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          影響基站蓄電池壽命4大原因
          04-12
          2018

          從目前國內幾家大型閥控式密封電池廠家生產電池的質量來講,基本能滿足各運營商要求,但各廠家生產蓄電池質量、性能上有所差別,從調查使用情況來看,部分廠家生產蓄電池的質量因為成本較高、招標價太低等原因存在一定的問題,但在蓄電池質量沒問題的情況下,部分基站蓄電池容量仍然下降過快、使用壽命大大縮短。從閥控式密封電池產品結構、產品性能、基站蓄電池使用過程現場勘察情況等綜合因素來看,結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,其容量下降應不會這么快,因此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在于基站本身蓄電池使用特點及其基站使用環境有關。從調查情況看,在蓄電池質量沒有問題的情況下,影響基站蓄電池容量下降過快、使用壽命縮短的原因主要有以下幾個方面。

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          第一,基站頻繁停電、停電時間長、停電時間無規律,使蓄電池頻繁充放電,是造成蓄電池容量下降過快和使用壽命縮短的一個最主要原因。

          根據對基站報廢蓄電池解剖情況來看,導致蓄電池壽命終止的原因在于蓄電池負極板的硫酸鹽化,這是蓄電池早期容量衰竭(PCL)的一種典型現象。筆者認為造成蓄電池負極板產生硫酸鹽化的原因可能有以下兩個方面:

          (1)基站停電頻次過高,一天內停電數次,甚至連續停電數天,使基站蓄電池在放電后尚未充足電的情況下又放電,蓄電池出現欠充。如連續多次發生欠充,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下降,其使用壽命將較快終止。蓄電池容量下降的速度與該基站蓄電池連續欠充的次數成一定的正比關系。造成蓄電池容量下降的內在原因在于,電池放電后在未充足電的情況下又放電,正、負極在放電后生成的硫酸鉛未能分別完全恢復成二氧化鉛和金屬鉛的情況下,正、負極板又放電,使蓄電池產生欠充,連續多次欠充,使負極板逐步硫酸鹽化,產生不可逆轉的結晶硫酸鉛,特別是在蓄電池處于深度過放電的情況下,蓄電池負極板的硫酸鹽化將更嚴重,硫酸鹽化的速度將更快,造成負極板表面被屏蔽,其功能逐步下降直至失效,導致蓄電池使用壽命下降直至終止。從現有基站蓄電池實際使用情況分析,蓄電池發生累計欠充可能性是存在的。另外,蓄電池雖存在多次欠充,但二次欠充或多次欠充不是有規律連續發生的,電池發生累計欠充可能性及概率有多大,有待進一步確定。

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          (2)另外一個觀點,造成基站蓄電池容量下降、使用壽命縮短的最主要原因是由蓄電池負極板硫酸化引起的,蓄電池累計欠充將導致負極板硫酸化外,蓄電池充放電循環次數增加或一定時間內充放電循環過度頻繁是否也將導致負極板硫酸化,或者是導致負極板硫酸化的一個重要因素。

          當然造成蓄電池負極板硫酸化原因除上述原因外還有多種因素,如電解液或玻璃纖維棉雜質超標,使電池自放電速率加快。浮充或均衡電壓過低,使部分硫酸鉛晶體不能被溶解。經常放電過量或經常小電流深放電,使蓄電池初期充電效率下降。電池工作環境溫度過高,雜質離子更為活躍,加速電池自放電。

          根據目前電池生產廠家的規模、生產工藝及技術水平,造成基站蓄電池負極板硫酸化主要原因不在于產品質量,因在蓄電池正常使用情況下,蓄電池負極板硫酸化的時間較長,從而造成蓄電池容量難以恢復。另外從使用情況分析,不同生產廠家,不管進口或國產電池,都存在該問題。所以造成基站蓄電池負極板硫酸化的主要原因在基站頻繁停電,經常過放電和小電流的深度過放電,造成蓄電池欠充,欠充連續多次的發生,形成蓄電池累計欠充,基站充放電循環次數過度頻繁,從而造成負極板不可逆轉的硫酸化。負極板的硫酸化是目前影響基站蓄電池容量下降,使用壽命縮短的主要原因所在。

