供应恒安蓄,德国阳光电池

蓄电池是UPS的主要组成部分，一般UPS中多采用铅酸蓄电池，在一些要求高的地方采用镉镍蓄电池的也不少。

1.铅酸蓄电池

铅酸电池是UPS中应用最多的一种化学电源，其特点是以硫酸溶液和铅元素的反应为主体的设备，近年来发展很快。为了适应设备的发展要求，又开发出胶体电池、铅晶电池等等，更展宽了电池的应用温度范围，延长了电池的服务寿命和改善了电池的工作性能。

1.阀控铅酸电池的简单工作原理

所谓“阀控”又俗称全密封免维护，就是利用电池加液口上的一个控制阀（盖）来控制电池内部的压力，尽量减少内部由于化学反应而造成的水分损失，以延长电池的使用寿命。因为电池在化学反映中释放气体，使电池内部气压升高，如果这些被释放出的气体不能及时被内部重新吸收和化合，就将使外壳膨胀甚至裂开。这些气体是如何产生的，又如何控制气体的产生速度、如何控制电池内部的压力，这就牵涉到一个使用和维护问题，为了更好地做好上述工作，有必要了解一下电池的工作原理和工作情况。

以往的电池都是开放式的，由于充放电时的电化学反映中造成水分的消耗，所以在使用过程中要经常测相对密度和加电瓶水等。水分是如何消耗的、电解液的相对密度是如何变大的、这会带来什么副作用等等，都和密封有关。因此首先看一下电化学反应的一般方程式：

                （1）

放电时，正极板中的二氧化铅和负极板中的绒状铅与电解液中的硫酸反应，生成硫酸铅和水。随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐降低。

充电时，硫酸铅又分别转化成二氧化铅和绒状铅，硫酸的浓度也逐渐升高，并有还原成原来状态的倾向。所谓倾向，就是说一般不能还原成原来的样子，这是因为在充电后期的电压上升至某一值时，正极板上开始产生氧气：

2H₂O→O₂↑+4H⁺+4e^-                                                    (2)

生成的氧气传到负极板上，与绒状铅反应生成氧化铅：

2Pb+O₂→2PbO                                                          (3)

氧化铅进一步与附近的硫酸反应，生成硫酸铅：

2PbO+2H₂SO₄→2PbSO₄+2H₂O                                             (4)

硫酸铅正好是负极放电的产物，充电时转化成绒状铅，即

2PbSO₄+4H⁺+4e^-→2Pb+2H₂SO₄                                             (5)

负极板上的总反应应该是式(3)+(4)+(5)，即

O₂+4H⁺+4e^-→2H₂O                                                       (6)

这正是反应式(2)的逆反应。{{分页}}

总结地说，正极板上由于电解水而产生的氧气可以与负极板上的活性物质进行反应并在充电时还原成水。这样一来，由于整个化学反应都是在密闭的情况下进行的，化学成分并没有发生变化，达到了密封免维护的目的，这是理想情况。所谓理想情况，是指所有这些反应都是在适合原设计的条件下进行的，包括温度、湿度、放电率和充电电流等。遗憾的是在实际使用中往往不能完全满足这些规定的条件，比如温度过高或过低、放电电流和充电电流过大等，都会使电池内部的反应超过设计要求，反应过程中产生的气体也会因超过额定值而使气压升高，冲开安全阀将气体逸出体外，造成了水的损耗；另一方面，也可能由于安全阀的质量达不到要求，或由于极板过薄而造成加速损坏，从而使反应面积减小等等因素，都难以保证上述的理想情况，这就造成了设计寿命和使用寿命的不一致。

由上面的讨论可见，初期选择电池的质量和保证使用条件是非常重要的。

2.电池的使用条件

(1)充电电压和电流   电池的充电，一般要求在25oC时电池的浮充电压为2.23~2.25V/单格，也有的高一些，比如FIAMM电池可达2.27V/单格。当环境温度低于25oC时，要求相应提高充电电压，以防充电不足。对于不同的电池就有不同的温度矫正系数，比如对于LECKY通常的矫正系数为-1mV/oC/单格，也就是说，温度每升高1oC，充电电压应降低1mV/单格。反之，就要提高1mV/单格；而对于CSB电池GP来说，其温度矫正系数就是-3.3~-5mV/oC/单格。这就是具有温度补偿充电功能充电器的设计根据。不过这只是一个理论值，在实际中还应进行调试。有许多UPS都设置了这种功能，如SILCON、SITEPRO等，从而比不设置此功能时延长了电池的使用寿命。

一般的电池充电电流限定为0.1~0.2C₁₀A（其中C₁₀为10h放电率放电到1.75V/单格时的容量）。这个充电电流也适合循环使用的情况，但循环使用情况的充电电压要求在25oC时为2.45V/单格，也作为均充电压。同样，对于不同品牌的电池也有不同的均充电压值。

图1 充电电压与温度的关系

图1给出了充电电压与温度的关系曲线。由图中可以看出，随着温度的不同应及时修正充电电压，图中也给出了一个修正范围，只要修正值在最高和值所限定的范围内就可以。这对补偿充电电路的设计提出了较低的要求。

(2)电池的放电   一般说用户最感兴趣的是电池的放电参数，因为这就是选用电池容量的根据。通常人们常说用一个公式来计算电池的容量，而实际上没有一个通用的公式适合于所有的情况。因为电池一的放电不是线性的，况且各种品牌的电池也不尽相同。比如以某品牌的10Ah的12V电池为例，以放电到10.5(1.75X6)V为准。{{分页}}

如果按0.05C即0.5A放电时，可放20h，放出10Ah的容量；

如果按0.4C即4A放电时，可放2h，放出8Ah的容量；

如果按1C即10A放电时，可放0.5h，放出5Ah的容量；

如果按3C即30A放电时，可放0.025h，放出2.5Ah的容量。

就是说，放电电流越大，放出的容量就越小，计算出来的结果就越不准确。因此，若想在工程上比较精确地求出规定时间的电池容量，必须计算和查表或曲线相结合。这要分几步走：

①电流法。用电流法的目的是为了根据放电电流去查电池的“恒流放电曲线”或“恒流放电表”，以得到所需后备时间的电池容量。