作為后備電源的大容量鉛酸蓄電池（以下簡稱“電池”）是基站電源的保障。在國內出現“電荒”的時候，后備電源的可靠性顯得格外重要。在長三角和珠三角地區，每周內停三供四的時間很多，甚至出現停四供三更加嚴重的局面。多數處于野外的基站，其供電是難以保證都是采用一、二類電源的，這樣，電池的可靠性問題尤其嚴重。

雖然目前的科學技術飛速發展，近年鉛酸蓄電池的發展也比較快，基本上以大型閥控密封式鉛酸蓄電池代替了防酸隔爆型電池。就是大型閥控密封式鉛酸蓄電池近些年也在發展。但是大容量的固定電池還是以鉛酸蓄電池為唯一的選擇。如何延長鉛酸蓄電池的正常使用壽命，一直是業內人士探討的主要問題。

相同的電池，在不同的設備條件、不同的使用條件和不同維護條件下使用壽命相差很大。這就需要在設備條件、使用條件和維護條件上尋找其差異。而電池失效的的幾個主要現象是：

a．正極板軟化；

b．正極板板柵腐蝕；

c．負極板硫化；

d．失水；

e．少數電池出現熱失控（包括電池鼓脹）。

下面，就以電池失效模式來探討設備條件、使用條件和維護條件對電池失效的影響及其應對方法。

一、電池的失效模式及其原因

1、電池的正極板軟化

電池的正極板是由板柵和活性物質組成的，其中活性物質的有效成分就是氧化鉛。放電的時候氧化鉛轉為硫酸鉛，充電的時候硫酸鉛轉為氧化鉛。氧化鉛是由α氧化鉛和β氧化鉛組成的，在2種氧化鉛中以其中α氧化鉛荷電能力小但是體積大，比β氧化鉛堅硬，主要起支撐作用；β氧化鉛恰好相反，荷電能力大但是體積小，比α氧化鉛軟，主要起荷電作用。α氧化鉛是在堿性環境中生成的，在電池內部一旦出現參與放電以后，充電只能夠生產β氧化鉛。正極板的活性物質是多孔結構的，就與電解液——硫酸的接觸面積來說，多孔結構是平面的數十倍。如果α氧化鉛參與放電以后，重新充電以后只能夠生成β氧化鉛，這樣就失去了支撐，不僅僅會產生正極板活性物質脫落，而且脫落的活性物質還會堵塞正極板的微孔，導致正極板參與反應的真實面積下降，形成電池容量的下降。后備電源的電池使用年限要求比較嚴格，對電池的容量要求比較寬，因此后備電源使用的電池α氧化鉛和β氧化鉛比例比深循環的動力型電池大一些。為了減少α氧化鉛參與放電，一般控制放電深度僅僅為40％。隨著電池的使用時間的增加，電池的容量下降，新電池放電40％的電量，對于舊電池來說必然超過40％的，所以舊電池就相當于放電深度深，電池的正極板軟化也會被加速。所以，電池的容量壽命曲線的后期下降速率遠遠高于中期。電池容量越小，放電深度越深，α氧化鉛損失也越多，正極板軟化也越嚴重，導致電池容量下降越快，形成了惡性循環。

這樣，電池的放電深度需要嚴格控制。實現這個控制的是靠基站的電源管理系統的設置。目前控制電池放電深度的主要標準還是一次放電量和放電電壓。這樣，盡可能避免在應急的時候強制放電，而應該按照放電量來增加電池的容量。

2、電池的正極板腐蝕

正極板的板柵中的鉛在充電過程中或被氧化為氧化鉛，并且不能夠再還原為鉛，形成正極板腐蝕。而氧化鉛的體積比鉛的體積大，形成體積線性增加變形，使正極板活性物質與板柵脫離，導致正極板失效。而過充電會嚴重加速正極板腐蝕。我們一般以為不會產生過充電狀態。實際上，基站的浮充電壓如果跟不上環境溫度的上升而進行下降的補償，過充電就產生了。如基站的空調不夠或者損壞，電池的過充電也會產生。這樣電池的正極板板柵在不同的使用條件下會有不同的腐蝕速度。長三角和珠三角地區的正極板腐蝕也會比內地嚴重，這與電池的使用環境溫度關系密切。

