在数据中心和通信行业，会用到很多蓄电池，这些蓄电池可作为交流不间断电源系统、直流电源系统备用电源，又可作为油机等起动动力电源，还可作为高压配电系统中的直流操作及控制电源。当外部交流供电突然中断时，蓄电池作为系统供电的后备保护，将担负起对负载继续供电的任务，从而保证了数据中心设备的正常工作。

一、铅酸蓄电池结构

        蓄电池主要由正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽和安全阀等组成，结构如下图1所示。

图1 蓄电池结构

        二、铅酸蓄电池工作原理

        “双极硫酸盐化理论”最能说明铅酸蓄电池工作原理，铅酸蓄电池在放电时，正负极的活性物质均变成硫酸铅（PbSO4），充电后又恢复到原来的状态，即正极转变成二氧化铅（PbO2），负极转变成海绵状铅（Pb）。如下图2所示。

图2 蓄电池工作原理

蓄电池放电

        电流从正极经外电路流向负极，再由负极经内电路流向正极，电池向外电路输送电流的过程，叫做电池的放电。在放电过程中，两极活性物质逐渐被消耗，放电过程中两极都生成了硫酸铅，随着放电的不断进行，硫酸逐渐被消耗，同时生成水，使电解液的浓度逐渐降低，图3。

图3 蓄电池放电

蓄电池充电

        放电以后，外来直流电源以适当的反向电流注入，这种反向电流使活性物质还原的过程叫做充电。铅酸蓄电池的充电反应是放电反应的逆反应，正负极板上的硫酸铅分别变成二氧化铅和海绵状铅，电解液中的水分子不断消耗，硫酸分子不断生成，电解液密度不断升高，图4。

图4 蓄电池充电

三、蓄电池容量下降原因

        电池失水、硫酸盐化、极板腐蚀等情况会导致电池容量下降或者提前失效。

        1、电池失水：电池充电后期存在副反应，电解水反应导致气体析出，水分损失一定程度后，内阻增大，电池容量下降，图5。 

图5 电解液浓缩导致容量下降

    导致电池失水原因：充电电压过高；充电电流大；电池内部温度高；运行环境温度高；电池密封不良（安全阀、端子、槽盖）；壳体裂纹等。

        2、硫化：负极板的表面附着一层白色坚硬的硫酸铅结晶体，充电后依旧无法转化为活性物质，简称“硫化”，图6。

图6 极板硫化

        硫化的原因：蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电，部分PbSO4溶解后析出并在极板结晶形成硫化；电解液液面过低，使极板上部与空气接触而被氧化后硫化；长期过量放电或小电流深度放电，使极板深处活性物质的孔隙内生成PbSO4。