从目前基站电池的使用情况来看,普遍存在电池容量下降过快,使用寿命短的情况。甚至在短短一到两年内,电池容量只有标称容量的30% ~ 40%,有的只有10% ~ 20%。然而,大多数基站电池在运行1 ~ 4年后,容量仅为其标称容量的50%左右,远远达不到设计使用寿命。与换电站同类电池相比,使用寿命也大大降低。根据电池运行维护标准的要求,只要电池的容量降低到标称容量的80%,电池的使用寿命就会终止,应该更换,影响基站电源电池使用寿命的因素如下:
1、蓄电池寿命的定义
蓄电池的寿命一般是这样定义的,浮充状态下为3-5年或3-8年,并不是说蓄电池在频繁放电状态下使用多少年。对处于非浮充状态下工作的蓄电池,其寿命是按照循环放电次数和放电深度两个因素衡量,如表1所示。简单地以能使用多少年来衡量,是不正确的。
对于蓄电池的循环放电次数来说,必须是在蓄电池放电后充足电能,要充足电能充电时间至少需要24小时(依据YD/T799-2002的规定)。对于充电不足的情况,其循环放电次数很难确定,肯定要低于表1中描述的数据。
所以,蓄电池实际能使用多长时间完全取决于该站点的电网情况。假如某一个站点一个月停电10次,每次放到终止电压,每隔3天停一次电,每次蓄电池都能充足电量,机房环境温度25℃,那么蓄电池可以使用2年。如果每月停电超过15次,那么蓄电池的使用寿命就很难说了,有可能可以用1年,有可能用6个月,这就要取决于停电的实际情况了。
2、蓄电池放电深度的定义
放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深,其循环使用次数就越少,如表1所示,因此在使用时应避免深度放电。
在实际使用时根据不同的负载电流选定不同的放电终止电压。在该放电曲线中,以10小时放电和5小时放电曲线为例,对于10小时放电(负载电流为15A)来说,如果放电到终止电压11V(44V),此时蓄电池放出的容量大约为100%。一般情况下,为了保护蓄电池尽量避免其深度放电,放电深度最好≤80%,终止电压在46V左右,放电时间约为8小时。对于5小时的放电率来说(负载电流为25.2A),终止电压10.8V(43.2V)放出100%容量,在实际使用时放电深度≤80%,终止电压在45.6左右,放电时间为4小时。
3、蓄电池寿命终止的几种因素
对于阀控密封铅酸蓄电池来说,有四种失效模式:正极板腐蚀、失水、热失控、硫酸盐化。其中正极板栅腐蚀由于合金工艺技术的提高,腐蚀速度非常慢,一般是10-15年。
失水的途径比较多:节流阀设计不合理,频繁开启;电源对蓄电池频繁均充;环境温度过高。其中高温是最主要的因素,高温会加速蓄电池失水速度,导致蓄电池容量下降。以25℃为基准,当蓄电池运行环境上升10℃,寿命减少50%。
热失控是蓄电池在充电过程中产生热量不能及时释放出,温度和化学反应之间形成一个正回馈,出现失控。热失控对蓄电池是毁灭性的,造成蓄电池外壳变形“鼓肚子”,严重的会造成蓄电池爆炸。热失控的原因是机房环境温度高超过45℃、高温下浮充电压过高(没有温度补偿功能)、充电电流超过设计值(超过2.5C10)。
硫酸盐化就是硫酸盐的堆积,即在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶,颗粒比较大活性低。充电时非常难于转化为活性物质的硫酸铅,导致电池容量下降或功能衰退。硫酸盐化的原因是电池在安装使用前曾长时间搁置储存(超过3个月)、持续过放电或经常过量放电或小电流深放电、环境温度过高或过低、经常充电不足和没有定期执行均充。