阀控式铅酸蓄电池常见问题分析

阀控铅酸蓄电池常见故障分析摘要：随着轨道交通自动控制及调度监控系统的发展，对自动控制系统安全性和供电的可靠性要求越来越高。

蓄电池组作为自动控制系统的后备电源，当外部电源切换或失电时，可以起到保证系统正常运行的作用。

提高蓄电池性能，降低蓄电池故障率，对保证轨道交通自动控制系统稳定运行具有重要的意义。

因此十分有必要对蓄电池故障因素进行分析，以找出导致蓄电池性能下降或失效的原因，进而在蓄电池安装、运行、维护中采取相应的措施以提高阀控铅酸蓄电池的可靠性和使用寿命。

关键词：阀控铅酸蓄电池；故障；运维一、铅酸蓄电池的常见故障现象及产生原因1.1硫酸盐化所谓硫酸盐化是指在电池正极板上产生一层导电不良、白色粗晶粒硫酸铅，在电池正常充电时，不能使其完全转化为铅和二氧化铅的现象。

产生原因：①电池长期充电不足或不能及时对使用过的电池进行充电。

导致生成的硫酸铅部分溶解于电解液并随温度的变化重新析出或溶解，沉积后形成不易反应的大晶体；②长期过量或小电流长时间放电，使极板深处的活性物质在孔隙内生成硫酸铅；③电解液液面过低。

电极的上部与空气接触氧化，电解液与氧化部位接触生成难溶的大晶粒硫酸铅。

1.2正极板软化，板栅腐蚀，活性物质脱落所谓正极板软化，板栅腐蚀，活性物质脱落是指由于蓄电池的不当使用以及使用次数的增加，正极板上的二氧化铅慢慢脱落，板栅遭到腐蚀，正极板逐渐的变松软直到变成糊状。

活性物质以块状堆积在隔板之间。

产生原因：①电池正极活性物质二氧化铅比硫酸铅摩尔体积小，放电时正极板生成的硫酸铅引起活性物质体积膨胀。

蓄电池在使用过程中反复充放电，正极板反复收缩和膨胀。

使得活性物质之间结合能力下降；②当充电电流过大。

电解液温度过高以及过充电时，极板孔隙中容易析出大量气体，在极板孔隙中产生压力引起活性物质膨胀、变松，板栅氧化；③经常大电流深度放电，电池正极板表面B氧化铅接近用完。

此时起支撑作用的氧化铅就会参加反应，由于氧化铅只能在碱性环境中生成,所以其量越来越少，支撑作用消失；④电解液不纯净，加速板栅的腐蚀和活性物质的脱落。

阀控式密封铅酸蓄电池常见故障及措施研究摘要：铅酸蓄电池用途非常广泛，阀控式密封（VRLA）铅酸蓄电池整体采用密封结构，不存在普通铅酸蓄电池的析气、电解液渗漏等现象，使用安全可靠、寿命长。

本文分析了其常见故障现象、剖析了原因和解决的措施。

关键词：阀控式铅酸蓄电池故障研究铅酸蓄电池因价格低廉、原材料易于获得、使用上的可靠性、适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点，在化学电源中一直占有绝对优势。

阀控式密封（VRLA）铅酸蓄电池整体采用密封结构，不存在普通铅酸蓄电池的析气、电解液渗漏等现象，使用安全可靠、寿命长。

常见故障主要有：一、热失控阀控式密封铅酸蓄电池的寿命和性能与蓄电池内部产生的热量密切相关。

阀控式密封蓄电池内部的热源是蓄电池内部的功率损耗，在浮充工作时，蓄电池内部的功率损耗可以简单地看作是浮充电压和浮充电流的乘积。

在恒压充电时，浮充电流随温度上升而增大，增大了的浮充电流又会产生更多的热量，从而使温度进一步上升。

如果蓄电池内部热量产生的速率超过蓄电池在一定的环境条件下散热的能力，蓄电池温度将会持续上升，致使蓄电池的塑料外壳变软，最后导致塑料外壳破裂或熔化。

这就是所谓热失控。

所以蓄电池进行恒压充电时，对充电电压进行负的温度补偿是非常重要的。

（1）热失控现象。

应该指出，在正常浮充电压下是不可能产生热失控的，只有人为操作和设备失控使电压过高，或蓄电池组中个别蓄电池严重故障如短路、反极时才可能产生。

由于充电电压和电流控制不当，在充电后期，会出现一种临界状态，即热失控。

此时，蓄电池的电流及温度发生积累性的相互增强作用，使蓄电池外壳变形“鼓肚子”，因此，正确选择浮充电压和定期检查每个蓄电池的“健康情况”是非常重要的，如果使用环境温度变化较大，应根据温度进行补偿加以校正。

由于阀控式密封铅酸蓄电池采用贫液设计，蓄电池中灌注的电解液都吸附在玻璃纤维板上，当充电电流增大时，就需要通过安全阀来释放气体，因而造成了蓄电池失水、内阻增大、容量衰减和在充、放电过程中产生大量的热量。

41中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2020.11 （下）一级生产负荷的生产装置，除采用双路电源供电来提高供电可靠性之外，还广泛使用蓄电池作为储存电能的后备电源装置，蓄电池是后备电源系统中最重要的组成部分。