3、電池的負極板硫化

電池放電以后，負極板的鉛轉換為硫酸鉛，如果不及時充電或者充電時間比較長，這些硫酸鉛晶體就會逐步聚積而形成粗大的硫酸鉛結晶，采用普通的充電方式是無法恢復的所以稱為不可逆硫酸鉛鹽化，簡稱硫化。

在折合單格電壓為2.25V的浮充狀態下，電池基本充滿電需要一周的時間，完全充滿電需要28天的時間，其間電池就處于欠充電狀態。在電池放電以后的12小時，就可以發現產生粗大的硫酸鉛結晶。在發生電荒的地區，電池的硫化相當嚴重。

在一般浮充狀態下使用，隨著日夜環境溫度的變化，硫酸鉛結晶也會聚積而形成粗大硫酸鉛結晶而導致硫化。

在冬季環境溫度比較低的時候，電池的浮充電壓應該相應的提升，如果浮充電設備沒有依據室溫相應的調解上升，電池欠充電就會產生，電池硫化也就產生了。

失水的電池相當于電解液的硫酸濃度上升，也形成了加速電池硫化的條件。

較快速的充電可以抑制電池的硫化，基站的充電電流相對都比較小，所以硫化程度比充電電流大的電池嚴重。另外，浮充電壓波動越小，浮充電流的擾動越小，也形成了電池硫化的條件。

采用低銻合金的正極板的電池，浮充電壓比較低，也比其它鉛鈣錫鋁合金電池更加容易出現硫化。

從上面的硫化失效原因看看，很多電池是無法避免的。特別是電池組發生單體電池落后的時候，個別落后的單體電池處于欠充電狀態，這樣該電池比其它電池更加容易硫化。

電池一旦出現硫化，靠單純的浮充和均充是無法解決的，必須采取其它措施。目前我公司的技術主要就是消除電池的硫化，使之恢復原有標稱容量，重新投入使用。

4、電池的失水

電池充電達到單體電池2.35V（25℃）以后，就會進入正極板大量析氧狀態，對于密封電池來說，負極板具備了氧復合能力。如果充電電流比較大，負極板的氧復合反應跟不上析氧的速度，氣體會頂開排氣閥而形成失水。如果充電電壓達到2.42V（25℃），電池的負極板會析氫，而氫氣不能夠類似氧循環那樣被正極板吸收，只能夠增加電池氣室的氣壓，最后會被排出氣室而形成失水。電池具備負的溫度特性，其析氣也與溫度特性一致。當電池溫升以后，電池的析氣電壓也會下降，溫升會導致電池容易析氣失水。長三角和珠三角地區夏季環境溫度比較高，如果沒有空調或者空調容量不足，會使電池失水增加。如果單體電池的浮充電壓折合為2.25V，在30℃的時候，電池失水比25℃條件下增加一倍，在40℃條件下，電池失水是25℃的8倍左右，除非相應的降低浮充電壓。

如果電池的正極板含銻，隨著銻的循環，部分的轉移到負極板上面。由于氫離子在銻還原的超電勢約低200mV，于是負極板銻的積累會導致電池的充電電壓降低，充電的大部分電流用來做水分解而形成失水。所以，在大型固定型電池中應該逐步淘汰低銻正極板的電池。另外，對在電池生產過程中，應該嚴格控制鉛鈣錫鋁正極板的含量。

5、電池的熱失控

電池在均充狀態時，充電電壓會達到折合單格2.4V，這個電壓超過了電池正極板大量析氧的電壓，特別是在高溫環境中，大量析氧電壓會下降，這樣產生的析氧量會大幅度的增加。而正極板產生的氧氣在負極板會被吸收，吸收氧氣是明顯的放熱反應，電池的溫度會提升。如果電池已經出現失水，玻璃纖維隔板的無酸孔隙增加，會加速負極板吸收氧氣，產生的熱量會更多，電池溫升也更高。而電池的溫升也會加速正極板析氧，形成惡性循環——熱失控。在熱失控狀態下，析氧量增加，電池內的氣壓增加，當達到塑料電池外殼的玻璃點溫度的時候，電池開始鼓脹變型，這種變型除了影響電池內部的機械結構以外，還會形成電池漏氣，而導致更加嚴重的失水漏酸。

盡管電池熱失控現象發生的不多，但是一旦發生熱失控，電池的壽命會迅速提前結束。