鉅大LARGE | 點擊量：1106次 | 2019年05月11日
如何延長鋰電池的使用壽命?鋰電池延長壽命秘訣
近日，富士達(dá)電動車與國內(nèi)知名電池品牌比克在現(xiàn)場召開了一場關(guān)于鋰電池電動車技術(shù)的交流會。
“鋰電池為什么比鉛酸電池好?”“如何延長鋰電池的使用壽命?”比克電池總經(jīng)理毛煥宇博士現(xiàn)場講解了鋰離子電池工作原理和使用技巧，并對現(xiàn)場觀眾的問題進(jìn)行了解答。
鋰電池使用與鉛酸電池完全不同
毛博士介紹到，鋰離子電池在日常生活中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，如目前手機電池、筆記本電池等基本都是鋰電池，在動力電池方面也已經(jīng)開始發(fā)展起來。他指出，鋰電池與鉛酸電池從內(nèi)部反應(yīng)和使用方式上都有很大不同。
鋰電池的特點是體積小、質(zhì)量輕、單位質(zhì)量儲能高，內(nèi)部電子的移動方式是一種物理變化，因此電池使用壽命長，而鉛酸電池的特點是對使用環(huán)境要求低，在一些低溫環(huán)境下依然能夠使用，但由于其內(nèi)部充放電的過程是化學(xué)變化，因此使用壽命較短。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“雖然鋰電池有這么多的好處，但要延長它的壽命，讓電動自行車能騎的更久，還是要注意一些問題。”毛博士指出，目前動力電池的使用都是將電池成組，通過單體電池的串并聯(lián)實現(xiàn)的，而鋰電池組由于其特點，對單體的一致性要求很高，“一組電池里邊，只要一個與其他電池不同，那么整組的效果就會下降。”
因此，鋰離子電動自行車消費者一定要注意使用時對電池的愛護。
目前通信電源所使用的蓄電池大多是先進(jìn)的閥控式密封鉛酸蓄電池，這種電池的每節(jié)單體電壓一般為2V，以串聯(lián)的方式組成48V或24V系統(tǒng)，它起著保護通信設(shè)備設(shè)施及保障網(wǎng)絡(luò)順利運行兩大功能。在保障通信電源設(shè)備設(shè)施上，蓄電池與UPS、開關(guān)電源系統(tǒng)一起發(fā)揮了防止市電電網(wǎng)電壓涌、浪、尖峰(跌落)及瞬變、欠壓(過壓)的作用，有效保護了通信設(shè)備、防止宕站事故。在保障網(wǎng)絡(luò)順利運行上，蓄電池與UPS、開關(guān)電源系統(tǒng)共同起到市電電源中斷時維持系統(tǒng)正常運行的功能，同時還發(fā)揮濾出噪聲電壓，保持通信質(zhì)量的功能。
這些電池一旦在通信基站安裝投入運行后，幾年內(nèi)不會涉及到更換，因而加強對蓄電池的維護，改善其使用狀況，從而有效地延長蓄電池的使用壽命，具有重要的意義。而蓄電池在線檢測目前無人值守的在通信電源維護中發(fā)揮著不可忽缺的作用
二、通訊系統(tǒng)蓄電池的技術(shù)現(xiàn)狀
蓄電池組是基站實現(xiàn)直流不間斷供電的一個重要組成部份，其投資額和開關(guān)電源設(shè)備基本相當(dāng)。目前移動基站采用的大都是二十世紀(jì)末發(fā)展起來的閥控式密封鉛酸蓄電池（簡稱VRLA電池）。由于采用了閥控式密封結(jié)構(gòu)，不需要加酸、加水維護，無酸液、酸霧泄出，可與設(shè)備同機房安裝。由于體積小、重量輕、自放電小、少維護、壽命長、使用方便、安全可靠等特點，深受用戶歡迎。但是我們卻必須看到，一方面這種電池的基本電化學(xué)原理仍然未變，因而其固有的電特性要求不僅沒變，反而要求更嚴(yán)；另一方面這種電池在推廣初期，廠家的說明書有時或多或少地將這種電池稱之為"免維護"電池，導(dǎo)致部份維護人員認(rèn)為這種電池不需要維護，使得蓄電池維護與檢測得不到應(yīng)有的重視，這一誤導(dǎo)至今還有深刻的影響。
基站蓄電池從目前使用情況來看，普遍存在蓄電池容量下降過快，使用壽命短，掉站的事故頻頻發(fā)生。從目前國內(nèi)幾家大型閥控式密封電池廠家生產(chǎn)電池的質(zhì)量來講，應(yīng)都能滿足各運營商要求，雖然各廠家生產(chǎn)蓄電池質(zhì)量、性能上有所差別。蓄電池的質(zhì)量因素應(yīng)不是影響目前各運營商基站蓄電池容量下降過快、使用壽命縮短的主要原因。從閥控式密封電池產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品性能、基站蓄電池使用過程現(xiàn)場勘察情況等綜合因素來看，結(jié)合交換局站使用情況，閥控式密封電池在正常情況下使用1～4年后，其容量下降應(yīng)不會這么快，造成基站蓄電池容量下降過快、使用壽命縮短的主要原因應(yīng)在于其基站使用環(huán)境以及維護有關(guān)。