本文结合阀控式密封铅酸蓄电池工作原理和特点，用其故障机理分析方法对多起阀控式密封铅酸蓄电池失效问题，针对几种典型的失效方式给出了相应的解决措施，着重从选型、运行、维护解决此类问题。

1 VRLA 蓄电池工作原理阀控式密封铅酸VRLA （简称VRLA ）蓄电池的工作原理，基本上仍沿袭传统的铅酸蓄电池，它的正极活性物质是二氧化铅（PbO 2），负极活性物质是海绵状金属铅（Pb ），电解液是稀硫酸（H 2SO 4），其整个VRLA蓄电池的反应方程式：VRLA 蓄电池在结构上正极采用铅钙合金或铅镉等合金，负极采用铅钙合金，隔板采用超细玻纤隔板，整个蓄电池化学反应密封在塑料蓄电池壳内，出气孔上加上单向的安全阀。

这种蓄电池结构在规定充电电压进行充电时，正极析出的氧（O 2），可通过隔板通道传送到负极表面，还原为水（H 2O），由于VRLA 蓄电池采用负极板比正极多出10%的容量，使氢气析出时电位提高，加上反应区域和反应速度的不同，使正极出现氧气先于负极出现氢气，正极电解水反应式如下：氧气通过隔板通道或顶部到达负极进行化学反应。

负极被氧化成硫酸铅，经过充电又转变成海绵状铅。

阀控铅酸蓄电池常见故障分析邬建（中国石化股份有限公司广州分公司，广东 广州 510725）摘要：阀控式密封铅酸VRLA（简称VRLA）蓄电池因其性价比高、适应性广是目前广泛在各领域应用的铅酸蓄电池，本文主要结合阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理和特点，用失效机理方法对多起阀控式密封铅酸蓄电池问题查找故障原因，给出了相应的解决措施，着重从选型、运行、维护实现该类蓄电池的长周期运行。

电压表测量其充 电机实际输 出电压只有 ２ 。经了解这组蓄电 １Ｖ ９ 池 自投入运行 ５ 年来运行参数从未进行调整 ，造成 了蓄 电池组
的 长 划 欠 充 电。 ５ 维 护 问题 ．
维护不到位或维护不当会造成蓄 电池组处在不正常的工作 状态 ，久而久之 ，就会造成蓄 电池组的报废。阀控式铅酸蓄电 池组维护不当主要有检查及测量不及时或测量 不准确 ，充电设 随着技术的不断发展 ，阀控式铅酸蓄 电池得到了广泛的应 备不符合阀控式铅酸蓄电池组运行参数要求 ，对蓄电池组存在 用 ，它是一种 密封的蓄电池 ，在运行 中维护量小 ，为变 电所的 的 问题处理不及 时，对直流系统不重视 ，维护制度不全或执 行 安全运行及维护提供 了可靠的保 障，得到 了广大运行及维护管 不 力 等 原 因。
理 人 员 的 好评 。 是 阀控 式 铅酸 蓄 电池 给 运 行 带 来便 利 的 同时 ， 但 二 、解 决对 策 也 给 观 测 和 维 护带 来 困难 ，从 近 几 年 的使 用 情 况 看 ，许 多 阀控 １提 高认 识 ， 强培 训 ， 断提 高运 行 维 护人 员的技 术素 质 ． 加 不 式蓄 电池组运行效果并不理想。本文根据近年来多个变电站的 随 着 阀 控 式 铅酸 蓄 电池 的使 用 ，广 大 的 管 理 及技 术 人 员 已 直流系统及蓄电池维护的统计 资料 ，分析 阀控式蓄电池 的运行 充分认识到对阀控式铅酸蓄电池 的维护的重要意义 ，阀控式铅 过程 中存在的问题 ，制定解决的办法 ，在实际应用中取得 了良 酸蓄 电池并不是免维护的 ，最多只能称作少维护蓄电池 。应使 好 的效果 。 广 大运行维护人 员掌握 阀控式铅酸蓄 电池的运行参数 、故障判 变 电站 阀控式 铅酸 蓄 电池组存 在 的 问题 断与处理 、运行参数 判断与调整、周期 性的检测等知识 ，及时 在 阀控式铅 酸蓄电池大量使用后 ，经过一段 时间的运行 ， 准确 判断蓄 电池及其直流系统的运行状态。 ２ 改 善运 行 环 境 ． 出现 了容量下降 ，漏夜 、电压异常、整组报废等各种各样的 问 题 ，造 成 这 种 问题 的原 因主 要 有 ： 提 高认识 ，改变思路是解决蓄电池组运行环境 ，保证工作 １ 认识 问题 ． 温 度 的前 提 。直 流 系 统在 变 电站 中 起 着及 其 重 要 的 作 用 ，但 所 阀控式铅酸蓄电池在使 用之初 ，被广大销售人 员及使用维 占变电站投资微乎其微 ，因此应对变电站的蓄电池环境做适 当 护人 员简称为免维 护蓄 电池 ，以至于在安 装、验收、运行和维 投 资，加装空调设备或其它调温设备 ，采取措施保持蓄 电池室 使 对 护 中把 这 种 蓄 电 池 当作 完全 的免 维 护 ，安 装运 行 后 从 来 不进 行 干燥 、 阳光 不 直 射 等 。 一 般 的 设 有 专 用蓄 电 池 室 的变 电站 ， 观 测 、调 整等 工 作 。在 所 调 查 的 ２ 组 蓄 电 池 当 中 ，一 年 内没 有 加装空调投资三千元可确保蓄电池组运行在标称的运行环境 ， ３ 做 任何维护 的有 １ 组 ， ８ 使这种蓄电池组在运行中出现 问题不能 可大大提高蓄电池的使 用寿命 ，特别对大容量蓄电池组尤其重 要 和值 得 投 资 。 安 装 在继 电室 内的 蓄 电 池组 ， 加 强 监视 ， 对 可 及 及 时 发 现 ，最 后 造成 整组 报 废 。 ２ 环境 问题 ． 时调节室内温度 ，使其达到运行要求 。 ５ 采 用优 质 产 品 ． 阀控式铅酸蓄电池对运 行环境有相当高的要求 ，特别是对 周 围温 度十 分敏 感 ，一般生 产厂家蓄 电池的运 行环境温度 为 采用好 的产 品是保证设备安全可靠运行 的重要前提 ，但在 １－ ５ ２。 ５ Ｃ。当环境温度超过 ２ 。 ，每升高 １￣ ５ Ｃ后 ０Ｃ电池寿命就要 具体的工作 中运行维护部 门要 多做积累 ，不断总结设备运行情 缩短一半， 例如： １ 年期寿命的电池 ， 对 Ｏ 当环境温度为 ３ 。 况统计与总结 ，及时反馈设备运行与质 量信息 ，以供采购等部 ５Ｃ时， 实际寿命只有 ５ ５ ． 年，如果再升高 １ ￣ ０ Ｃ达到 ４ 。 ５ Ｃ时，其寿命只 门采纳 。在采购 、运行、维护等方面及时互通信息 ，优 先采购 有约 ２ ５ ． 年了。蓄 电池室为了防小动物 ，一般 门窗都 比较封闭， 质 量 好 的 产 品 。 通风不好， 别是华 中及南方地区， 特 室内温度一般较高升高 ， 对 ４ 及 时 改造 系统 ，使 蓄 电池 与 充 电设备 匹配 运行 ． 由于 阀 控式 铅 酸 蓄 电 池 的 固有 特 性 ，对 运 行环 境 及 运 行参 蓄 电池 的运 行 极 为 不 利 。 数有较高的要求 ，在直流系统 中应避免出现 更换蓄电池组不考 ５． 品 质 量 问题 产 部 分 蓄 电池 产 品 因为 其 他 原 因 ，不按 生 产 工 艺 标准 及 要 求 虑与充电设备 的配合 。在现场运行 的直流系统 中还存在这种现 控 制 生 产 质量 ，降 低 极 板 厚 度 ，极柱 焊 接 不 牢 ，密封 不 严 ，质 象 ，阀 控式 铅 酸 蓄 电 池配 老 的 硅 整 流 器 ，充 电 电压 、充 电 电流 、 检把关不严 ，夸 大产 品性能等等。根 据运行经验 ，有许 多产 品 纹波系数等根本达不到阀控式铅酸蓄电池的要 求 ，造成蓄电池 在正常使用情况下 ，达不到标称使用寿命及容量 ，使用户造成 组损坏。因此，蓄 电池的改造 与更换要综合考虑 ，使之参数相 误解。ｌ ｚ，有些蓄 电池产品寿命达不到十年 ，但 为了和其它 互 配 合 。 Ｃｌ ｄ： ； ５ 建 立 长 效 管理 机 制 ，不 断 积 累运 行 维 护 经验 ， 不断提 高 ． 产 品标称性能参数上一致 ，也称其十 年寿命 ，实际使用并非如

