东洋蓄电池-恒达电源集团

通讯系统蓄电池的技术现状
蓄电池组是基站实现直流不间断供电的一个重要组成部份，其投资额和开关电源设备基
本相当。目前移动基站采用的大都是二十世纪末发展起来的阀控式密封铅酸蓄电池（简称
VRLA 电池）。由于采用了阀控式密封结构，不需要加酸、加水维护，无酸液、酸雾泄出，可
与设备同机房安装。由于体积小、重量轻、自放电小、少维护、寿命长、使用方便、安全可
靠等特点，深受用户欢迎。但是我们却必须看到，一方面这种电池的基本电化学原理仍然未
变，因而其固有的电特性要求不仅没变，反而要求更严；另一方面这种电池在推广初期，厂
家的说明书有时或多或少地将这种电池称之为"免维护"电池，导致部份维护人员认为这种
电池不需要维护，使得蓄电池维护与检测得不到应有的重视，这一误导至今还有深刻的影响。
基站蓄电池从目前使用情况来看，普遍存在蓄电池容量下降过快，使用寿命短，掉站的
事故频频发生。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，应都能满足
各运营商要求，虽然各厂家生产蓄电池质量、性能上有所差别。蓄电池的质量因素应不是影
响目前各运营商基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的主要原因。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，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其基站使用环境以及维护有关。
造成基站蓄电池容量下降过快、使用寿命缩短的主要原因是：
第一、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，
根据目前蓄电池制造厂家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。
造成蓄电池负极板产生硫酸盐化的原因如下：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，蓄电池出现欠充现象。
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。一般来说，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。
第二、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盐化。
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。
如电池最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; 具体电池最低欠压保护值设置应根据负载电流大
小而设置，而目前基站蓄电池最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），基站电池最低欠压保护值应设置在电池单体电
压每只 1.8V 以上。
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唯一恒压充电条件下，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盐化，从而造成电池容
量下降，使用寿命缩短。
第三，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。
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。这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、极板变形膨胀、电池外壳鼓胀甚至开裂等，最后导致电池容量快速下降，电池寿
命缩短。根据加速寿命试验表明，环境温度升高 10 度，且不对充电电压进行调整，其电池
使用寿命将缩短一半。
第四，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。
另外一些基站的开关电源输出浮充电压值比设置值和显示值小了 1V 多，造成蓄电池长
期处于欠充状态。
尽管，通讯站用蓄电池存在的这些问题，但是我们目前主要通讯运营商的维护制度和维
护人员的配备，无法保证及时地发现蓄电池出现的问题，及时地对其维护，及时地将落后电
池更换下来，避免掉站事故的发生。蓄电池在线监测系统正是在这样的环境下应运而生的