老杨一建通信学堂-通信用蓄电池的充放电特性

2020-06-27 08:01 作者:川杨学堂 0人读过 | 我要投稿

引言：提起电池，大家都不会陌生，五号电池、七号电池，还有纽扣电池。之前出差经常多带几块手机电池，现在手机电池一体化，人们已习惯带上充电宝，随时充电，保持手机在线。蓄电池是电池中的一种，属于二次电池。蓄电池是1859年由法国人普兰特（Plante）发明的，至今已有一百多年的历史。自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。到20世纪初，铅酸蓄电池历经了许多重大的改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。蓄电池作为后备电源系统的核心部分，被广泛应用于通信、电站、金融的重要部门，用以提供不间断的供电，确保主要用电设备在电网断电的情况下可以继续正常工作。

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名称：1L411053 章节：通信用蓄电池的充放电特性历年真题次数：5次重要度：★★

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历年真题

【2018真题全国】10.关于蓄电池充放电的要求，正确的是（）。

A.电池容量试验后，充电期间24h内不得停电

B.电池放电容量不应大于其额定容量的70%

C.采用3小时率放电时，U终=1.835V

D.铅酸蓄电池初充电完毕，静置1h后方可进行放电测试

(点击空白处查看答案)

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【正确答案】：D。

【老杨解析】19版126页铅酸蓄电池放电实验：放电测试应在电池初充电完毕，静置1h后进行。放电至电池端电压急剧下降时的临界电压。U_终=1.66+0.0175h，h-放电小时率。会计算！

通信用蓄电池的充放电特性

蓄电池是将电能转换成化学能储存起来，需要时将化学能转变成为电能的一种储能装置。蓄电池由正负极板、隔板(膜)、电池槽(外壳)、排气阀或安全阀以及电解液(硫酸)五个主要部分组成。

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一、蓄电池的工作特点

通信行业已广泛使用阀控式密封铅酸蓄电池 (免维护电池) ，阀控式密封铅酸蓄电池由正负极板、隔板、电解液、安全阀、外壳等部分组成。

正负极板均采用涂浆式极板，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。隔板采用超细玻璃纤维制成，全部电解液注入极板和隔板中，电池内没有流动的电解液，顶盖上还备有内装陶瓷过滤器的气阀，它可以防止酸雾从蓄电池中逸出。正负极接线端子用铅合金制成，顶盖用沥青封口，具有全封闭结构。

二、蓄电池的工作原理

蓄电池(Storage Battery)是将化学能直接转化成电能的一种装置，按可再充电设计的，通过可逆的化学反应实现再充电，通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出，比如生活中常用的手机电池等。

蓄电池工作原理图片素材源于微信公众号：通信电源人。感谢

三、蓄电池的主要指标

蓄电池的主要指标包括电动势、内阻、终了电压、放电率、充电率、循环寿命。

(1)电池电动势(E):蓄电池在没有负载的情况下测得的正、负极之间的端电压，也就是开路时的正负极端子电压。

(2)蓄电池的内阻(R):在蓄电池接上负载后，测出端子电压(U)和流过负载的电流(I)，这时蓄电池的内阻(R)为(E-U)/I。蓄电池的内阻应包括:蓄电池正负极板、隔板(膜)、电解液和连接物的电阻。电池的内阻越小，蓄电池的容量就越大。

(3)终了电压:是指放电至电池端电压急剧下降时的临界电压。如再放电就会损坏电池，此时电池端电压称为终了电压。

(4)放电率:蓄电池在一定条件下，放电至终了电压的快慢称之为放电率。放电电流的大小，用时间率和电流率来表示。通常以10小时率作为放电电流，即在10h内将蓄电池的容量放至终了电压。

(5)充电率:蓄电池在一定条件下，标称容量与充电电流的比称之为充电率。常用的充电率是10h率，即放电终了后的电池组充电的时间至少需10h，才达到充电终期(电池充满)。当缩短充电时间时，充电电流必须加大，反之，充电电流可减少。具体充电所需时长与电池内剩余的电量有关。

(6)循环寿命:蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环。蓄电池所能承受的循环次数称为循环寿命。固定型铅酸蓄电池的循环寿命约为300-500次，阀控式密封铅酸蓄电池的循环寿命约为1000-1200次，使用寿命一般在10年以上。

四、蓄电池的充放电特性

1.放电:用大电流放电，极板的表层与周围的硫酸迅速作用，生成的硫酸铅颗粒较大，使其硫酸浓度变淡，电解液的电阻增大。颗粒较大的硫酸铅又阻挡了硫酸进入极板内层与活性物质电化作用，所以电压下降快，放电将会超过额定容量很多，成为深度过量放电，造成极板的硫酸化，甚至造成极板的弯曲、断裂等。用小电流放电，硫酸铅在电解液中生成的晶体较细，不会遮挡中间隔板，硫酸渗透到极板比较顺利，电压下降较少，不会造成深度放电，有利于蓄电池的长期使用。

2.充电:充电终期电流过大，不仅使大量电能消耗，而且由于冒气过甚，会使电池极板的活性物质受到冲击而脱落，因此在充电终期采用较小的电流值是有益的。充电的终了电压并不是固定不变的，它是充电电流的函数，蓄电池充电完成与否，不但要根据充电终了电压，还要根据蓄电池接受所需要的容量，以及电解液比重等来决定。

(1)浮充充电：在电池组与开关电源设备构建成供电系统后，用整流设备和电池并联供电的工作方式，由整流设备浮充蓄电池供电，并补充蓄电池组已放出的容量及自放电的消耗。

(2)均衡充电：因蓄电池在使用过程中，有时会产生比重、容量、电压等不均衡的情况，应进行均衡充电，使电池都达到均衡一致的良好状态。均衡充电一般要定期进行。如果出现放电过量造成终了电压过低、放电超过容量标准的10%、经常充电不足造成极板处于不良状态、电解液里有杂质、放电24h未及时补充电、市电中断后导致全浮充放出近一半的容量等情况时，都要随时进行均衡充电。

5通信机房蓄电池维护常识

在动力机房48V直流供电系统中,后备蓄电池组是整个通信供电系统的最后一道供电保障防线,又是电源维护工作的重点与难点,为确保通信网络的供电安全,必须科学有效地对电池进行维护,掌握机房蓄电池组的实际续航能力,确保通信设备直流供电安全稳定。

老杨给予学习建议

蓄电池未来变化的关键词是“锂进铅退”，5G快速发展，站点功耗倍增，需要能量密度更高的储能系统，随着技术的不断发展，成本的不断降低，后续一定会有新的技术替代铅酸电池，锂电正当其时。当前锂电池的循环寿命是铅酸电池的5倍，浮充寿命是铅酸电池的2倍，生命周期成本已经低于铅酸电池，未来三年锂电池价格将下降30%，预计2022年与铅酸电池的绝对成本基本持平。在通信领域推广使用的磷酸铁锂电池采用大容量、叠片式、软包装、贫液态锂离子电池专利技术，相比铅酸电池，磷酸铁锂电池通信电源产品具有占地空间小、能量密度高、循环寿命长、安全可靠、绿色环保的优势。锂电池可以充分利用循环特性，通过电力削峰避免市电增容改造、分时峰谷电价错峰降低电费，将进一步降低网络建设和运营成本。所以在未来的通信电源领域里，运营商将会接受并且大规模地使用磷酸铁锂电池。

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