大电流长期充电造成外壳变形，渗漏
极柱严重扭曲，撞击造成极柱渗漏
3、电池壳与盖封合处漏酸
热封或粘合壳盖不牢固
五、外观破损
极柱断裂或电池外表损伤严重
接线不当扭断或意外原因撞断极柱及造成电池外观破损
运输或搬运造成
六、气阀故障
1、电池中某单格外壳严重鼓胀甚至造成胀破了外壳。
阀帽与阀座在顶面的接触部位发生了异常的粘结造成电池不能向外排气。
2电池在存放一段时间26个月后某电池的开路电压或闭路电压明显比其他电池低2v电池低于2v6v电池低于55v12v电池低于11v将电池面上的盖片打开时其中的一个或两个阀帽的顶面中心部位无凹陷正常应有凹陷现出
阀控式全密封铅酸蓄电池常见故障、问题及原因
故障问题
现象
造成原因
一、过放电
1、2v电池电压低于1.8 v（通常只有0-1.5v）
2、电池在存放一段时间(2-6个月)后某电池的开路电压或闭路电压明显比其他电池低(2v电池低于2v，6v电池低于5.5v，12v电池低于11v)将电池面上的盖片打开时其中的一个或两个阀帽的顶面中心部位无凹陷(正常应有凹陷)现出。
1、阀帽与阀座配合太松，造成电池某单格未能密封好。
2、阀帽内壁或阀座外壁有杂物，造成某单路未能密封好，凡是气阀密封不良的单格都会使空气中的氧气可进入电池，造成负极氧化而自放电，同时该单格电池因失水也较快而丧失电池容量。
2、单格电池经均衡充电，电压仍达不到额定电压2v(如12v电池达不到12v以上；6vБайду номын сангаас池仍达不到6v以上，2v电池仍达不到2v以上)且短路的一个单格发热严重。
1、隔板破损或穿透。
2、有铅粒落入电池内部。
四、电池渗漏电液
1、池壳或池盖明显因撞击摔打而破裂。

