阀控式密封铅酸蓄电池技术与维护

  （1）AGM电池使用初期无气体逸出，GEL电池在使用初期需安装排风装置。

  （3）AGM电池的一致性和均一性较好，因电解液的扩散性和均匀性优于GEL电池。

  铅酸蓄电池的基本电极反应是铅（Pb）和二价铅（Pb2+）及四价铅（Pb4+）之间的转化。

  电池在充电过程中，正极除了有PbSO4转变为PbO2以外，还有氧析出反应，特别是电池的充电后期，当电池容量达到80%时，氧的析出反应更为剧烈，两极的气体析出反应如下：

  对于浮充使用的VRLA电池，即使是浮充电流很小，但在长期浮充状态下，除浮充电流一部分用于电池自放电生成的PbSO4转为正负极活性物资以外，不避免的，浮充电流另一部分则用于水的电解，使正极析出氧气，负极析出氢气。

  氧和氢气的产生使电池里面失水，电解液密度发生明显的变化，也使电池难以密封。从铅酸蓄电池诞生以来，人们都一直在寻求电池的密封，以此减少对电池的维护。VRLA电池的出现，实现了电池的密封，电池密封的关键技术是氧在电池里面的再复合实现氧的循环，以及采用AGM隔板吸收电解液，使电池里面没有流动的电解液，氧的复合原理如图3、4所示：

  从图3、4看出，正极充电过程中因电解水析出的氧气，通过AGM隔板的孔隙，迅速扩散到负极，与负极活性物质海绵状铅发生反应生成氧化铅（PbO），负极表面的PbO遇到电解液H2SO4发生化学反应生成PbSO4和H2O，其中PbSO4再充电而转变为海绵状Pb，生成的H2O又回到电解液，因氧气的再复合，避免了水的损失，以此来实现了电池的密封。

  2) 采取定量灌酸，使玻璃棉隔板在吸收电解液以后，仍有5—10%的孔隙率未被电解液充满，因此VRLA电池又称为贫液式电池。

  3)过量的负极活性物资，正、负极板的容量比一般为1：1.1～1：1.2，这样在正极充足电以后，负极仍未充足电，以防止氢在负极析出，若氢气大量析出是无法复合的。

  4)电池集群的紧装配，采取集群预压缩技术，将装配压在40—60Kpa之间，以保证AGM隔板与正负极板表面能够良好接触，因为VRLA电池的电解液主要靠AGM隔板提供。

  5)高纯度Pb—Ca—Sn—Al无锑板栅合金，因为Pb—Ca合金比Pb—Sb合金有更高的析氢过电位，从而能够降低因板栅腐蚀而析出氢气的可能性。

  6)开闭阀压力稳定可靠的安全阀，通信用VRLA电池的规定要求开阀压10—35Kpa，闭阀压3—15Kpa,开闭阀压力较接近，可减少气体排放和水的损失。

  3)采用恒压限流的充电方式，VRLA电池对过充电较为敏感，过充电会加速电流的损坏，恒压限流充电可防止过充电和热失控。

  应用同样的氧复合原理，但由于采用不一样的固定电解液技术和不同的氧复合通道技术，因此可分为两大类型的VRLA电池，即AGM技术和GEL技术（胶体），故又称为AGM电池和胶体电池。这两类电池各有优劣，目前在电信、电力等市场上应用的仍以AGM电池为主。

  采用AGM技术的VRLA电池，AGM隔板采用U形包覆法（也可采用S形包覆法）。采用AGM技术的VRLA电池的特点：内阻小，以超细玻璃棉隔板吸取电解液，使电池内没有电解液，AGM隔板具有93%以上的孔隙率，而其中10%左右的孔隙作为由正极析出的O2到负极再复合的通道，以实现氧的循环，达到电池密封的目的。

  胶体电池的特点：内阻较大，采用触变性SiO2胶体吸收电解液，使电解液不流动。

  以胶体的微裂纹O2的复合通道。胶体电池使用初期由于胶体未能形成大量微裂纹，氧的复合效率较低。

  VRLA电池尽管有许多的优点，但它和所有电池一样也存在可靠性和寿命问题。VRL电池文献报道：其常规使用的寿命为15年左右（25℃浮充使用）。但国内外的VRLA电池在实际使用的过程中，均出现过提前失效的现象。目前造成VRLA电池的失效模式主要有板栅的腐蚀与增长、电解液干涸、负极硫酸盐化、早期容量损失（PCL）、热失控等。

  VLRA电池在使用前必须正确的选择型号，以保证电池有足够的放电容量，使通信设施能够正常运行；另外选择合理的容量可避开选择容量过大而造成浪费。