摘要：地铁应急照明是地铁中一项重要的安全设施，特别是在公共建筑物发生火灾、电源故障断电时，应急照明系统对人员疏散、消防和救援工作，保障人身安全，进行必要的操作处理或维持工作继续进行起着重要的作用。
关键词： 胶体电池 ， 特点 ，地铁应用
Abstract: the subway emergency lighting is very important in the subway safety facilities, especially in public buildings in the event of fire, power supply fault is cut, emergency lighting system to evacuate, fire fighting and rescue work, ensure safety and security, and make the necessary operation treatment or maintain work continue to play an important role.
Keywords: gel battery, characteristics, application of the subway
中图分类号：U231+.3文献标识码：A 文章编号：
随着广州地铁1993年12月破土动工，1997年6月一号线西郎至黄沙5.5公里的一期工程竣工并投入试运营，使整个城市面貌焕然一新，广州地铁作为广州市重点项目工程，保证地铁系统的正常运营工作尤其重用。地铁的运行以电力为动力，其通信系统，监控系统，中央空调、排风系统，以及应急安全系统如事故照明、消防、逃生口、电梯、屏蔽门等设施，均以电力为基本能源，一旦停电或断电，整个地铁系统将瘫痪，必将造成巨大的经济损失。密集的人群原集在黑暗的隧道里容易发生人身安全事故，甚至严重的政治影响，由此可见高质量、高可靠的电力供应是整个地铁系统运行的关键。
然而电力故障具有突发性，即使电网再先进，意外断电也在所难免，例如前几年就发生过美国、加拿大大面积停电、英国大停电、俄罗斯大停电等，这些国家电力充足尚且如此，更何况我国是一个严重缺电的国家。为安全可靠起见仅靠二路供电还远远不够，必须具有不间断电源（UPS）和应急电源（EPS）。
根据有关资料表明，UPS/EPS系统故障有50%是由电池故障直接引起，有15%故障与电池有关。因此电池是整个供电系统最薄弱的环节，要使UPS/EPS能发挥作用必须要配置高性能、高可靠、能承受恶劣环境的长寿命电池。
一、阀控式密封铅蓄电池的分类
当前在UPS/EPS系统中应用最广泛的是阀控式密封铅蓄电池。（VRLA）它基本上可分为两类：
吸液式密封铅蓄池
它是用超细玻璃纤维将稀硫酸吸附起来並使其不流动，是属于贫液式紧密型结构，其工艺教简单、价格低兼，易于生产和制造。国产电池基本上属于这一类（简称AGM电池）。
胶体蓄电池
它是采用硅胶与稀硫酸进行凝结，利用二氧化硅微粒作为骨架将稀硫酸包裹起来，使电解液不流动，是属于富液式宽松型结构，工艺复杂，材料配置需求严格，价格也高。虽然近年来国内也开始研制胶替电池（简称Gel），但工艺均采用硅溶胶法注入，精度不高，不能发挥胶体电池的优点。进口某品牌胶体电池，采用酸置换的气相二氧化硅法注入，其粒径可达10~100Mm以内，具有凝胶力强，活性高，胶体稳定等特点。
二、阀控式密封铅蓄电池的特点
上述两种类型的蓄电池密封工作原理相同，但由于采用电解液的“固定”方式和提供氧到达负极的通道方式不同，就构成了它们各有不同的特点，下面我们就其性能特点作进一步的介绍：
AGM技术在使用中存在的问题
在使用AGM技术中，由于需给氧气提供复合通，采用了贫液式设计，电解液在隔板中的饱和度为90%左右，为了保证蓄电池有足够的容量，一般采取提高电解液密度的措施（12V电池为1.300mg/mL），于是电池的开路电压高（13.00V以上），要求浮充电压高，这样在使用中就不可避免地存在下列问题
（1）失水问题
