影響基站蓄電池使用壽命的原因

影響基站蓄電池使用壽命的原因
　　從目前國內(nèi)幾家大型閥控式密封電池廠家生產(chǎn)電池的質(zhì)量來講，基本能滿足各運營商要求，但各廠家生產(chǎn)蓄電池質(zhì)量、性能上有所差別，從調(diào)查使用情況來看，部分廠家生產(chǎn)蓄電池的質(zhì)量由于本錢較高、招標(biāo)價太低等原因存在一定的題目，但在蓄電池質(zhì)量沒題目的情況下，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(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品性能、基站蓄電池使用過程現(xiàn)場勘察情況等綜合因素來看，結(jié)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(yīng)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(yīng)在于基站本身蓄電池使用特點及其基站使用環(huán)境有關(guān)。從調(diào)查情況看，在蓄電池質(zhì)量沒有題目的情況下，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。
　　第一，基站頻繁停電、停電時間長、停電時間無規(guī)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(jù)對基站報廢蓄電池解剖情況來看，導(dǎo)致蓄電池壽命終止的原因在于蓄電池負(fù)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(xiàn)象。筆者以為造成蓄電池負(fù)極板產(chǎn)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(nèi)停電數(shù)次，甚至連續(xù)停電數(shù)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(xiàn)欠充。如連續(xù)多次發(fā)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(nèi)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(xù)欠充的次數(shù)成一定的正比關(guān)系。造成蓄電池容量下降的內(nèi)在原因在于，電池放電后在未充足電的情況下又放電，正、負(fù)極在放電后天生的硫酸鉛未能分別完全恢復(fù)成二氧化鉛和金屬鉛的情況下，正、負(fù)極板又放電，使蓄電池產(chǎn)生欠充，連續(xù)多次欠充，使負(fù)極板逐步硫酸鹽化，產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)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(fù)極板的硫酸鹽化將更嚴(yán)重，硫酸鹽化的速度將更快，造成負(fù)極板表面被屏蔽，其功能逐步下降直至失效，導(dǎo)致蓄電池使用壽命下降直至終止。從現(xiàn)有基站蓄電池實際使用情況分析，蓄電池發(fā)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(guī)律連續(xù)發(fā)生的，電池發(fā)生累計欠充可能性及概率有多大，有待進一步確定。
　　（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(fù)極板硫酸化引起的，蓄電池累計欠充將導(dǎo)致負(fù)極板硫酸化外，蓄電池充放電循環(huán)次數(shù)增加或一定時間內(nèi)充放電循環(huán)過度頻繁是否也將導(dǎo)致負(fù)極板硫酸化，或者是導(dǎo)致負(fù)極板硫酸化的一個重要因素。
當(dāng)然造成蓄電池負(fù)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(zhì)超標(biāo)，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(jīng)常放電過量或經(jīng)常小電流深放電，使蓄電池初期充電效率下降。電池工作環(huán)境溫度過高，雜質(zhì)離子更為活躍，加速電池自放電。
　　根據(jù)目前電池生產(chǎn)廠家的規(guī)模、生產(chǎn)工藝及技術(shù)水平，造成基站蓄電池負(fù)極板硫酸化主要原因不在于產(chǎn)品質(zhì)量，因在蓄電池正常使用情況下，蓄電池負(fù)極板硫酸化的時間較長，從而造成蓄電池容量難以恢復(fù)。另外從使用情況分析，不同生產(chǎn)廠家，不管進口或國產(chǎn)電池，都存在該題目。所以造成基站蓄電池負(fù)極板硫酸化的主要原因在基站頻繁停電，經(jīng)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(xù)多次的發(fā)生，形成蓄電池累計欠充，基站充放電循環(huán)次數(shù)過度頻繁，從而造成負(fù)極板不可逆轉(zhuǎn)的硫酸化。負(fù)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(guān)電源設(shè)置參數(shù)不公道，基站蓄電池欠壓保護設(shè)置電壓過低，復(fù)位電壓設(shè)置過低，使蓄電池出現(xiàn)過放電甚至深度過放電現(xiàn)象，從另一方面加劇蓄電池負(fù)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(guān)電源均設(shè)置低電壓隔離保護功能或二次下電功能。當(dāng)蓄電池放電至某一設(shè)定電壓值時，開關(guān)電源系統(tǒng)將自動切斷對部分重負(fù)載供電或全部負(fù)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(shè)置過低，蓄電池將出現(xiàn)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(yán)重影響電池使用壽命;另外如開關(guān)電源復(fù)位電壓設(shè)置過低，將使電池在放電過程中出現(xiàn)重復(fù)多次放電;具體電池最低欠壓保護值設(shè)置應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流大小而設(shè)置，而目前基站蓄電池最低欠壓保護值一般設(shè)置在單體電池電壓每只1.8V左右，有的甚至設(shè)定為每只1.75V。根據(jù)閥控式密封電池的放電性能結(jié)合基站實際負(fù)載電流（目前基站實際負(fù)載電流盡大部分均小于0.1C10A），基站電池最低欠壓保護值應(yīng)設(shè)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(shè)置參考電壓過低，如基站長時間停電，會使電池出現(xiàn)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(fù)容量所需充電時間較長，深度過放電的電池在基站現(xiàn)有唯一恒壓充電條件下，一般是很難完全恢復(fù)其額定容量的。所以開關(guān)電源參數(shù)設(shè)置不公道，從另一方面加劇電池負(fù)極板硫酸化，從而造成電池容量下降，使用壽命縮短。
　　第三，基站使用環(huán)境較惡劣。基站停電后，由于無空調(diào)，使基站環(huán)境溫度逐步上升。或者由于空調(diào)故障，使基站室內(nèi)溫度偏高，從而降低了蓄電池使用壽命。
　　室內(nèi)基站均配置空調(diào)，配置的空調(diào)為一般柜機或分體式空調(diào)，長時間不中斷使用使部分基站空調(diào)出現(xiàn)故障而停機，空調(diào)損壞后有時得不到及時維修，而室內(nèi)基站為封閉機房，空調(diào)停機后使基站室內(nèi)溫度大幅上升，彩鋼板機房其室內(nèi)溫度甚至可達到70℃以上。另一方面，即使空調(diào)正常，而基站由于停電后，無交流電源，空調(diào)也無法制冷，特別在夏天，將使基站室內(nèi)溫度大幅上升，從而影響蓄電池正常工作。室內(nèi)溫度過高一方面使閥控式密封電池內(nèi)部失水量加劇，電解液飽和度下降（玻璃纖維棉隔膜內(nèi)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(nèi)溫度過高，將使蓄電池?zé)崾Э匦��?yīng)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(dǎo)致電池容量快速下降，電池壽命縮短，根據(jù)相關(guān)資料表明，當(dāng)環(huán)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(dǎo)致電池容量下降和使用壽命縮短。
　　由于部分基站地處郊區(qū)或偏遠(yuǎn)山村等地，市電供給狀況較差，市電停電的次數(shù)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(fù)，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(jù)相關(guān)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(jīng)過幾次循環(huán)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(dāng)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(huán)境（市電供給、環(huán)境溫度等）較特殊，真正影響蓄電池使用壽命主要原因在負(fù)極板硫酸化，而造成負(fù)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(huán)次數(shù)增加；另外蓄電池欠壓保護值的設(shè)置不當(dāng)，基站室內(nèi)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(fù)極板硫酸化，這也可從另一面解釋為什么城區(qū)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。