并根据生产和应
用实践，介绍阀控式密封铅酸蓄电池的维护方法。

关键词：阀控式密封铅酸蓄电池 应用 维护





自法国普兰特1859年发明铅酸蓄电池以来，至今已有一百多年的历史。它与其它所有化学电
源一样，是一个电能与化学能互相转换的装置。由于它具有电动势高、充放电可逆性好，使用温度
范围广、电化学原理清楚，生产工艺易于掌握和原 材料丰富而价廉等特点，获得了最广泛的应
用。随着科学技术蓬勃发展，日新月异，自五十年代起，不断对传统的铅酸蓄电池进行技术改造。
特别是阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA）的问世，克服了酸液和酸雾易于外溢的令人头痛的敝病，
使它能与电子设备放在一起使用，符合用户要求产品使用方便的历史发展潮流，使它的应用领域更
加广阔了。诚然，作为一种新技术、新产品推向市场，需要经过实践考验，也有一个不断完善的过
程，除了制造商对产品技术和质量进一步提高外，还需用户对新产品的了解和维护，使之用得更合
理、更长久。下面根据笔者在研制、生产和指导用户使用阀控式密封铅酸蓄电池中的实践体会，谈
些粗浅的看法，供大家参考。

一　工作原理与优良特性

VRLA蓄电池的工作原理，基本上仍沿袭于

传统的铅酸蓄电池，它的正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状金属铅
（pb），电解液是稀硫酸（H2SO4），其电极反应方程式如下：



正极：PbO2+HSO-4+3H++2e PbSO4+2H2O





负极：Pb+HSO-4 2PbSO4+2H2O



整个电池反应方程式：



Pb+Pb02+2H++2HSO-4 2PbSO4+2H2O



VRLA电池在结构、材料上作了重要的改进，如下图所示，正极板采用铅钙合金或铅镉合金、
低锑合金，负极板采用铅钙合金，隔板采用超细玻纤隔板，并使用紧装配和贫液设计工艺技术，整
个电池反应密封在塑料电池壳内，出气孔上加上单向的安全阀。这种电池结构，在规定充电电压下
进行充电时，正极析出的氧（02），可通过隔板通道传送到负极板表面，还原为水（H2O），其反
应式如下：

正极上：2H2O O2+4H++4e

负极上：O2+2Pb 2PbO

2PbO+2H2SO4 2PbSO4+2H2O





这是VRLA电池特有的内部氧循环反应机理，这种充电过程，电解液中的水几乎不损失，使电
池在使用过程中达到不需加水的目的。

由于作了上述重要改进，VRLA电池具有体

积小、重量轻、自放电小、少维护、寿命长、使用方便、对环境无腐蚀、污染等优良特性，与传统
的铅酸蓄电池相比，在使用、维护和管理上有着明显的优点。

1．使用方便

VRLA电池只需严格控制整流器的充电电压，根据浮充使用和循环使用的不同要求，采用规定
的电压进行恒压充电，无需值班人员过多操心电池组的充电过程，不须添加蒸馏水，也不须经常检
测电池端电压、比重及温度，只须定期检测电池端电压和放电容量检查即可。

2．安装简便

VRLA电池已进行过化成充放电处理，为荷

电出厂，所以，用户在安装使用时，无需再进行烦琐的初充电过程，如果放置时间超过六个月，可
按生产厂规定进行补充电，在充足电后，进行一次容量试验性放电检查，以判断电池容量是否符合
标准要求，质量是否稳定可靠。

3．安全可靠

VRLA电池采用密封结构，可竖放或卧放使

用，无酸雾、无有毒、有害气体溢出，由于电池采用恒压充电制，电池内部实现氧循环过程，水损
失很少，即使偶而过充，有少量的气体可通过安全阀向外排出，电池壳不致压力过大而爆裂。


4．节省投资

VRLA电池不污染设备和环境，可与电子设

备放在一起使用，无须专门用于电池放置和维护的房间，维护工作量大大减少。而且电池安装可采
用迭放式电池架，占地面积小，节约了电源系统的投资费用。

总之，VRLA电池的优良特性，无疑对通信、电力、信息、金融等行业的现代化的科学管理创造了
极为有利的条件，因为它不需要补加水和测比重的麻烦操作，只需要监测电压变化及充放电容量检
查，容易实现微机控制，可实现无人值守和微机集中监控的现代化的管理。

二　应用领域和发展前景

众所周知，从平常的玩具、手电筒到重要的通信机站，电站等领域都有电池的用武之地，作为后备
电源或动力电源，在许多重要系统装置、设施的安全运行总少不了它，随着计算机、信息、运输、
电力等事业的发展，电池的需求量仍不断增长，据统计，当今世界对电池的需求量年增长率接近
8%，估计到2002年，全球电池销售总额将达到550亿美元。[1]

