阀门启动允许一部分气体或电解质逸出,从而降低电池的总容量。矩形电池可能有阀门设置工作低至 1 或 2 PSI;带有金属外隔间的圆形卷绕电池可以将阀门设置为高达 40 PSI。VRLA 电池有一个重量减轻阀,当电池开始增加氢气的重量时,该阀将启动,这通常是充电的结果。
它们不是永远固定的,但可以认为是免维护的。它们可以以任何方式放置,完全不像普通的铅酸电池,铅酸电池应该保持直立以避免酸溢出并保持极板的方向垂直。电池可能与水平板一起工作,这可能会提高循环寿命。电池盖通常装有气体扩散器,可以安全地扩散可能在作弊过程中形成的任何丰富的氢气。
应注意防止短路和快速充电。一致的电压充电是标准的事情,通常是 VRLA 电池最有效和最快的充电策略,尽管可以使用不同的技术。在高过充电电流下,水发生电解,通过电池的阀门去除氢气和氧气。
具有较高电压和低电流曲线的均衡充电周期可能偶尔用于电池硫酸化条件的中途;一些 VRLA 智能电池充电器偶尔会手动或自动执行平衡循环。一些产品可以高费率快速充电(60 分钟)。继续以每节电池 2.7 V 的电压充电会损坏电池。以高速率持续过度充电(速率比在三小时内重新建立评估极限更快)将超过电池重新结合氢和氧的极限。VRLA 电池可能会在 25 °C 下以每节电池 2.18-2.27 伏左右的电压不断漂移充电,具体取决于类型和电池制造商的详细信息。
VRLA 电池可能像传统的富液式铅酸电池一样由水平板制成,或者可能采用扭曲移动结构制成圆柱形电池。
吸水玻璃毡(AGM)
极细的玻璃丝被编织成一团,以扩大表面区域,足以在电池的整个生命周期内保持足够量的电解质。AGM 电池与充满液体的铅酸电池不同,因为电解液保存在玻璃垫中,而不是不受限制地淹没极板。形成细玻璃缠结的细丝不会保留,也不受酸性电解质的影响。在完成组装之前,这些垫子在吸收酸后会被拧干 2-5%。
AGM 电池的深循环和启动模式内置于矩形外壳中。AGM 电池在广泛的温度范围内呈现出优于常规电池的自释放特性。AGM 电池中有各种极板形状。有些是水平的,而另一些则是弓形或卷曲的。
释放深度 (DOD) 与电池的循环寿命之间存在直接联系,500 和 1300 次循环范围内的某处取决于释放深度。与铅酸电池类似,要延长 AGM 电池的使用寿命,必须遵循制造商的充电规范,并建议使用压控充电器。
在 AGM 和凝胶型 VRLA 中,电解质是固定的。VRLA 电池具有类似的科学原理。铅酸电池由两块铅板组成,作为端子填充,悬浮在由弱硫酸组成的电解质中。在 AGM 中,这是用玻璃纤维缠结培养的;在凝胶电池或“凝胶电池”中,电解质是通过向电解质中添加二氧化硅和其他凝胶专家制成的胶状凝胶。
在正常情况下,阀门关闭,使充电过程中释放的氢气和氧气在电池内部重新结合,从而防止电解液流失。VRLA 是铅酸电池的总称,其中有一个安全阀来控制电池中气体的到达。如果电池被欺骗或充电过快,阀门会打开以允许一些气体排出。
当电池因此充电时,硫酸铅和水会转化为铅和酸。在所有铅酸蓄电池方案中,充电电流应根据蓄电池的容量变化来吸收能量。如果充电势头过大,就会发生电解,将水分解成氢气和氧气,尽管硫酸铅和水会变成二氧化铅、铅和硫酸(放电循环的逆过程)。如果允许这些气体离开,就像在传统的富液电池中一样,电池应该不时地添加水(或电解质)。当电池放电时,铅和弱酸会发生复合反应,产生硫酸铅和水。
在典型的工作条件下,气体将能够在电池内部重新结合,有时在推动力的帮助下,不需要额外的电解质。有趣的是,只要重量保持在安全水平内,VRLA 电池就会在电池内部产生气体。然而,如果体重超过健康极限,安全阀就会打开,让丰富的气体排出,从而将体重控制回安全水平。
胶体电池
在 1927 年到 1931 年或 1932 年,玻璃容器中的先前“湿”电池利用特殊的阀门允许从垂直方向倾斜到一个平坦的方向。凝胶电池在粗加工后不易溢出。最初,一种凝胶电池是在 1930 年代中期通过向硫酸中添加二氧化硅而制成的,用于方便的阀门(管)无线电 LT 电源(2、4 或 6V)。在那个时候,玻璃外壳被赛璐珞所取代,后来在 1930 年代被不同的塑料所取代。
与溢出的湿电池铅酸电池不同,这些电池不应该直立放置。凝胶电池减少了湿电池常见的电解液耗散、溢出(以及由此产生的侵蚀问题),并吹嘘更出色的防眩晕和振动保护。人为地,它们几乎等同于湿(非固定)电池,除了电池组板前面的锑被钙取代,并且可能发生气体重组。现代凝胶电池(或称为凝胶电池)是具有凝胶化电解质的 VRLA 电池;硫酸与氧化硅混合,使随后的团块凝胶状且稳定。
每个单元上的单向阀设置为 2 psi,这认为完全重组发生在固定角内。当充电结束,电池可以不受限制地继续充电时,正极板上的欺骗状态会产生氧气。此时的氧气通过凝胶中的收缩断裂直接到达使用高表面区域纯擦拭铅制成的负极板,并引起反应,使氧气与吸附在擦拭铅外部的氢结合金属负极板使水保持在电池中。气体重组用于制造这种电池,而无需偶尔向其中加水以保持电解质的强度,因此被称为无支撑电池。
快速产生了一个合理的更适中的固定式铅酸电池的巨大市场。电视、新闻摄影机灯、儿童玩具车、应急照明和用于 PC 加固的 UPS 系统,仅举一些例子,都是用少量固定 VRLA 电池控制的。这种密封、防溢出的特性使其适合设计微型 VRLA 电池(1-12 安培小时范围),以适应发展中的便利硬件市场。
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