阀控式铅酸电池

阀控式铅酸电池（Valve Regulated Lead Acid Battery，VRLA）。安装了排气阀的铅酸电池的特点是带有催化剂，可以使充电时产生的氢气和氧气反应生成水流回电池，因而可以防止充电时产生的氢气和氧气逸散，控制水的消耗。

阀控式铅酸电池与汽车等用的普通铅酸电池相比有两个主要特点：一是密封；二是干态。密封是指基本无酸雾排出。一般情况下阀控式铅酸电池在运行（充放电）过程中是“零排放”，只有在充电后期蓄电池内的气体压力超过安全阀的开放压力时才有少量的氢和氧混合气体排放，此时用过滤材料滤去带出的少量酸雾。干态是指阀控式铅酸电池没有自由流动的电解液，可以任何方向放置，不怕颠簸、碰撞，即使外壳破裂也不会有酸漏出。图2-2所示为车用阀控式铅酸电池。

铅酸电池在放电过程时，化学反应由左向右进行，其相反的过程为充电过程的化学反应。由于铅酸电池在放电过程中，铅酸电池中的H2SO4的浓度会逐渐减小，因此，可以用密度计来测定H2SO4的密度，再由铅酸电池电解液密度确定铅酸电池电解液放电程度。单体铅酸电池的电压为2V，在使用或存放一段时间后，电池的电压可能降低到1.8V以下，或H2SO4溶液的密度下降到1.29g/cm3时。此时，铅酸电池就必须充电，如果电压继续下降，铅酸蓄电池将会损坏。

铅酸电池通常采用密封、无锑网隔板等技术措施，并在普通铅酸电池的电解液中加入硅酸胶（Na2 SiO3）之类的凝聚剂。使电解质成为胶状物，形成一种“胶体”电解质，采用“胶体”电解质的铅酸电池，使用起来更加方便。

图2-2　车用阀控式铅酸电池

玻璃微纤维隔板（AGM）是阀控式铅酸电池的关键材料之一。

玻璃微纤维蓄电池隔板是指用玻璃微纤维作为原料生产的蓄电池的隔板。阀控式铅酸电池的全玻璃微纤维隔板不含任何有机黏结剂，是用直径约1μm的玻璃微纤维用湿法制成的。国外使用高碱玻璃纤维为原料，国内主要采用中碱和高碱玻璃纤维混合原料。

阀控式铅酸电池是一种免维护蓄电池，其结构特点如下：

（1）免维护蓄电池的正极板栅架一般采用铅钙合金或低锑合金制作，而负极栅架均用铅钙合金制作，减小极板短路和活性物质脱落。

（2）隔板大多采用超细玻璃微纤维制作，或将其正极板装在袋式隔板内。

（3）极板组都采用紧装配结构。

（4）各单格极板组之间采用内连式接法，露在密封式壳体外面的只有正、负极桩。

（5）壳体上部设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室，待其冷却后变成液体重新流回电解槽内。

由于免维护铅酸电池在使用中不会出现电极短路、活性物质脱落、水分损失等问题，从而提高了其使用寿命。

虽然阀控式铅酸电池的质量比能量、体积比能量不能和镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池等相比，但它的性价比仍有很大优势，阀控式铅酸电池容量大，无记忆效应，价格便宜，目前它的销售额仍居化学电源产品的首位。现在在世界上，阀控式铅酸电池越来越多地用作电动自行车、电动滑板车及摩托车的动力电源。具有蓄电池第三电极之称的隔板对阀控式铅酸电池尤为重要。由于玻璃微纤维隔板具有很大的表面积，电池反应所产生的氢和氧在负极板附近重新合成水，这样电池的水就可以做到基本不损失，也就不必要加水了，也就是所谓的免维护，产生少量没有重新化合成水的氧在达到一定压力时通过安全阀排除。