造成基站蓄電池容量下降過快、使用壽命縮短的主要原因是：
第一、基站頻繁停電、停電時間長、停電時間無規(guī)律，使蓄電池頻繁充放電，根據(jù)目前蓄電池制造廠家對基站報廢蓄電池解剖情況來看，導(dǎo)致蓄電池壽命終止的原因在于蓄電池負(fù)極板的硫酸鹽化，這是蓄電池早期容量衰竭（PCL）的一種典型現(xiàn)象。
造成蓄電池負(fù)極板產(chǎn)生硫酸鹽化的原因如下：基站停電頻次過高，一天內(nèi)停電數(shù)次，甚至連續(xù)停電數(shù)天，使基站蓄電池在放電后尚未充足電的情況下又放電，蓄電池出現(xiàn)欠充現(xiàn)象。如連續(xù)多次發(fā)生欠充，將造成蓄電池容量累積性虧損，則該基站的蓄電池容量將在較短時間內(nèi)下降，其使用壽命將較快終止。一般來說，蓄電池容量下降的速度與該基站蓄電池連續(xù)欠充的次數(shù)成一定的正比關(guān)系。造成蓄電池容量下降的內(nèi)在原因在于，電池放電后在未充足電的情況下又放電，正、負(fù)極在放電后生成的硫酸鉛未能分別完全恢復(fù)成二氧化鉛和金屬鉛的情況下，正、負(fù)極板又放電，使蓄電池產(chǎn)生欠充，連續(xù)多次欠充，使負(fù)極板逐步硫酸鹽化，產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)晶硫酸鉛，特別是蓄電池處于深度過放電的情況下，蓄電池負(fù)極板的硫酸鹽化將更嚴(yán)重，硫酸鹽化的速度將更快，造成負(fù)極板表面被屏蔽，其功能逐步下降直至失效，導(dǎo)致蓄電池使用壽命下降直至終止。
第二、開關(guān)電源設(shè)置參數(shù)不合理，基站蓄電池欠壓保護設(shè)置電壓過低，復(fù)位電壓設(shè)置過低，使蓄電池出現(xiàn)過放電甚至深度過放電現(xiàn)象，從另一方面加劇蓄電池負(fù)極板硫酸鹽化。
目前基站組合開關(guān)電源均設(shè)置低電壓隔離保護功能或二次下電功能。當(dāng)蓄電池放電至某一設(shè)定電壓值時，開關(guān)電源系統(tǒng)將自動切斷對部分重負(fù)載供電或全部負(fù)載的供電，以保護蓄電池不過放電，確保蓄電池使用壽命。
如電池最低欠壓保護值設(shè)置過低，蓄電池將出現(xiàn)過放電，多次的過放電和過放電后未能及時補充電或充電不足都將嚴(yán)重影響電池使用壽命;另外如開關(guān)電源復(fù)位電壓設(shè)置過低，將使電池在放電過程中出現(xiàn)重復(fù)多次放電;具體電池最低欠壓保護值設(shè)置應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流大小而設(shè)置，而目前基站蓄電池最低欠壓保護值一般設(shè)置在單體電池電壓每只1.8V左右，有的甚至設(shè)定為每只1.75V。根據(jù)閥控式密封電池的放電性能結(jié)合基站實際負(fù)載電流(目前基站實際負(fù)載電流絕大部分均小于0.1C10A），基站電池最低欠壓保護值應(yīng)設(shè)置在電池單體電壓每只1.8V以上。
因此，目前基站蓄電池欠壓保護設(shè)置參考電壓過低，如基站長時間停電，會使電池出現(xiàn)過放電，甚至是小電流深度過放電，而過放電的電池要完全充足電，恢復(fù)容量所需充電時間較長，深度過放電的電池在基站現(xiàn)有唯一恒壓充電條件下，一般是很難完全恢復(fù)其額定容量的。所以開關(guān)電源參數(shù)設(shè)置不合理，從另一方面加劇電池負(fù)極板硫酸鹽化，從而造成電池容量下降，使用壽命縮短。
第三，基站使用環(huán)境較惡劣。基站停電后，由于無空調(diào)，使基站環(huán)境溫度逐步上升。或者由于空調(diào)故障，使基站室內(nèi)溫度偏高，從而降低了蓄電池使用壽命。
室內(nèi)基站均配置空調(diào)，配置的空調(diào)為一般柜機或分體式空調(diào)，長時間不間斷使用使部分基站空調(diào)出現(xiàn)故障而停機，空調(diào)損壞后有時得不到及時維修，而室內(nèi)基站為封閉機房，空調(diào)停機后使基站室內(nèi)溫度大幅上升，彩鋼板機房其室內(nèi)溫度甚至可達(dá)到70℃以上。
一方面，即使空調(diào)正常，而基站由于停電后，無交流電源，空調(diào)也無法制冷，特別在夏天，將使基站室內(nèi)溫度大幅上升，從而影響蓄電池正常工作。這使閥控式密封電池內(nèi)部失水量加劇，電解液飽和度下降(玻璃纖維棉隔膜內(nèi)電解液減少)使電池容量降低和電池使用壽命縮短。
