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什么是AGM电池的“内氧循环”?

来源:美国邱健Trojan蓄电池 发布时间:2023-03-13 23:45:00 点击:

什么是AGM电池的“内氧循环”?

在富液电池中,过充电过程中产生的气体会排放到大气中。

但在阀控电池中,由于两个板上都发生了某些反应,因此气体逸出可以忽略不计。

在 VR 电池过充电期间,从正极板释放的氧气通过 AGM 的不饱和孔隙(或凝胶电解质中的裂缝)到达负极板并与负极板中的铅结合形成氧化铅。

氧化铅对硫酸有很强的亲和力,所以它会立即转化为铅

在制造 VRLA 电池时,酸按计算量填充。

形成过程完成后,多余的电解质(如果有的话)通过循环过程从电池中去除。

在循环开始时(当细胞被超过 96% 的孔隙填充时),氧气循环运行效率低下,从而导致水分流失。

当电解质饱和水平降至 96% 以下时,氧循环效率增加,从而减少水分流失。

VR 电池充电过程中产生的氧气和 H+ 离子(反应 A)通过 AGM 隔膜中的不饱和孔或通过凝胶电解质结构中的裂缝和裂缝到达负极板,在那里它与活性铅结合形成 PbO,然后转化为 PbSO4。

在此过程(反应 B)中还会生成水,同时还会产生一些热量。

(在富液式铅酸电池中,这种气体扩散是一个缓慢的过程,H2 和 O2 全部排出。

一部分充电电流用于有用的充电反应,而一小部分电流用于在氧循环反应中。最终结果是水不是从电池中释放出来,而是通过电化学循环吸收超过用于充电反应的过充电电流。)

PbSO 4通过电化学途径转化为Pb和H 2 SO   (反应C),通过与正极板充电时水分解产生的氢离子反应。

在 VRLA 电池开发的早期,人们认为 VRLA 电池必须具有 100% 的有效氧复合效率,前提是这将确保没有气体排放到外部大气中,从而最大限度地减少水分损失。

然而,近年来,很明显 100% 的氧复合可能并不理想,因为这可能导致负极板退化。

析氢和板栅腐蚀的二次反应在铅酸电池中非常重要,可能对 VRLA 电池性能产生重大影响。

两个反应的速率需要平衡,否则,其中一个电极(通常是负极)可能无法充满电。

负电极实际上可能会在可逆电势下自放电,因此其电势必须上升到该值以上(即变得更负)以补偿自放电并防止容量下降 。

AGM 电池使用的极板通常最大高度为 30 至 40 厘米。如果使用更高的板,则应在其侧面使用 AGM 电池。

但是在凝胶电池中,没有这样的高度限制。板高为 1000 毫米(1 米)的海底凝胶电池已投入使用。


AGM 电池是高电流、短周期应用的首选。与阀控凝胶电池相比,AGM 电池的高倍率性能制造成本更高。

但是,凝胶电池非常适合更长的放电时间并且每单位货币提供更多的功率。

VRLA 平板设计 (OGiV) 具有与浸没式平板设计相同的特性。它们适用于较短的桥接时间。 

在 10 分钟的速率下,每制造成本的功率输出比 VRLA 凝胶管状设计 (OPzV) 高 30%,而在更长的放电时间(超过 30 分钟)下,管状 VR 凝胶 OPzV 设计每美元提供更多功率。

在 3 小时的速率下,OPzV 每 1 美元可提供高 15% 的功率。

在 3 小时到 10 小时的范围内,充满管状的 OPzS 每美元提供的功率比 OPzV 电池多 10% 到 20%,而在 30 分钟到 100 分钟的重要区域,充满管状 (OPzS) 提供的每美元功率相同$ 作为 VRLA 凝胶管 (OPzV)。