阀控式铅酸蓄电池常见问题分析摘要：阀控式铅酸蓄电池普遍作为220V直流装置、UPS不间断电源、EPS应急照明装置的重要组成部分，在化工企业供电系统中应用广泛。

在市电发生故障时，阀控式铅酸蓄电池是否能可靠投入运行，将是化工装置能否平稳运行的极其重要因素。

本文根据实际运行经验，对阀控式铅酸蓄电池运行中的常见问题进行分析，从而总结出阀控式铅酸蓄电池日常巡检及维护保养的注意事项。

关键词：阀控式铅酸蓄电池；蓄电池维护保养；蓄电池常见问题1.环境温度过高环境温度过高时，蓄电池由于增加了内部的水分损耗，使极板的腐蚀加剧，缩短了蓄电池寿命。

若蓄电池长期运行在超过标准温度下，则温度升高10℃蓄电池的寿命约降低一半。

最佳的环境温度是控制到25℃，在25℃时，蓄电池的放电容量和使用寿命能达到最佳。

同时电池应避免受到阳光直射。

2、电池室内无通风装置关于通风换气。

对于阀控式铅酸蓄电池电池，IEEE 484标准—“阀控式铅酸蓄电池用于固定用途时的设计及安装”中这样表述：“电池区域应该通风换气，防止氢气聚集以及维持设计的操作温度。

换气条件必须使得氢气含量小于2%（体积百分比）”。

虽然阀控式铅酸蓄电池有95%以上的气体复合效率，但在设计蓄电池室时，还是应该考虑通风换气要求。

3 、过量放电当蓄电池过量放电时，由于内部产生过量的硫酸铅，使极板物质体积增大，引起极板弯曲、膨胀，严重时还将导致蓄电池槽胀裂。

当蓄电池因过量放电导致电池发生外形发生变形，应将蓄电池进行更换。

4 、浮充电压设置过低当浮充电压设置过低时，蓄电池由于长期处于欠充电状态，使极板深处的活性物质无法参与化学反应，继而在活性物质与隔板膜之间形成高电阻层，加大了蓄电池内阻，造成蓄电池的容量下降。

如发现此类故障，可将蓄电池进行较大电流的活化性放电。

5、浮充电压设置过高当浮充电压设置过高时，蓄电池由于长期处于过充电状态，使内部产生的气体量增加，同时因为安全阀经常处于开阀状态，从而引发蓄电池严重失水，电解液浓度增大，蓄电池内部腐蚀加快、容量失效等一系列后果。

运行定期 电池 电压检测 记 录中发现 动力三 组 电池 电 ｆ
压测量 正常 ． 最 小 电压值 为 ２ ． ２ １ Ｖ（ ３ ０号 电 池 ） ． 最 大 电 压值 为 ２ ． ３ ２ Ｖ （ ７ ８号 电池 ） 从 安 装 后 进 行 交 接 试 验 时 的数 据 记 录 来 看 ， 放 电电流 １ ０ ０ Ａ， 放 电从 ８ ： ２ ９至 １ ２ ： １ ８约 ４ ｈ ， 其 最 大 电压 值 为 ２ ． １ ３ ５ Ｖ（ ２ ３号 电 池 ） ． 最 小 电压 值 为 １ ． ８ ６ ５ Ｖ（ ５ 号 电池 ）
性 、耐 用 性 和 可 靠 性 在 电 力 行 业 得 到 了广 泛 的 应 用 。
目前绝大 多数 电厂都 已使 用 Ｖ Ｒ Ｌ Ａ蓄 电池代替 了传
统 的普 通铅 酸 蓄 电 池 。 但这并不代 表使用 Ｖ Ｒ Ｌ Ａ蓄 电
度的鼓包 ．下层 的１ ２ 个 蓄电池外壳基 本没有 受损 ， 仅 有粉尘粘附在其表面。中间段 ３ ７ ６ ８号蓄电池严重烧 损 。其 中上层与 中间层 的共 ２ ４ 个 蓄电池烧损严重 ． 部
ｌ故 障原 因
１ ． １现场检查情况
此 次 烧 毁 的动 力 三 组 蓄 电池 共 １ ０ ４只 ． 为 某 国 产 品牌 ． 型号 为 Ｂ Ｔ — Ｍ Ｓ Ｅ 一 １ ０ ０ ０ ， ２ Ｖ １ ０ ０ ０ Ａ ｈ ／ １ ０ ＨＲ， 出 厂 日期 为 ２ ０ １ ３ 年 １ ０月 ． ２ ０ １ ３ 年 １ １ 月投运 ． 运 行 ５个 多 经查运行值班记录 ， 运行 人 员在 事 件 当 天 凌晨 ２ ：
剩铜芯与螺栓 、 电缆连接 ， 蓄电池外壳烧熔 ， 大部分 已 经露 出极板 ． 汇流条熔化 。 下层 的 １ ２个蓄 电池 中（ 含４ 个 备用蓄 电池 ） 有 ２个烧 损严重 ． 外壳 已烧熔 露 出极

