充时电U>E，放电时U<E。
·由于硫酸铅的导电性能比较差，因此放电后蓄电池的内阻r 增加。
·放电时，电解液密度减小，E 值也相应地有所降低；充电时，电解 液密度增大，E 值相应地有所升高 。
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均充电压（续）
均充单体电压为2.30~2.35V（25℃），按厂家要求执 行，并进行温度补偿。均充6~12小时，时间不宜太长。
例：厂家规定均充单体电压为2.35V（25℃），在25℃ 条件下，-48V开关电源输出的均充电压应为-56.4V， +24V开关电源输出的均充电压应为+28.2V。
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4.1.2 阀控式密封铅酸蓄电池(VRLAB)的结构
阀控式密封铅酸蓄电池由电池槽、正负极板组、电解液、 隔板、安全阀、引出端子等部分组成 。
正负极板组： 正极板上的活性物质是
二氧化铅（PbO2）， 负极板上的活性物质是绒状铅（Pb）。 电解液为稀硫酸（H2SO4），按其状态不同分为贫液式
蓄电池组的均充电压值在开关电源的监控器上设置。 厂家指出无须均充的电池，均充电压可设为与浮充电压
一致（或高0.1V），均充周期可设为最长（如999天）。