阀控铅酸蓄电池的寿命及安全可靠性

摘要：对阀控铅酸蓄电池的制造工艺与使用方面进行了分析与探讨，提出了阀控铅酸蓄电池寿命与安全可靠性的一些问题焦点。

关键词：阀控铅酸蓄电池；寿命；可靠性

阀控式密封铅酸蓄电池（VRLAB）伴随进口的国外电信设备一起进入中国市场已有约十年历史了，而今中国大陆及世界各地遍布VRLAB的生产厂家。

然而，在实际应用当中，VRLAB不断出现新的问题，特别是VRLAB的使用寿命及安全可靠性始终是用户和厂家关注的焦点。笔者长期从事蓄电池的推广、销售、技术服务工作，现提出几点不成熟的想法仅供与蓄电池相关行业的技术人员及用户参考。 1VRLAB历史

1982年，VRLAB诞生（其实最初的碱性可充电电池等，早已具有阀控式功能）；1985年，美国GNB公司（现为Exide公司收购）开发、研制出大容量VRLAB，由于其免维护（不加电池水）、安全性好（无外逸气体）及紧凑设计（相对传统满液式开口电池，占地空间少），立刻受到电信行业的欢迎（电信行业的现代化电子设备对环境要求较高，而VRLAB可与电信设备同处一室）。

1995年，美国“费城科技”（PhiladephiaScientific）发表研究报告，建立了以电池水损失为VRLAB寿命的判定依据，即当VRLAB内10％的水分散失后，使电池实际容量降至额定容量的80％以下时，称电池的使用寿命已到期。

许多厂家接受了此标准，并根据此标准制造电池，加酸、加水及密封，以期达到20年设计寿命。

然而1995～1996年，欧美各国最先使用VRLAB的电信用户开始投诉VRLAB的可靠性不稳定，主要问题有浮充电流增大，极板腐蚀，容量下降，充电热失控及电池干涸。

1997年在布达佩斯（Budpest）电联会议上（TelesconConference）才发现VRLAB的电化学设计上有缺陷。电池失效问题很多是由于负极板自放电效应造成的。同样，虽然氧气的循环复合可不必加电池水，但会引起自放电效应及容量下降，早期的VRLAB容量甚至降到65％Ce以下。

1998年之后，针对上述设计缺陷，许多厂家开发出了阀盖上加钯催化剂的新型VRLAB。

2000年，新型的添加催化剂金属钯的VRLAB大量问世，它改进了密封工艺，强化了壳盖设计，力图解决VRLAB负极板自放电，这一缩短电池寿命的根本缺陷。

2国内VRLAB使用情况一些实例

VRLAB失效或电池寿命提前终止（不到20年设计寿命或十年设计寿命）有多种原因。

相对开口电池而言，VRLAB的理论要点主要有：

1）阴极吸收式电池（因此负极板比正极板多一块，易于吸收氧气）；

2）阀控式电池（内部压力由特制安全阀控制，易于气体复合）；

3）密封式电池（特殊材料外壳，特别密封，因而水分不会逸出）；

4）H＋抑制式电池（特制负极板，使得H离子不会析出或少析出，不会变成H2逸出）。

现在看来，上述要点均有局限性，导致制造上差异大，产品质量存在问题，使电池的设计寿命及可靠性指标令人难以信服。

换个角度思考一下：

1）负极板比正极板大多少，可使吸收氧气最佳？

2）安全阀控制的电池内部压力值为多少，最易于气体复合？

3）如何特别密封，可使水分不会逸出？

4）如何特制负极板，使得H离子不会析出或少析出？

对以上问题，生产厂家各有不同的看法和作法。

目前，各种VRLAB现场使用的结果表明，好的VRLAB运行已超过6年以上（DEKA电池在河北正定电信局），但许多电池都在5年左右开始出现容量下降失效，尤其一些国产品牌和设计上有缺陷（如密封工艺问题）的品牌。

事实上，从第一只VRLAB开发出来至今，也不到20年时间，仅有EPM厂家资料证明（2000年），他们在不停地做实际VRLAB循环充放电试验，时间已达5年以上。每次需2～3天，大约做了1000次以上实际充放电试验。

3启示与思考

1）科学技术是不断向前发展的，VRLAB必将有新的发展，理论与实践上均如此（可惜国内电池行业及相关研发的人员太少，成果太少）。

2）电池生产厂家应及时了解行业最新动态，切忌盲目跟风，一窝蜂做同类产品（例如，极板生产厂家同一类型极板被数十家电池组装厂通用，何有质量高下？）估计VRLAB厂家会面临新的一轮淘汰，如同10年前开口电池厂的淘汰一样。

3）电池的寿命，尤其国产电池的寿命不宜盲目宣传长达10年，15年，甚至更长，并无实验证据支持，有的厂家8年包换，不知根据何在？其实影响寿命的原因有阀盖的制作，阀压的设定，极板的制造等厂家原因，也有过充电，高温等使用原因，还有负极板去极化的VRLAB理论局限性。

4）电池的安全可靠性，任何电池在不适当条件下贮存、运输、使用过程中均可能发生危险，包括逸出有毒气体（事实如此）爆炸，漏酸液等。