赛特铅酸蓄电池BT-HSE-65-12 12V65AH

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铅酸蓄电池在后备电源运行中的问题以及产生的原因

　　随着蓄电池的广泛应用，特别是备用电源中的应用，由于VRLA蓄电池的运行要求比较严格，电池在偏离了正确的使用条件下运行会影响电池使用寿命，甚至造成严重的后果，因此，铅酸蓄电池的监测十分重要。采用备用电池的场所一般都是非常重要的部门，容量下降到一定程度电池组就起不到电源备份的作用，一旦主电源发生故障，就可能造成系统停机，导致巨大的损失，及时发现电池容量下降并处理电池失效，对于VRLAB用户是十分重要的。

　　我们所研究的蓄电池是作为后备电源使用的，平时处于充电状态，与充电装置的输出相联，一旦市电中断，蓄电池立即开始放电。与深度循环放电的蓄电池相比，由于后备电池长期处于浮充状态，即使偶然放电，因放电深度较小（与市电中断时间有关），因此很难获得蓄电池的准确保有容量。而在电池运行过程中（在线测量）检测蓄电池的劣化程度（SOH-State of health）是用户最为关心的问题，也是后备蓄电池使用中的最大难题之一。
美国科学家发表于最新一期《科学进展》杂志的论文说，锂离子电池中的锂离子浓度会发生涨落变化，这解释了锂离子电池寿命变短的原因，并有望帮助开发充电更快、待机时间更久的电池。

由美国能源部布鲁克黑文国家实验室领导的一个研究团队近日发现，当电池产生电流时，若电池的电极是由纳米粒子制成的，纳米粒子部分区域里的锂离子浓度会先上升，然后下降，而非此前一直认为的浓度会持续增加。

晶格是晶体内部的粒子按一定几何图形排列而成的结构。锂离子电池的工作原理是锂离子在正负极晶格间移动，充电时，锂离子从正极流到负极，放电时正相反。

“与海绵吸水类似，我们看到纳米粒子里锂离子的总浓度在不断增加，”主持该研究的布鲁克黑文国家实验室可持续能源技术部科学家王冯说，“但与水不同，锂离子会选择性地从某些区域流出，这造成晶格间锂离子浓度不一致。”

研究人员指出，锂离子进入晶格前，晶格的结构很均匀，一旦锂离子进入，就会拉伸晶格，当锂离子流出时，晶格又收缩了。锂离子的不均匀运动可能造成持久性损害，原因是它使电池内活性成分的结构变形，并可能导致电池疲劳失效。

研究人员推测这种现象也可能发生在其他高性能电池的化学物质中，该研究结果可有助于开发充电时间更短、待机时间更长的电池。

　　目前后备电源中蓄电池运行中存在的隐患：

　　1）蓄电池寿命无法达到设计要求
　
　　目前我们使用的蓄电池都存在这样的问题：在蓄电池安装时，蓄电池的厂家都称阀控铅酸蓄电池在浮充下的使用寿命可以达到10年以上，但在实际中，蓄电池往往在三年时就出现严重劣化，使用超过5年的蓄电池更是少之又少。这其中存在两个方面的问题，其一，在使用中对于蓄电池的管理以及维护，没有有效、合理地进行，造成蓄电池在早期就出现劣化，并且因为没有及时发现落后电池，致使蓄电池劣化积累、加剧，导致蓄电池组的过早报废。其二，个别蓄电池厂家夸大蓄电池的使用寿命。

(1) 保持适当的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20℃～25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是阀控式密封铅酸蓄电池，设计寿命普遍是5年，这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求，其寿命的长短就有很大的差异。另外，环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。
美国储能市场正在呈指数式增长，行业分析师预测到2022年储能市场容量将达到2,600兆瓦，接近2016年市场的12倍。

新的市场规则将使储能系统的所有者从越来越多的来源获得的收入，如延期输电和配电的升级，间歇性的资源整合，需求的减少或增加的发电量来解决高峰负荷，提供配套服务，提高电网的可靠性和弹性。

美国现行的州际贸易中批发电力销售和传输的联邦法规并不是针对大规模储能部署而设计的。虽然抽水蓄能电力已经存在了很长时间，但与现代蓄能技术如电池，飞轮或热能储存等项目相比有很大不同。

美国联邦和各州政府正在鼓励储能部署的发展。联邦层面的储能部署已经从美国能源部提供的有针对性的贷款和激励计划，以及美国联邦能源管理委员会(FERC)努力清除批发市场参与的途径中受益。

美国联邦能源管理委员会近年来发布了四项有助于储能部署的条例。并于2016年11月发布了拟议规则制定通知(NOPR)，提出采用透明的市场规则来参与由美国区域输电组织(RTO)和独立系统运营商(ISO)运营的有组织的市场。如果按照建议采纳NOPR，则储能部署将有资格在这些市场提供所有的容量、能源和辅助服务。储能部署加入这个市场的问题是为发电厂和需求响应公司制定的规则可能会不必要地限制了储能服务的范围(并因此而限制)。

美国联邦能源管理委员会对于NOPR收到的大多数意见都是有利的，其评论窗口在2017年2月结束。但是在美国联邦能源管理委员会(FERC)认为在2017年的大部分时间内的意见没有达到法定数目，其程序被搁置了。这个新重组的委员会是否会采用NOPR还有待观察。
(2) 定期充电放电。UPS电源系统中的浮充电压和放电电压，在出厂时均已调试到额定值，而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的，使用中应合理调节负载，比如控制计算机等电子设备的使用台数。一般情况下，负载不宜超过UPS额定负载的60％。在这个范围内，蓄电池就不会出现过度放电。
UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，时间长了就会造成电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。因此，一般每隔2～3个月应完全放电一次，放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8小时以上