阀控式铅酸蓄电池的故障原因分析
1. 电池内部断路 特征：电池有电压，但不能放电，也不能充电。 故障原因： ①电池制造质量问题，极柱设计过小，使用合金机械强度差，极柱铸 造有缺陷，极柱在焊接时存在隐患等因素而引起的极柱本身或极柱相连接 的部位以及极柱与汇流排连接处机械强度不足。 ②错误的使用合金，使用含锑合金制造极柱和焊条来焊接铅钙合金极 板，使得极柱与汇流排快速腐烂，而形成断路，故最好焊接的合金与板栅 合金相同。 ③使用的原因：电池充电电压过高，电池使用过程中产生高温促成快 速电化腐蚀而是极柱或焊接薄弱处机械强度日益减小以至行车时振断。
1 充电时电压不足（充电电压过低）。 2 长期充电不足或处于半放电状态。 3 过量放电或放电后不及时充电。 4 电池内部短路。 5 电解液密度过高。 6 电池使用温度过高。 7 极板外露。
8 电池自放电会加速极板硫酸盐化， 极板硫酸盐化又会加速自放电。 9 负极板活性物质比正极板多，易引起正板硫酸盐化，并能引起电池
2 充电电压过高是造成这种弊病的主要原因。 3 电池在严重缺水的情况下，继续使用或存放，致使正板栅上部严
重腐蚀。 4. 极板严重硫酸盐化，电池容量下降。 特征：滇池开路电压偏低，大电流放电迅速达到终止电压，时发现：正负极板 颜色淡黄或浅褐色，负极板颜色发白，用手指触摸时感觉有粗大颗粒，正负极 板都很脆硬，严重时表面有白色结晶，在光线照射下闪闪发光。 产生原因：主要是使用不当。
③压力偏大，如开阀压力偏高。 8. 电池槽破裂 原因：
①材料强度不够，低于设计强度，如使用了较多的回补，材料老化， 材料被有机溶剂腐蚀，注塑工艺不佳导致较大的回应力。 ②电池槽结构不好，使局部回应力过度集中。 ③装配压力过大，阀控式为紧装置，装配压力一般为 40-60Kpa。 4 电池内部压力过大，比如气密性试验压力过大易损伤电池槽，表面

第4章阀控密封式铅酸蓄电池典型故障分析从阀控密封式铅酸蓄电池中排出氢气、氧气、水蒸气及酸雾，都是失水和干涸的原因。

干涸造成失效是阀控密封式铅酸蓄电池所特有的。

阀控密封式铅酸蓄电池干涸失效的原因如下。

①浮充电压过高。

阀控密封式铅酸蓄电池大部分是浮充使用，在浮充状态下，如果浮充电压过高，就会引起电解液中水分的分解，产生气体并通过安全阀释放出去。

长期这样使用就会造成电解液中的水分被大量电解、散失，导致阀控密封式铅酸蓄电池干涸失效。

②使用环境温度较高。

使用环境温度过高会使阀控密封式铅酸蓄电池在充电过程中产生的热量无法及时扩散到空气中去，加速了电解液的损失。

同时由于外壳的致密度等原因，阀控密封式铅酸蓄电池长时间处于高温、干燥的环境中也容易通过外壳损失水分。

③隔膜中的水分减少，使阀控密封式铅酸蓄电池的内阻增大，造成蓄电池在充电过程中产生的热量增加，引起蓄电池发热失水而干涸。

④当充电器的输出电压高出其设计规定的电压值时，这一高电压会对阀控密封式铅酸蓄电池产生一个较大的充电电流。

这时的电能几乎全部浪费在水的电解上。

阀控密封式铅酸蓄电池在完成充电后，若用1A电流过充电1h，则会有0.336g的水被分解，同时放出0.418L 氢气和0.209L氧气。

如果过充电电流引起电解液沸腾，产生大量的酸雾，就会加速阀控密封式铅酸蓄电池失水而干涸。

⑤气体再化合的效率低。

温度升高时从阀控密封式铅酸蓄电池壳体中渗出水，板栅的腐蚀会消耗水，因自放电而损失水的速度加快等，这些都会加速阀控密封式铅酸蓄电池干涸。

4.3.2 阀控密封式铅酸蓄电池极板硫化故障分析目前，广泛使用的阀控密封式铅酸蓄电池的失效都直接表现为内阻增大、端电压升高、容量不足、使用性能明显下降等。

直接影响阀控密封式铅酸蓄电池内在质量的两个重要技术指标是放电容量和循环使用次数（即使用寿命）。

1．阀控密封式铅酸蓄电池极板硫化原因分析阀控密封式铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程，放电时生成硫酸铅，充电时硫酸铅还原为氧化铅。

第4章阀控密封式铅酸蓄电池典型故障分析铅电极表面溶液的过饱和度有关。

在电流密度大、温度低及硫酸浓度高时，负极表面溶液的饱和度过高，钝化层随之变厚，所以，很容易造成阀控密封式铅酸蓄电池因放不出电而失效。

4.3.5 阀控密封式铅酸蓄电池组均匀性差故障分析1．阀控密封式铅酸蓄电池组均匀性差的表现串联使用的阀控密封式铅酸蓄电池组的均匀性是一个世界性的难题，在使用过程中总会有落后蓄电池存在。