另一方面由于室內(nèi)溫度過高，將使蓄電池?zé)崾Э匦?yīng)加劇，從而造成蓄電池正極板腐蝕速率加劇、極板變形膨脹、電池外殼鼓脹甚至開裂等，最后導(dǎo)致電池容量快速下降，電池壽命縮短。根據(jù)加速壽命試驗表明，環(huán)境溫度升高10度，且不對充電電壓進(jìn)行調(diào)整，其電池使用壽命將縮短一半。
第四，基站停電后，蓄電池放電至終止電壓，未及時進(jìn)行補充電，也將導(dǎo)致電池容量下降和使用壽命縮短。
由于部分基站地處郊區(qū)或偏遠(yuǎn)山村等地，市電供應(yīng)狀況較差，市電停電的次數(shù)多且停電時間較長，往往一旦市電停電后，蓄電池放電至終止電壓，市電還未恢復(fù)，這樣一方面可能造成蓄電池過放電，另一方面電池放電后又不能得到及時補充電，根據(jù)相關(guān)資料表明，電池放電后如不能及時進(jìn)行補充電，將使蓄電池容量逐步下降，經(jīng)過幾次循環(huán)后，蓄電池使用壽命將明顯縮短。
另外一些基站的開關(guān)電源輸出浮充電壓值比設(shè)置值和顯示值小了1V多，造成蓄電池長期處于欠充狀態(tài)。
盡管，通訊站用蓄電池存在的這些問題，但是我們目前主要通訊運營商的維護制度和護人員的配備，無法保證及時地發(fā)現(xiàn)蓄電池出現(xiàn)的問題，及時地對其維護，及時地將落后電池更換下來，避免掉站事故的發(fā)生。蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)正是在這樣的環(huán)境下應(yīng)運而生的。
三、蓄電池監(jiān)測的必要性
從上面的分析，通信電源是通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，備用蓄電池又是整個通信電源的最后一道屏障，蓄電池，特別是通信機房的蓄電池引發(fā)的事故一旦發(fā)生，就會引起巨大損失！因此，各通信運營商為確保通信網(wǎng)絡(luò)的順暢運行，紛紛加強了對通信機房蓄電池的維護和測試，同時引進(jìn)IEEE1189-2005嚴(yán)格的維護規(guī)程。目前的維護規(guī)程主要是靠定期、強制性的核對性放電來監(jiān)測蓄電池的健康狀態(tài)和充電狀態(tài)。但由于維護技術(shù)人員的編制限制，維護地點偏僻，分散，檢測作業(yè)的時間過長的因素影響，整個通訊行業(yè)的蓄電池維護工作完成率很低。現(xiàn)在唯一可行的，沒有測試盲區(qū)的維護技術(shù)手段就是采用蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)。蓄電池監(jiān)測于傳統(tǒng)的定期監(jiān)測相比有一下優(yōu)勢；
減少到現(xiàn)場手動測量和檢查電瓶所需的人工時間。
通過監(jiān)測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)有計劃性地了解電池健康狀態(tài)，而無須按日歷到現(xiàn)場檢查,從而節(jié)約費用。
通過在線連續(xù)電池系統(tǒng)監(jiān)測，提高了供電的可靠性，可以減少系統(tǒng)停機時間。
在即將失效的電池影響同組其它蓄電池之前便進(jìn)行替換,避免了相互影響，從而延長整體電池系統(tǒng)壽命。
掌握哪些電池已到更換時間，從而在電池采購上具有更大主動權(quán)，同時減少成批替換的電池的情況出現(xiàn)。
通過減少電源斷電幾率增加顧客滿意度和正常運行時間。
避免因斷電而造成的年收入損失。
監(jiān)測系統(tǒng)鑒別有損壞跡象的電池的能力增強了系統(tǒng)可靠性,進(jìn)而增加生產(chǎn)能力。
利用我們的專利阻抗測量技術(shù)，在電池開始出現(xiàn)失效狀況之初，可靠的趨勢數(shù)據(jù)就將正確顯示電池問題。
不用依賴靠測量電壓來確定電池狀態(tài),電壓測量值無法確切顯示電池的好壞及可用性。
電池監(jiān)測管理系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程監(jiān)測,數(shù)據(jù)采集和趨勢分析功能,可遠(yuǎn)程監(jiān)測多套電池系統(tǒng)，提高了管理的效率。
可以預(yù)知何時、何地將因電力公司斷電時,電池系統(tǒng)無法提供直流電源供應(yīng)。
在電源斷電期間準(zhǔn)確追蹤記錄電池的實時性能。
精確監(jiān)測所有對電池性能有直接影響的項目：
盡管安裝蓄電池在線系統(tǒng)會一次性的而加大運維費用的開支，但充提高蓄電池有壽命30%，減少維護工作量75%，降低維護成本的80%,減少掉站事故發(fā)生，提高通訊客戶的滿意度的回報來看，是完全值得的。