失水是影响VRLA电池容量下降的主要原因。电池失水10%，容量将下降20失水20%则电池寿命结束。失水的原因有四：气体再复合效率低，电池壳渗水，板珊腐蚀消耗水，自放电损失水。AGM电也由于要求浮充电压高，使气体析出量增加导致安全阀频繁大打开，失水多。由于失水将使电池电解液密度上升，充电接受能力下降，内阻增大，同时正极珊的腐蚀加快，极板硫酸盐化，使电池寿命大大缩短。
（2）酸分层问题
AGM电池的电解液虽“固定”在玻璃纤维中，但仍呈液态壮容易产生分层下现象，电池底部电解液浓度大于顶部，活性物质利用率不匀，同时还会 产生浓差极化反电势、降低了使用容量。
（3）热失控问题
AGM电池为避免极板与隔膜分离而使电池报废必须采用紧配设计，因而电池内部导热性差、热容量小。当充电后期析出的氧到负极跟铅反应时会产生热量，如电池散热不好，则电池温度升高，充电电流加大，析氧速度加快，反过来又使电池温升加剧，如此恶性循环造成电压损毁。
同时由于热容量小，对温度特别敏感，适应环境温度范围窄，浮充电压需要随时进行补偿。
（4）热失控
AGM电池为避免极板与隔膜分离而使电池报废必须采用紧配设计，因而电池内部导热性差、热容量小。当充电后期析出的氧到负极跟铅反应时会产生热量，如电池散热不好，则电池温度升高，充电电流加大，析氧速度加快，反过来又使电池温升加剧，如此恶性循环造成电压损毁。
同时由于热容量小，对温度特别敏感，适应环境温度范围窄，浮充电压需要随时进行补偿。
（5）深循环后容量衰减快，特别是在恒压充电下很难恢复。
三、某胶体电池的特点
某进口胶体电池是目前世界上各项性能最优越的阀控式铅酸蓄电池，这种电池除具备一般铅酸蓄电池的优点外，还具备以下其它电池无法比拟的优点：
（1）电池寿命长，适用温度范围广
VRLA电池设计寿命是根据正极板珊腐蚀速度推算出来的。若AGM电池理论寿命为10年，使用温度是-10~+50℃，由于使用时水损耗速度的影响，其寿命最多6~8年。
胶体电池采用富液式设计，电解液密度比AGM电池低，降低了板珊腐蚀速度；电解液也比AGM多15~20%，对失水敏感度低，有利于延长电池寿命。据某公司资料，Gel电解液含水量足以使电池运行12~14年。OPZV型电池在2.27V/单位条件下浮充运行10年后，其容量还有90%。从试验室加速寿命实验结果推算Gel的寿命至少比AGM的寿命长20%~30%，起适用温度范围是-40~60℃。某进口胶体电池采用凝胶电解质，无内部短路。热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生的热失控现象，因而在高温操作时极为可靠，电池不会产生“干化”现象，工作温度范围宽。
（2）电池容量密度大
富液式电池的电解液处于过量状态，其密度为1.26~1.28g/cm，导电性也处于最佳状态，因而其活性物质的利用率高，电池放电容量也大。AGM电池因采用贫液式设计，其活性物质利用率高低于富液式，因而放电容量比富液式高低10%左右。当今的胶体，电池加入的电解液量比AGB多20%~30%其放电容量多于后者。
（3）消除了电解液因分层而引起极板不均匀腐蚀
胶体电解液呈胶体结构，可阻止充电过程生成的硫酸沉积，並以扩散方式与低浓度的胶体进行混合，使酸浓度分布均匀。
（4）能耐受恶劣充电条件
AGM电池放电后应及时进行恢复充电，尤其是深放电之后更应进行多次放电循环，以防负极板生成难以恢复的硫酸盐。而胶体电池在深放电之后充电，其恢复能力可达95%以上。除此之外，胶体电解质既可阻止杂质粒子在电池内部迁移，又可阻止电池气室中的氧跟板珊发生反应，其自放电速度只有AGM电池的1／3~1／5。
（5）不会出现热失控
胶体电池电解液量多，极群周围及与槽体之间充满凝胶电解质，有较大的热容量和散热性，不会产生热量积累现象。本公司曾在室外40℃以上高温环境下使用，结果表明没有出现热失控现象。
正因散热良好，对温度变化也不敏感，胶体电池在10~35℃的环境下使用浮充电压也不用进行温度补偿。
结束语：
地铁的运行以电力为动力，其通信系统，监控系统，中央空调、排风系统，以及应急安全系统如事故照明、消防、逃生口、电梯、屏蔽门等设施，均以电力为基本能源，一旦停电或断电，整个地铁系统将瘫痪，必将造成巨大的经济损失。密集的人群原集在黑暗的隧道里容易发生人身安全事故，甚至严重的政治影响，由此可见高质量、高可靠的电力供应是整个地铁系统运行的关键。