其原因是多种多样的，有生产过程的原因，也有原材料和使用的原因。

阀控密封式铅酸蓄电池均匀性差主要有以下两种表现形式。

①某单只阀控密封式铅酸蓄电池容量低，表现为该单只蓄电池在放电时电压下降得快，充电时电压上升得也快。

②阀控密封式铅酸蓄电池荷电容量低，表现为充电和放电时蓄电池的电压都较低，原因是该蓄电池的容量并不低，而是该蓄电池没有充满电。

不少阀控密封式铅酸蓄电池在单体测试中可以获得比较好的结果，但是，对于串联阀控密封式铅酸蓄电池组来说，由于容量差、开路电压差等原始配组误差，充电时电压高的蓄电池会增加失水，电压低的蓄电池会欠充电，放电的时候电压低的会出现过放电，形成硫化。

随着充放电循环的进行，硫化的单体更容易进一步硫化，这个差异被扩大，最终影响整组阀控密封式铅酸蓄电池的寿命。

2．影响阀控密封式铅酸蓄电池组均匀性的因素①阀控密封式铅酸蓄电池原材料和半成品的规格和质量。

原材料中的有害杂质会降低阀控密封式铅酸蓄电池的浮充电压，加速蓄电池自放电。

隔板和极板厚度与吸酸量的不均匀性也会使浮充电压不均匀。

②安全阀的开启和关闭压力。

阀控密封式铅酸蓄电池在长期使用过程中很难做到使安全阀的开启和关闭压力始终保持均匀一致。

开启压力大的阀控密封式铅酸蓄电池极群上部空间的气体压力大，则浮充电压就高，反之亦然。

如各阀控密封式铅酸蓄电池的开阀压力有区别，会导致各蓄电池失水不同。

失水多的阀控密封式铅酸蓄电池相当于硫酸比重增大，导致开路电压增大，也就是该单体蓄电池的充电电压比其他蓄电池电压高，而在串联阀控密封式铅酸蓄电池组中其他蓄电池分配的电压就会下降而造成欠充电。

阀控式铅酸蓄电池故障分析与处理
1)、故障现象：漏液或破损。

原因分析：电池外壳变形，温度过高，浮充电压过高，电池极柱密封不严。

处理方法：与供应商联系更换处理。

2)、故障现象：浮充电压不均匀。

原因分析：电池内阻不均匀。

处理方法：均衡充电12-24h。

3)、故障现象：单体浮充电压偏低。

原因分析：单体电池欠充电。

处理方法：均衡充电12-24h。

4)、故障现象：容量不足。

原因分析：失水严重，内部干涸。

处理方法：均衡充电12-24h，均充后不行应更换或补加液处理。

5)、故障现象：电池极柱或外壳温度过高。

原因分析：螺丝松动，浮充电压过高等。

处理方法：检查螺丝或检查充电机和充电方法。

6)、故障现象：电池的浮充电压或高或低。

原因分析：螺丝松动。

处理方法：拧紧螺丝。

7)、故障现象：电池组接地。

原因分析：电池盖灰尘或电池漏液残留物导电。

处理方法：清洁电池盖灰尘，更换漏液电池，加上绝缘垫片。

储存温度
建议补充电间隔
补充电方式
低於 20oC 20～30oC 超过 30oC
每六个月 每三个月 不要储存
恒压充电 2.275V/cell 充 16 至 24 小时 恒压充电 2.45V/cell 充 5 至 8 小时 恒流 0.05CA 充 5 至 8 小时
虽然补充电方式不外乎上述之方式，但很多时候都无法使电池经补充电後容量达 100%，如此则 电池需经多次充放。
电池系 开发容量范围
列
建议使用范围
MU 系列 定 位 为 大 型 电 池 500 ～ 大型通信设备、铁路设备、电力公司储电系统 1500Ah
MSJ 系 定 位 为 中 型 电 池 150 ～ 中型通信设备、电力公司设备备用电源
列
500Ah
UP 系列 200Ah 以下
小型通信设备、紧急发电机、医院、消防、照 明备用电源、UPS
各类技术问题问答：
Q 01: 循环使用(Cycle use)与浮充使用(Standby use)的定义? Q 02: 为何循环使用(Cycle use)的充电电压要比浮充使用(Standby use)的充电电压来的高? Q 03: 充电电流大小对电池之影响为何? Q 04: 何谓电池 100%放电与 50%放电? Q 05: 在 40oC～50oC 下长期使用电池会导致热失控，对电池有何影响? Q 06: 电池充饱与否以何条件判断？ Q 07: 电池在串/并联使用时需注意那些事项？ Q 08: 请问电池容量确认的方式有哪些？ Q 09: 电池静置於 30oC 出厂超过 6 个月时，如何於 1Hr 内充电至 90%以上？有无不良影响？ Q 10: 如何去判断电池容量，W 数对 AH 而言？ Q 11: 为何会有零电压的发生? Q 12: 如何判定电池是良品或不良品? Q 13: 电池储存会因自行放电而容量逐渐减少，在何种状态下储存最适当？如何回复损失之容量？ Q 14: 何谓过放电？对电池之影响？ Q 15: GP、EXV、HC 及 HR 系列产品各有何优点? Q 16: CSB 产品优点？ Q 17: 为何不同规格之电池需用不同设计的极板? Q 18: 浮充电压对於电池寿命的影响？ Q 19: MU & MSJ & UP 系列电池之定位以及适用范围？ Q 20: MMU & MSJ & UP 系列电池於应用上的区别？ Q 21: 市售 UPS 放电时间应如何与电池规格(串/并)之搭配？ Q 22: 电池串并联放电与单颗放电其差异情况如何？ Q 23: 电池故障其显示现象为何？

