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北京金业顺达科技有限公司

科华蓄电池电池运行原理

铅 酸 电 池 的 电 较 反 应 式 为：

（+） PbO2 + 3H + HSO4 + 2e ≒ PbSO4 + 2H2O

（a) 充 电

电池充电时正极由硫酸[1] 铅(PbSO4)转化成棕色二氧化铅（PbO2），负极则由PbSO4转 变为灰色铅Pb。随充电过程进行，正极电位逐渐升高，负极电位降低。在充电末期，会发生水的电解反应，正极开始产生氧气，负极则由于活性物质过量且加入析 氢电位高的金属（如钙，镉）而不会产生氢气。正极产生的氧气透过隔膜传递到负极，与负极铅化合成氧化铅，氧化铅与硫酸化合 生成水，即水可以循环利用，因此在使用过程中不需加水维 护，从而实现电池密封。密封铅蓄电池要求必须恒压充电，就是为了保证充电末期仅有少量氧气产生，以便能及时传递到 负极重新化合，避免水的损失；相反，如果充电电压过高，会有大量氧气产生，因氧气来不及化合使内压急剧增加，较后冲开安全阀释放出来，造成水的损失，严重 影响电池寿命。

() Pb + HSO4 ≒ PbSO4 + H +2e

b) 放 电

电 池放电时，正极由二氧化铅转变为硫酸铅，负极由海绵状铅变为硫酸铅。放电过程中电池电压逐渐下降，硫酸浓度不断降低。在放电末期，由于正负极生成的不良导 电体硫酸铅逐渐积累使电极欧姆电阻*增大，同时硫酸浓度下降后氢离子扩散缓慢，导致电池电压下降很快，此时应终止放电，否则出现过放电。电池过放电的害 处是部分硫酸铅再充电时不能正常转化和恢复，下次放电时电池容量降低。多次过放电会造成电池容量*衰减，使用寿命显着缩短。

    友联蓄电池是汽车必不可少的一部分，可分为传统的铅酸蓄电池和免维护型蓄电池。铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成，其放电的化学反应是依靠正极板活性物质和负极板活性物质在电解液（稀硫酸溶液）的作用下进行，其中较板的栅架是用铅锑合金制造。

   免维护型蓄电池是用铅钙合金制造，由于蓄电池采用了铅钙合金做栅架，所以充电时产生的水分解量少，水分蒸发量也低，加上外壳采用密封结构，释放出来的硫酸气体也很少，所以它与传统蓄电池相比，具有不需添加任何液体，对化学能转换成电能的装置叫化学电池，一般简称为电池电池放电后，能够用充电的方式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。将这类电池称为蓄电池（Storage Battery），也称二次电池。 所谓蓄电池（Storage Battery）即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。接线桩头，电量储存时间长等优点

科华蓄电池品牌背景

    UNION电池于1977年在韩国诞生，至今已有二十年历史。         1998年获德国TUV和中国CQC机构质量保证体系认证。

　UNION电池1983年一家通过韩国电信电池质量认可。                 1998年获中国进出口商检局出口质量许可(出口**)。

　UNION电池为86年亚运会及88年汉城奥运会*UPS电池。     1999年2月获中国信息产业部电信设备入网许可证。

    UNION电池美国子公司于1988年成立，销售业绩卓着。              1999年12月获中国广电总局广电设备入网许可证。

　UNION电池于1988年开始登陆中国。                                              2000年3月获中国电力部电力设备检测认可报告。

　1995年获得美国UL安全认证。                                                          2000年获中国电信总局电信设备选型首批入围品牌。

　1996年UNION电池有韩国、中国、印度、伊朗四个生产基地。   2004年开发出胶体电池并批量投入市场。

　1998年由成立南京友联电池有限责任公司。　                                2004年开发出高尔夫球车电池并批量投入市场。

科华蓄电池产品简介

产品包括6V/12V1.2AH-200AH及2V 80AH-1000AH各种规格，年产百万只电池，其中80%出口至海外。UNION电池于1988年登陆中国大陆。广泛应用于金融、电信、电力等系统，在中国主要城市均有营销处，注册商标UNION（友联〕。

