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雙登蓄電池:維護

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單體電池和電池組的概念

  蓄電池廠出廠的蓄電池,都是單體電池或單只電池。單體電池是指最小獨立電化學電壓單位的電池。堿性的鎳鎘電池是每個單體為1V,鉛酸電池是2V的一個單體,磷酸鐵鋰電池是3V,錳酸鋰電池是3.6V。在小功率供電時,常常使用一個電池,如手機和家庭用的手電筒,都是用1個單體鋰電池供電。在許多情況下,蓄電池必須組合成大容量、高電壓的蓄電池組,才能滿足設備的需要。如汽油車啟動用的12V電池,通信基站使用的48V蓄電池組,鐵路機車上使用的96V蓄電池組,電動汽車上使用的144~288V蓄電池組,都是用單只電池串聯組合而成的。

  在容量較大的單只蓄電池的內部,是用并聯單體電池的方式產生較大容量。汽車用鉛酸電池的極板,每片15Ah,并聯組成以15Ah為臺階的系列電池。鋰電池的軟包類似鉛酸電池的極板,每包20Ah,可以組成以20Ah為臺階的系列電池。使用18650一類的2Ah圓柱電池組合,理論上并聯可以得到任意大容量的單只電池。

  在實際使用中,有兩個問題常被用戶誤解,其一是電池廠公布的和國家標準中規定的電池的壽命,都是指單體電池的壽命,不是指蓄電池組的壽命。其二是電池報廢的容量下限,電池行業的慣例是循環試驗到結構容量降低到標稱容量80%,試驗就終止了。電池行業習慣把這個數據提供給用戶,許多用戶誤認為這個數值就是使用報廢標準,在許多行業里,都沿用這個數據。其實用戶根據使用條件不同,合理的報廢標準會有很大差異。

  在機械機構里,并聯可以增加可靠性。在蓄電池組里,有不少人認為也是這樣,實際正相反。無論是串聯方式還是并聯方式組成的蓄電池組,可靠性都低于單體電池,這就是蓄電池的“成組效應”。

蓄電池組中的落后單節,制約著蓄電池組工作的可靠性。往往在一個蓄電池組中,只有1個單節失效,就造成整組電池組不能正常工作。所以在電源管理的規范中,都有對落后電池的檢測要求。

市場上銷售的蓄電池檢測儀,名稱完全相同,但實際原理和測量方法完全不同。檢測方法有以下幾種:

  恒流放電法

  這種方法就是對蓄電池進行恒流放電,放電的時間用小時h為單位,放電的電流通常用0.1C或0.5C。放點終止電壓按廠家規定進行,GB規定5小時容量C5測量為1.80V,C10測量時為1.75V。放點得到的容量是電流I×時間h。

  放電作業需要專用設備,放點負載用電子負載和固定電阻均可。該方法測量精度達到1%。現在這類設備已經可以自動記錄,數據可傳輸到計算機。一種為通信基站專用的放電檢測設備見圖1.

  這種方法在電池制造廠被普遍采用。但在基站蓄電池維護中,雖然分公司都配置了這種設備,實際卻無法納入撿測工藝使用。主要是這種檢測儀的測量作業時間長,常常需要幾小時,檢測一組蓄電池人工成本較高,無法納入正常的巡檢作業。


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