阀控蓄电池的干涸、热失控的现象、原因及解决办法蓄电池的干涸和热失控是由于使用不当等各种原因导致的让蓄电池寿命减少的两种现象，很多用户在使用过程中都有过这种现象，他对蓄电池的寿命伤害是非常大的。

现在天洲为您全面的整理蓄电池的保养维护方法，助您避免这两种现象。

阀控蓄电池的干涸火炬牌阀控式铅酸蓄电池自从火炬蓄电池推出以来，由于其操作维护简单，释放有害气体少，对环境的污染程度大大降低，而受到用户的好评。

然而很多用户反映阀控蓄电池使用年限远远不足设计寿命10年以上。

其中，阀控蓄电池容易干涸和热失控是重要的原因。

蓄电池干涸(dry—up)是充电电解引起电解液水损失并使蓄电池放电容量减少的一种现象。

用作备用电源的阀控铅酸蓄电池面临温度严峻的大气环境，特别是在夏季高温大气环境中，由于浮充电期间的电解液水解，蓄电池易发生干涸或热失控，进而损害蓄电池性能。

为什么阀控式蓄电池容易干涸呢？是因为阀控蓄电池是典型的贫液式电池，内部的电解液全部吸附在电池的隔膜中，没有游离的电解液。

加上用户使用不当，就会加剧电池失水，使电池的反应无法继续进行，从而损害了蓄电池寿命。

以下行为都会加剧阀控蓄电池干涸：1、使用环境温度过高；2、不及时补充电解液；3、长期过充电。

其实，用户只要按照火炬蓄电池提供的说明书上的规定来操作，且定期来我们的维修售后部门检查保养，阀控蓄电池的寿命是完全可以达到设计寿命的。

热失控让蓄电池寿命大减蓄电池有一种现象叫热失控，它是让我们的电池达不到理论寿命的重要“凶手”。

所谓热失控(thermal runaway)是温度上升伴随引起蓄电池不正常热发生的充电电流增加，最后导致能使蓄电池损坏的干涸的一种现象。

在蓄电池不低于60 ℃的高温长期使用时，热失控容易发生。

当蓄电池在不低于70 ℃的高温使用时，热失控甚至能在短期使用时发生。

随着蓄电池使用环境温度的上升，充电电流增加，充电末期时电流比较大，电解液温度升高，氢氧过电位均降低；气体的生成和析出使气体复合通道增多，用于分解水的分解电流同步增大；二者均促使水分解加快。

阀控式密封铅酸蓄电池故障的原因分析及措施摘要：铅酸蓄电池是一种高效、环保的能源，在铅酸蓄电池的使用维护过程中难免发生各种各样的故障。

本文针对铅酸蓄电池在使用中经常出现的几种故障发生的原因进行了分析，并分别提出了具体的预防方法和解决措施，以延长蓄电池使用寿命、早期诊断和预防蓄电池可能出现的故障。

关键词：阀控式；密封铅酸蓄电池；故障原因；解决措施阀控式密封铅酸蓄电池具有防爆安全、使用数量少、电池单体电压高、维护方便、无腐蚀、无污染等优点，尤其是高频开关电源等的应用，使相关指标(稳压、稳流、纹波系数等)要求较严的阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池得到了广泛的应用。

但因这种蓄电池为全封闭式，其内部的实际情况肉眼观察不到，所以对其存在的“病情”不能及早发现，这就为早期采取相应的防范措施带来不便。

在使用过程中显露出的常见问题有：个别蓄电池寿命偏短、漏液、鼓肚变形、短路、反极性等。

1、阀控式密封铅酸蓄电池结构特点阀控式密封铅酸蓄电池的设计原理是把所需份量的电解液注入极板和隔板中，没有游离的电解液，通过负极板潮湿来提高吸收氧的能力，为防止电解液减少把蓄电池密封。

阀控式蓄电池主要由极板、隔板、电解液、电池槽、安全阀、外壳等组成。

阀控式密封铅酸蓄电池的极栅主要采用铅钙合金，以提高其正负极析气过电位，减少其充电过程中的析气量。

由于正负极板电化反应的差异，正极板在充电达70%时，氧气就产生，而负极板达到90%时才产生氢气。

在生产工艺上，一般情况下正负极板的厚度比为6:4。

根据这种正负极活性物质量比，当负极绒状铅达到90%时，正极上的二氧化铅接近90%，再经少许的充电，正负极上活性质分别氧化还原达95%，接近完全充电，这样可使氢气，氧气析出减少。

为了让正极产生的氧气尽快到流通到负极，阀控式铅酸蓄电池极板之间采用新型超细玻璃纤维作为隔板，隔板孔率由橡胶隔板的50%提高到90%以上，从而使氧气流通到负极，再化合成水。

2、对阀控式铅酸蓄电池的认识误区阀控式铅酸蓄电池从一开始便被称为免维护电池，而生产厂家又承诺该电池的使用寿命为10-20年（最少为8年）这样就使个别技术和维护人员产生一种误解，认为这种电池既耐用又完全不需要维护，许多用户从装上蓄电池后就基本没有进行过维护和管理，因而使阀控式铅酸蓄电池出现了很多从未遇到的新问题，例如，电池壳变形、电解液渗漏、容量不足、电池端电压不均匀甚至会出现电池着火或爆炸等现象。