其中，铅酸电池销售量占电池世界总销量中一半以上。本文引用世界上最有权威性的美国国际电池
协会（BCI）提供调查资料[2]说明铅酸电池的应用领域和发展前景。

美国电池工业，主要是指铅酸电池，它的应用领域可分为二部分：

1．机动用电源（motive power）：主要用于卡

车、铲车、小汽车及铁路机车等车辆用电池，一九九七年统计资料，这方面销售额占40%。

2．固定用电源（Stationary power）：主要用

于电话通信、不间断电源（UPS）、安全报警、开关控制、应急灯、电子设备、医疗设备及其它各
种浮充使用。这方面销售额占60%。

该协会调查组收集了美国十六家知名铅酸电池制造厂商的销售资料，总结和预测了各个应用领域的
销售情况（表1）

表1：美国工业电池市场销售情况及预测

单位：百万美元

类别应用领域1997年2002年

固定用电池通信＄235＄464

UPS＄180＄336

其它浮充使用*＄78＄130

控制开关＄27＄38

应急灯＄21＄31

安全报警＄17＄25

电子学仪器＄11＄19

医疗仪器＄8＄12

机 电动用 池工业车辆**＄373＄467

铁路机车＄11＄13

小型车辆＄9＄9

总 计＄969百万＄15亿

*指草地、花园、玩具和一些特殊的浮充使用

**指铲车、卡车、自动导向车辆及机场地勤车辆



从表1可看出，美国铅酸电池的前景是很好的。特别是通信、UPS方面，其销售占固定用电源总额
70%。而且，这些领域中，新的设备使用电池和旧设备更换电池大都采用VRLA电池。

我国从八十年代中期开始研制VRLA电池，但都是小密电池，上海复华实业股份有限公司从1986年
开始研制小型VRLA电池，装入自行设计的UPS设备中进行试用定型，于1991年通过上海市新产品鉴
定，并开始制造POWERSON牌容量从1.2-100AH的MF全系列 的VRLA电池，将其推向市场，取得了较
好的经济效益和社会效益，荣获1993年度上海市科技进步二等奖。九十年代初，为了适应我国电
信事业的发展，复华公司引进美国、德国的先进的电池设备和技术，在上海嘉定复华高新技术园区
内建立了现代化的电池厂，研制出POWERSON固定型GMF系列VRLA电池，容量从200～3000Ah，广泛
应用于通信、电力和UPS系统。POWERSON 牌VRLA电池已通过信息产业、电力部、总参、国家产品
监督机构及美国UL的检测认可，制造厂也通过ISO-9001质量体系认证。如今，VRLA电池在在我国
已遍地开花，市场竞争更加激烈。然而，只有制造设备，生产工艺及管理水平上档次的制造商，才
能赢得用户的信赖。

三　使用要求和维护方法

VRLA电池在我国推广应用已有十几个春秋了，大容量固定型电池使用也将近十年了，由于其不
溢酸雾、少维护的特性，受到愈来愈多用户的青睐。但从用户使用情况看，还有不少用户不甚了解
VRLA电池使用要求，认为是不要维护的，在更换传统铅酸电池时，也未调整充电电压，甚至仍用
恒流充电制，由于电池过充过放，热失控等情况，至使电池早期失效。因此，加强对VRLA电池使
用要求和维护方法的宣传，正确理解“免维护”的含义，对进一步推广VRLA电池应用是非常必要
的。

Kalyan[3]专题讨论了VRLA电池可靠性问题，提到影响VRLA电池使用寿命的主要因素是热失控和
失水，下面分别讨论它们的起因和预防措施：

1 热失控产生与预防：由于充电电压和电流控制不当，在充电后期，会出现一种临界状态，即热失
控。此时，蓄电池的电流及温度发生积累性的相互增强作用，使电池槽壳变形“鼓肚子”，如有一
用户，在安装2000Ah电池组时，线路接错，少接二只电池，即48V变成44V，而充电电压又按照
53.7V给予浮充，这样每只电池浮充电压从2.23V变成2.44V，充电一个月后，由于电池内部热积
累，排气不及，使电池变形“鼓肚子”，这是比较严重的故障。

应该指出，在正常浮充电压下是不可能产生热失控的，只有人为操作和设备失控使电压过高，或电
池组中个别电池严重故障如短路、反极时才可能产生。因此，正确选择浮充电压和定期检查每个电
池的“健康情况”是非常重要的，如果使用环境温度变化较大，应根据温度补偿加以校正。