          第二,開關電源設置參數不合理,基站蓄電池欠壓保護設置電壓過低,復位電壓設置過低,使蓄電池出現過放電甚至深度過放電現象,從另一方面加劇蓄電池負極板硫酸化,是使蓄電池容量下降,使用壽命縮短的另一個主要原因。

          目前基站組合開關電源均設置低電壓隔離保護功能或二次下電功能。當蓄電池放電至某一設定電壓值時,開關電源系統將自動切斷對部分重負載供電或全部負載的供電,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置過低,蓄電池將出現過放電,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重影響電池使用壽命;另外如開關電源復位電壓設置過低,將使電池在放電過程中出現重復多次放電;具體電池最低欠壓保護值設置應根據負載電流大小而設置,而目前基站蓄電池最低欠壓保護值一般設置在單體電池電壓每只1.8V左右,有的甚至設定為每只1.75V。根據閥控式密封電池的放電性能結合基站實際負載電流(目前基站實際負載電流絕大部分均小于0.1C10A),基站電池最低欠壓保護值應設置在電池單體電壓每只1.8V左右。因此,目前基站蓄電池欠壓保護設置參考電壓過低,如基站長時間停電,會使電池出現過放電,甚至是小電流深度過放電,而過放電的電池要完全充足電,恢復容量所需充電時間較長,深度過放電的電池在基站現有唯一恒壓充電條件下,一般是很難完全恢復其額定容量的。所以開關電源參數設置不合理,從另一方面加劇電池負極板硫酸化,從而造成電池容量下降,使用壽命縮短。

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          第三,基站使用環境較惡劣?;就k姾?,由于無空調,使基站環境溫度逐步上升?;蛘哂捎诳照{故障,使基站室內溫度偏高,從而降低了蓄電池使用壽命。

          室內基站均配置空調,配置的空調為一般柜機或分體式空調,長時間不間斷使用使部分基站空調出現故障而停機,空調損壞后有時得不到及時維修,而室內基站為封閉機房,空調停機后使基站室內溫度大幅上升,彩鋼板機房其室內溫度甚至可達到70℃以上。另一方面,即使空調正常,而基站由于停電后,無交流電源,空調也無法制冷,特別在夏天,將使基站室內溫度大幅上升,從而影響蓄電池正常工作。室內溫度過高一方面使閥控式密封電池內部失水量加劇,電解液飽和度下降(玻璃纖維棉隔膜內電解液減少)使電池容量降低和電池使用壽命縮短。另一方面由于室內溫度過高,將使蓄電池熱失控效應加劇,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,最后導致電池容量快速下降,電池壽命縮短,根據相關資料表明,當環境溫度超過25℃時,每升高10℃,電池使用壽命將縮短1/2。

          第四,基站停電后,蓄電池放電至終止電壓,未及時進行補充電,也將導致電池容量下降和使用壽命縮短。

          由于部分基站地處郊區或偏遠山村等地,市電供應狀況較差,市電停電的次數多且停電時間較長,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,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,根據相關資料表明,電池放電后如不能及時進行補充電,將使蓄電池容量逐步下降,經過幾次循環后,蓄電池使用壽命將明顯縮短。

          上述4點原因是造成目前基站電池容量早期失效,使用壽命縮短的主要原因。當然影響蓄電池容量及使用壽命因素很多,正常使用情況下,影響蓄電池壽命主要因素是正極板腐蝕速度和玻璃纖維隔膜(AGM)中電解液飽和度。但基站由于自身所處環境(市電供應、環境溫度等)較特殊,真正影響蓄電池使用壽命主要原因在負極板硫酸化,而造成負極板硫酸化的主要原因在于基站頻繁停電,造成蓄電池累計欠充及使蓄電池循環次數增加;另外蓄電池欠壓保護值的設置不當,基站室內溫度過高,蓄電池放電后未及時補充電等方面進一步加劇負極板硫酸化,這也可從另一面解釋為什么城區基站或供電狀況好的基站電池使用壽命較其它類型基站長,早期蓄電池使用壽命較近期電池使用壽命長的原因。

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