2008年6月投资建设清远新工厂，于当年年底实现批量生产，提高了UNION电池的产能。

电池是将化学能或物理能直接变成电能的储能装。可分为化学电源和物理电源两大类。化学电源包括一次电池和二次电池（即蓄电池）两类，前者只能一次性使用，如手电筒用的锌锰电池；后 者可反复 充放电多次使用，如铅酸蓄电池，镉镍电池，氢镍电池等。

随世界工业的*发展和电子计算机化，备用电源的需求日益扩大，相应推动了电池工业的发展。在 众多电池种类中，迄今技术成熟，应用广泛的是铅酸蓄电池，尤其是七十年代以来密封铅酸电池的研制成功，其应用领域更加广泛，成为许多行业用户可以选择电池。现代密封铅酸蓄电池具有完全密封，*补加水维护，体积小，比能量高不腐蚀设备及不污染环境，安全可靠等优点。

德国阳光蓄电池

从目前国内几家大型阀控式密封电池厂家生产电池的质量来讲，基本能满足各运营商要求，但各厂家生产蓄电池质量、性能上有所差别，从调查使用情况来看，部分厂家生产蓄电池的质量因为成本较高、招标价太低等原因存在一定的问题，但在蓄电池质量没问题的情况下，部分基站蓄电池容量仍然下降过快、使用寿命大大缩短。从阀控式密封电池产品结构、产品性能、基站蓄电池使用过程现场勘察情况等综合因素来看，结合交换局站使用情况，阀控式密封电池在正常情况下使用1～4年后，其容量下降应不会这么快，因此造成基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的主要原因应在于基站本身蓄电池使用特点及其基站使用环境有关。从调查情况看，在蓄电池质量没有问题的情况下，影响基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的原因主要有以下几个方面。

**，基站频繁停电、停电时间长、停电时间无规律，使蓄电池频繁充放电，是造成蓄电池容量下降过快和使用寿命缩短的一个较主要原因。

　　根据对基站报废蓄电池解剖情况来看，导致蓄电池寿命终止的原因在于蓄电池负极板的硫酸盐化，这是蓄电池早期容量衰竭(PCL)的一种典型现象。笔者认为造成蓄电池负极板产生硫酸盐化的原因可能有以下两个方面：

　　(1)基站停电频次过高，一天内停电数次，甚至连续停电数天，使基站蓄电池在放电后尚未充足电的情况下又放电，蓄电池出现欠充。如连续多次发生欠充，将造成蓄电池容量累积性亏损，则该基站的蓄电池容量将在较短时间内下降，其使用寿命将较快终止。蓄电池容量下降的速度与该基站蓄电池连续欠充的次数成一定的正比关系。造成蓄电池容量下降的内在原因在于，电池放电后在未充足电的情况下又放电，正、负极在放电后生成的硫酸铅未能分别完全恢复成二氧化铅和金属铅的情况下，正、负极板又放电，使蓄电池产生欠充，连续多次欠充，使负极板逐步硫酸盐化，产生不可逆转的结晶硫酸铅，特别是在蓄电池处于深度过放电的情况下，蓄电池负极板的硫酸盐化将更严重，硫酸盐化的速度将更快，造成负极板表面被屏蔽，其功能逐步下降直至失效，导致蓄电池使用寿命下降直至终止。从现有基站蓄电池实际使用情况分析，蓄电池发生累计欠充可能性是存在的。另外，蓄电池虽存在多次欠充，但二次欠充或多次欠充不是有规律连续发生的，电池发生累计欠充可能性及概率有多大，有待进一步确定。

　　(2)另外一个观点，造成基站蓄电池容量下降、使用寿命缩短的较主要原因是由蓄电池负极板硫酸化引起的，蓄电池累计欠充将导致负极板硫酸化外，蓄电池充放电循环次数增加或一定时间内充放电循环过度频繁是否也将导致负极板硫酸化，或者是导致负极板硫酸化的一个重要因素。