2电池失水及预防：VRLA电池是在“贫液”状态下工作的，其气体复合效率应接近100%。如果制造
工艺中，电池处于“富液”状态，会使隔板中O2的通道阻塞，气体复合效率低，电池内压力增大，
特别是在安全阀性能不良情况下，失水更加严重，经过一段时期后，电池会失水而干凅。

当然，由于浮充电压过高，电解水反应加

剧，析气速度加快，失水也必然增加。另外，使用环境温度增高，未调整浮充电压，也同样产生失
水过程。因此，除了制造商应严格控制电池中电解液的量以外，用户应创造一个最佳温度（20±
5℃）使用环境和严格控制浮充电压运行条件，保证电池组有较长的使用寿命。

此外，每只电池浮充电压一致性不好，也

会使个别高浮充电压的电池失水，而过早失效。因此，通过维护手段使电池浮充电压比较一致，也
是延长电池组使用寿命的有效方法。为了保证电源无故障运行，延长电池组使用寿命，我们提出如
下运行维护方案：

一　充电要求：

铅酸电池放电产物是硫酸铅，若不及时转化掉，会使电池处于充电不足状态，从而降低电池
放电容量和缩短电池使用寿命。因此，必须使电池组处于充足电状态。一般采用“恒压充电制”，
对不同情况，可分浮充和均充。

1．浮充充电：

在线式电池组是长期并联在充电器和负载线路上，作为后备电源的工作方式。一般情况下，
都采用浮充充电，单体电池电压控制在2.25V，并定期观察、记录浮充电压变化。如果单体电池电
压偏低，说明电池充电不足，容量不够，应注意跟踪。

2．均充充电

如果电池组在浮充过程中存在落后电池（单体电压低于2.20V），或浮充三个月后，宜进行均
充过程，其单体电池控制在2.35V，充6～8小时（注意，一次均充时间不宜太长），然后调回到浮
充电压值，再观察落后电池电压变化，如电压仍未到位，相隔二周后再均充一次。一般情况下，新
的电池组经过6个月浮充，均充后，其电压会趋于一致。

3．温度补偿

虽然电池的工作温度范围很宽，可在-15℃～+45℃范围内运行，但是电池运行最佳环境温度为
25℃左右，如果环境温度变化较大，需用温度系数进行补偿（-3mV/℃），可参考表2调整充电电
压值。



表2：不同环境温度的浮充电压值

环境温度(℃)单体电池电压（V）

352.21

302.23

252.25

202.26

152.28

102.30

52.32



二.维护方法

如果在半年内，电池组从未放过电，应对电池组进行一次治疗性充放电维护操作。

1．放电操作；

放电是为了检查电池容量是否正常，一般

采用10小时率放电，有条件的，可用假负载放电；从用户方便考虑，也可直接用负载进行放电，即
拉掉市电，用电池组供电，考虑到安全性，放电深度控制在30～50%为宜，当然，有条件可放电更
深一些，容易暴露电池潜在的问题。并每小时检测一次单体电池电压，通过计算放出电池容量，对
照表3电压值，判断电池是否正常。

表3：电池放出不同容量的标准电压值（10小时率）

放出容量(%)支持时间(小时)单体电池电压(V)

1012.05

2022.04

3032.03

4042.01

5051.99

6061.97

7071.95

8081.93

9091.88

100101.80



放出电池容量计算：

电流（A）×时间（h）





在相应放出容量下，其测出的单体电池电压值应等于或大于相应电压值，即电池容量为正
常，反之，电池容量不足。

2．充电操作

电池组放电后，应立即转入充电，开始可控制电流，不大于0.2CA为宜（如200Ah电池，充电
电流应不大于为0.2×200=40A）。当电流变小时，可慢慢提高电池组充电电压，达到均充电压
值，再充6小时，然后再调回浮充电压值。

3．根据治疗性充放电过程，从放电容量和电

池电压值判断每只电池的“健康情况”，因为不同放电容量过程中每只电池的电压变化，就代表了
该电池“健康”状况，如有不合格电池，应采取补救措施。

下面，提供常德某电信局使用POWERSON牌48V-2000Ah电池组维护记录表（表4）。从表4中数据分
析可对电池正常与否作出判断，并采取合适的维护方法：

①．电池运行基本正常，但6号电池容量偏低，注意跟踪。

②．整个电池组容量稍低于标准值，其原因是

电池未完全充足。

③．浮充电压偏低，应提高到53.7V（28℃）

④．应进行均充充电，以提高落后电池电压

总而言之，在推广应用VRLA电池的过程中，制造商应严格控制生产工艺条件，提供性能一致的高
质量电池产品；用户应加强对VRLA电池的了解，并做好必要的维护工作，共同发展我国VRLA电池
民族工业，为我国国民经济做出更大的贡献。