2014年05月21日

阀控密封铅酸蓄电池在通信和UPS市场中的机遇和挑战

  变(即从目前的电缆改为以光纤宽带为主)以及参与通讯市场竞争公司的不断增加,世界各大通

  讯公司,不论是传统的电话公司或是新兴的通讯网络公司以及互联网络供应商等,为了提供更

  快、更可靠的通讯网络以保持竞争能力,都在计划大量投资在通讯设备上。按该报告的统计预测,

  美国每年新增设备投资将从1997年的1760亿美元,跃升到2002年的2800亿美元,平均每年增长率

  为10%。国际电池协会1999年3月的预测,在未来几年美国通讯业无论是在美国本土还是界市

  场,都将有巨大发展,并预计通讯与UPS这两个固定式电池市场,将以平均每年15%的速度增长。

  我国电信业从90年起赶上大投入、大产出、高技术、高起点以及适度超前的发展道。据统计我国

  90年代电信业以年平均增长44%的高速发展。经过10年的发展,今后将进入相对稳定的发展期,

  就通讯业来讲,为了充分利用现有网络资源并能适应通讯技术进步和未来宽带业务的发展,很多国

  家都致力于接入网设备的发展。所谓接入网设备应是接入到交换机与用户之间的网络,与以往实线

  用户网络不同之处在于它能同时传输语音、数据和视频综合数字业务,它是电信网的末段,能接入

  各种用户,它直接影响着基本电信业务的发展和宽带电信网的实现,所以受到的普遍关注。世

  界各大主要电信公司都把发展接入网作为主要经营策略。一些设备制造商也积极响应这一发展需

  要,积极开发各种各样入网产品。我国的华为中兴等电信设备制造商也不例外,投入大量人力、

  物力开发接入网产品。接入网往往很接近用户,包括各种用户,如一个社区、偏远乡镇、农村地

  区、山区等。目的是使这些地区的人们同样可以享受除话音外的数据和视频等综合业务。由于上述

  这些地区往往相对比较落后(包括设备和电力供应),因此,接入网设备往往设计成集交换、

  传输、电源为一体的设备,而且为了广泛适应各种使用,将温度调节系统也设计在设备之中,

  而且是无人职守。这样,设备的原动力电源系统就显得尤为重要,而在电源中最关键的就是蓄电

  就UPS来讲,其主要作用是为用电设备提供洁净、连续的电力供应,以应付正常供电系统的偶然性

  故障或是人为的。UPS通常被用于通讯控制中心,数据交换处理中心、银行金融系统、交通控

  制中心、机要部门、生产控制中心等重要部门与机构。作UPS的心脏部分,蓄电池担负着极其

  由上可见,无论通讯业的接入网设备还是UPS电源,对蓄电池都提出了较高的要求,主要是:

  1.蓄电池要置于设备内部,要求电池密封性能好,不能有腐蚀性气体或液体外洩,以免对设备部件

  2.通讯网络及UPS电源都不能允许有电源中断现象,否则会造成极大的经济或社会损失。因此要求

  蓄电池在寿命期内绝对可靠,也就是在标准的寿命期内,蓄电池要能在一旦需要时供电。

  3.接入网所在地区往往电力供应不稳定,停电时间较长,也较频繁,因此要求蓄电池至少连续供电

  8小时而不出意外。有些地区甚至要求能供电20小时以上。这就要求蓄电池不仅要有良好的浮充寿

  4.接入网及UPS往往是无人值守的,因此对蓄电池还要有自动集中设备。蓄电池要具备适应自

  按照上述要求综合对比当前能工业化大量生产的各种蓄电池,从综合性能价格比来说,目前仍基本

  采用阀控铅酸蓄电池。随着接入网的大规模采用及通讯行业新增设备的大量投入,无疑纪之交

  自从阀控铅酸蓄电池投入实用以来,由于其免性能,轻便以及易于安装等优点,很快在电信界

  及UPS上得到推广应用。但无论是国内还是国外,阀控铅酸蓄电池在使用中都出现了一系列令用户

  失望和不放心的问题。如板栅腐蚀及增长问题,甚至极柱从蓄电池盖突出造成酸雾泄漏;由于电池

  失水过多,甚至干涸而引发的一系列性能变坏的问题,如内阻增加,热失控等;电池性能不均匀,

  个别电池提前失效问题以及缺乏性能及检测手段等等。总之,电池长期使用可靠性差,与电信

  业早先使用的富液式固定铅蓄电池相比循环及浮充寿命都差很多。这些缺点在国外已引起电信行业

  对阀控式铅酸蓄电池的非议,在国内也引起同样的担心,甚至提出返回到富液式结构的想法。

  为了解决阀控式铅酸蓄电池在使用中出现的问题,国内外都进行了广泛的研究改进,现只就文献报

  1.改进板栅合金,提高抗蠕变及抗腐蚀性能,例如有报导适当提高Pb-Ca合金中的Sn含量,可以提

  2.适当提高极板组的法向压力,同时采用优质超细玻璃纤维隔板或胶体电解质SiO2颗粒材料等,

  4.在电池气室中采用适当的气体复合催化剂,是近期国外及国内文献报导中值得注意的一种改进措

  ①有利于保持负极的正常充电态,避免负极硫酸化并减小了负极自放电析氢量(参见图1)

  ②由于电池浮充电压是定数,所以在保持负极正常充电态的同时,也降低了正极极化电位,从而降

  ③使电池内的氢气复合为水返回电池内,既降低了放气阀排放量,也减少了水份的散失。

  ④可以降低浮充电流,减小电池内部热量的产生,降低热失控的(参见图2)。此外还进行了

  将上述措于已经使用一段时间的旧电池上,试验证明,电池加上气体复合催化剂后确实可以改

  ⑤为了满足无人值守的要求,建立智能化蓄电池管理系统,其主要功能包括温度、电压,智能

  以上这些报导的改进措施,都值得电池界同仁的参考,希望在不久的将来,我国能有自主知识产权

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