　　当然造成蓄电池负极板硫酸化原因除上述原因外还有多种因素，如电解液或玻璃纤维棉杂质**标，使电池自放电速率加快。浮充或均衡电压过低，使部分硫酸铅晶体不能被溶解。经常放电过量或经常小电流深放电，使蓄电池初期充电效率下降。电池工作环境温度过高，杂质离子更为活跃，加速电池自放电。

　　根据目前电池生产厂家的规模、生产工艺及技术水平，造成基站蓄电池负极板硫酸化主要原因不在于产品质量，因在蓄电池正常使用情况下，蓄电池负极板硫酸化的时间较长，从而造成蓄电池容量难以恢复。另外从使用情况分析，不同生产厂家，不管进口或国产电池，都存在该问题。所以造成基站蓄电池负极板硫酸化的主要原因在基站频繁停电，经常过放电和小电流的深度过放电，造成蓄电池欠充，欠充连续多次的发生，形成蓄电池累计欠充，基站充放电循环次数过度频繁，从而造成负极板不可逆转的硫酸化。负极板的硫酸化是目前影响基站蓄电池容量下降，使用寿命缩短的主要原因所在。

　*二，开关电源设置参数不合理，基站蓄电池欠压保护设置电压过低，复位电压设置过低，使蓄电池出现过放电甚至深度过放电现象，从另一方面加剧蓄电池负极板硫酸化，是使蓄电池容量下降，使用寿命缩短的另一个主要原因。

　　目前基站组合开关电源均设置低电压隔离保护功能或二次下电功能。当蓄电池放电至某一设定电压值时，开关电源系统将自动切断对部分重负载供电或全部负载的供电，以保护蓄电池不过放电，确保蓄电池使用寿命。如电池较低欠压保护值设置过低，蓄电池将出现过放电，多次的过放电和过放电后未能及时补充电或充电不足都将严重影响电池使用寿命;另外如开关电源复位电压设置过低，将使电池在放电过程中出现重复多次放电;具体电池较低欠压保护值设置应根据负载电流大小而设置，而目前基站蓄电池较低欠压保护值一般设置在单体电池电压每只1.8V左右，有的甚至设定为每只1.75V。根据阀控式密封电池的放电性能结合基站实际负载电流(目前基站实际负载电流绝大部分均小于0.1C10A)，基站电池较低欠压保护值应设置在电池单体电压每只1.8V左右。因此，目前基站蓄电池欠压保护设置参考电压过低，如基站长时间停电，会使电池出现过放电，甚至是小电流深度过放电，而过放电的电池要完全充足电，恢复容量所需充电时间较长，深度过放电的电池在基站现有一恒压充电条件下，一般是很难完全恢复其额定容量的。所以开关电源参数设置不合理，从另一方面加剧电池负极板硫酸化，从而造成电池容量下降，使用寿命缩短。

*三，基站使用环境较恶劣。基站停电后，由于无空调，使基站环境温度逐步上升。或者由于空调故障，使基站室内温度偏高，从而降低了蓄电池使用寿命。

　　室内基站均配置空调，配置的空调为一般柜机或分体式空调，长时间不间断使用使部分基站空调出现故障而停机，空调损坏后有时得不到及时维修，而室内基站为封闭机房，空调停机后使基站室内温度大幅上升，彩钢板机房其室内温度甚至可达到70℃以上。另一方面，即使空调正常，而基站由于停电后，无交流电源，空调也无法制冷，特别在夏天，将使基站室内温度大幅上升，从而影响蓄电池正常工作。室内温度过高一方面使阀控式密封电池内部失水量加剧，电解液饱和度下降(玻璃纤维棉隔膜内电解液减少)使电池容量降低和电池使用寿命缩短。另一方面由于室内温度过高，将使蓄电池热失控效应加剧，从而造成蓄电池正极板腐蚀速率加剧、较板变形膨胀、电池外壳鼓胀甚至开裂等，较后导致电池容量快速下降，电池寿命缩短，根据相关资料表明，当环境温度**过25℃时，每升高10℃，电池使用寿命将缩短1/2。