第4章阀控密封式铅酸蓄电池典型故障分析4.1阀控密封式铅酸蓄电池早期失效和自放电故障分析4.1.1 阀控密封式铅酸蓄电池早期失效故障分析1．容量过早损失的失效模式早期容量衰竭是阀控密封式铅酸蓄电池出现的一种特殊故障，国内对于这一问题的深入研究进行得不多。

由于我国生产和使用普通铅酸蓄电池的历史很长，这一行业中的绝大多数使用和维护人员认为普通铅酸蓄电池的技术简单，他们对于这种普通铅酸蓄电池的使用性能和维护方法已经完全掌握了。

早期失效指的是一些阀控密封式铅酸蓄电池组在使用过程中，只有数月或1年阀控密封式铅酸蓄电池的容量就已低于额定值的80%；或整组阀控密封式铅酸蓄电池虽然普遍很好，但其中个别蓄电池的性能急剧变差。

早期容量损失常容易在如下条件发生。

①不适宜的循环条件，诸如连续高速率放电、深度放电，充电开始时电流密度小。

②缺乏特殊添加剂，如Sb、Sn、H3PO4。

③低速率放电时活性物质利用率高，电解液过剩，极板过薄等。

④活性物质视密度过低，装配压力过低等。

对于使用不到6个月循环寿命就提前终止的阀控密封式铅酸蓄电池，经解析发现80%以上的阀控密封式铅酸蓄电池的单元开路电压（OCV）、内部电阻（IR）均正常，用电感耦合等离子发射光谱（ICP）进行分析，电解液中各种金属含量均正常，因此，判断阀控密封式铅酸蓄电池本身没有制造缺陷。

对阀控密封式铅酸蓄电池进行单元放电，发现其容量低是由正极板的容量低下所决定的，经过解析发现毫无例外地存在着正极板活性物质软化的现象，其中程度严重的正极板活性物质已经大面积脱落。

对容量衰减的阀控密封式铅酸蓄电池的正极板和制造初期品的正极板进行了X射线分析，发现和制造初期品相比，不良阀控密封式铅酸蓄电池的正极板中β-PbO2所占比例明显增大。

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免维护铅酸蓄电池，顾名思义最大的特点就是"免维护"。

与铅酸蓄电池相比，它的电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。

它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。

当然相对的，其售价也会比铅酸蓄电池更贵。

至于使用寿命，正常情况下免维护蓄电池的建议更换周期为3年左右，与铅酸蓄电池相当。

阀控式免维护铅酸蓄电池与普通加水的铅酸蓄电池相比，其设计寿命长，使用维护相对很简单，但实际上它的使用寿命远远低于设计寿命。

导致阀控式免维护铅酸蓄电池的短寿命的原因有一下几个方面：一是产品质量问题；而是免维护铅酸蓄电池的特殊结构所决定；三是使用维护方法不当。

由于上述原因导致阀控式免维护铅酸蓄电池失效模式比普通铅酸蓄电池的失效模式要多，常见的失效模式有硫化，失水，正负板栅腐蚀的，内部短路，热失控，早期容量损失和负极汇流排的腐蚀等。

第4章阀控密封式铅酸蓄电池典型故障分析于95%；安全阀应具有自动开启和自动关闭的功能，其开阀压力应为10～35kPa，闭阀压力应为3～15kPa；阀控密封式铅酸蓄电池在充电过程中遇有明火，内部应不引燃、不引爆。

阀控密封式铅酸蓄电池均衡充电单体电压为2.30～2.35V（25℃），浮充单体电压为2.20～2.27V （25℃）。

严格执行上述规定，可以有效地抑制阀控密封式铅酸蓄电池爆炸等恶性事故的发生，为此在实际应用中应该做到以下几点。

①生产厂商对安全阀的质量要格外重视，以确保安全阀能被可靠地开启和关闭；宜适当放宽负极板的厚度，减少氢气析出量；灌注的电解液的比重不高于1.28，使其单体浮充电压在不高于 2.25V（25℃）时就能让阀控密封式铅酸蓄电池处于充分充满状态；封口方式宜采用封口胶粘接。

②要选择质量保证体系比较完善的公司生产的阀控密封式铅酸蓄电池。

目前生产阀控密封式铅酸蓄电池的厂商很多，产品质量的差别也很大，所以，在选购时一定要选择密封好、效率高、浮充电压和充电电压要求较低、生产工艺完善、一致性较好的产品。

③在运行维护中要严格按照规程进行操作，以保证阀控密封式铅酸蓄电池组处于完好状态，将浮充电压或充电电压稳定在规定值内。

若厂商说明书给定的浮充电压为一个范围，则应根据使用的环境温度进行整定。

如一般厂商给定的温度范围为20～30℃，浮充电压为2.23～2.27V（相对于2V的阀控密封式铅酸蓄电池），当温度为20℃时浮充电压应为2.27V，当温度为30℃时浮充电压应为2.23V。

如果长期以偏高的浮充电压运行，有可能会出现阀控密封式铅酸蓄电池过充电的情况，引起内部压力增大，失水加快，从而影响阀控密封式铅酸蓄电池的使用寿命。

相反，若长期以偏低的浮充电压运行，有可能会使阀控密封式铅酸蓄电池处于未充满状态，影响放电的时间。

发现异常或落后的阀控密封式铅酸蓄电池时一定要及时进行处理（落后的阀控密封式铅酸蓄电池只有在放电状态下才能正确判断）。