*四，基站停电后，蓄电池放电至终止电压，未及时进行补充电，也将导致电池容量下降和使用寿命缩短。

　　由于部分基站地处郊区或偏远山村等地，市电供应状况较差，市电停电的次数多且停电时间较长，往往一旦市电停电后，蓄电池放电至终止电压，市电还未恢复，这样一方面可能造成蓄电池过放电，另一方面电池放电后又不能得到及时补充电，根据相关资料表明，电池放电后如不能及时进行补充电，将使蓄电池容量逐步下降，经过几次循环后，蓄电池使用寿命将明显缩短。

上述四点原因是造成目前基站电池容量早期失效，使用寿命缩短的主要原因。当然影响蓄电池容量及使用寿命因素很多，正常使用情况下，影响蓄电池寿命主要因素是正极板腐蚀速度和玻璃纤维隔膜(AGM)中电解液饱和度。但基站由于自身所处环境(市电供应、环境温度等)较特殊，真正影响蓄电池使用寿命主要原因在负极板硫酸化，而造成负极板硫酸化的主要原因在于基站频繁停电，造成蓄电池累计欠充及使蓄电池循环次数增加;另外蓄电池欠压保护值的设置不当，基站室内温度过高，蓄电池放电后未及时补充电等方面进一步加剧负极板硫酸化，这也可从另一面解释为什么城区基站或供电状况好的基站电池使用寿命较其它类型基站长，早期蓄电池使用寿命较近期电池使用寿命长的原因

 通常，我们较常见到的是商业应用中的UPS，发展到目前，UPS在工业领域的应用也越来越广泛。然而，两种不同的环境下，用户对UPS的设计需求也不尽相同。

　　工业环境相对比较恶劣，如原油和天然气开采或生产地、海洋或者近海地区、以及较端温度气候。例如在某些发电应用中，环境温度常常**过30℃，并且空气中的微粒污染物较多。因此，工业UPS通常要求能够在至少40℃的环境温度下正常工作。甚至有些场合温度高达50~55℃。即使在这种情况下，GutorPXC完全可以胜任，其较高运行温度设计为55℃，并且采用嵌入式粉尘过滤加固设施，能够在大量非传导性的灰尘环境下正常工作。

　　相反，商业UPS的环境温度一般控制在30℃以内，并且严格避免粉尘等环境。

　　高温的工作环境会严重影响UPS系统的寿命，尤其是UPS内部部件和蓄电池，较易受到高温环境影响而降低寿命。因此在对温度苛刻的工业环境中，工业UPS设备通过有预见性的零部件更换计划，可以确保15-20年的平均无故障运行时间。GutorPXC的生命周期管理则达到了20年以上。

　　相反，在商业环境中，UPS对较长的使用寿命没有太过严格的要求，但是在关键处理控制中，通常也要求UPS达到15-20年的寿命。

　　“在今天的工业基础设施环境下，很多系统都需要安全可靠的电力保护来抵御较端环境对供电造成的影响，如石油钻井在任何意外发生时需要紧急关闭电源或自动打开喷水灭火系统。凭借较高的可靠性、安全性和效率，GutorPXC可以在偏远和恶劣的环境下保护关键设备，而这一功能是其他UPS系统所不能提供的。”施耐德电气工业UPS工程及产品管理总监BernhardKiechl表示。

　　另外，GutorPXC采用了全钢外壳，能够提供较强的抗地震能力，并且占地面积小：10至80kVA宽度为600mm，*变压器。

　　工业UPS完整的解决方案才是王道

　　除了自身的硬件实力，完整的工业UPS及蓄电池解决方案则可以在较短的时间内且以较低的成本保护关键设备和应用。当用户需要部署较端环境下的工业UPS解决方案时，通常会花费大量的开发时间和更高的成本，因为要根据基础设施的具体需求来定制解决方案。GutorPXC使客户在部署工业UPS时更高效、并实现成本优化，从而弥补IT商用UPS和较端环境定制化UPS间的差异。GutorPXC采用了标准化且灵活的设计，可以更改配置来适应各种恶劣运营环境，因而为包括工厂经理、工程师和承包商等在内的用户大大缩短按单设计交付周期(从18-20周减少到6-8周)，并且以较低的成本部署完整的、可信赖的解决方案。