Baterai AGM dan Baterai VLRA

Kisi-kisi paduan Pb-Ca-Sn digunakan dalam baterai timbal-asam, dan penghambat evolusi hidrogen ditambahkan ke pelat negatif. Teknologi pengisian basah banyak digunakan dalam industri baterai. Setelah membatasi tegangan pengisian, baterai ini dapat dianggap bebas perawatan. Namun, masa pakainya sangat bergantung pada kondisi pengisian yang perlu diperhatikan secara ketat, khususnya batasan tegangan pengisian maksimum. Insinyur dan produsen baterai mencari cara untuk mendaur ulang H . menjadi air₂ dan O₂ dilepaskan selama pengisian daya baterai dan pengisian daya yang berlebihan. Dengan cara ini, masalah kehilangan air dapat diselesaikan.

Kehilangan air dalam baterai akan menyebabkan konsentrasi H₂JADI₄ meningkat, menghasilkan pasivasi pelat positif.Tiga teknik utama telah dikembangkan untuk menggabungkan kembali hidrogen dan oksigen ke dalam air, seperti yang dijelaskan di bawah ini:

1. Hidrogen dan oksigen digabungkan dalam colokan katalitik;

2. Hidrogen dan oksigen digabungkan pada elektroda katalitik bantu;

3. Baterai timbal-asam yang diatur katup (VRLAB).

Prinsip kerja VRLAB dapat diringkas sebagai berikut:

- Pelat positif mengalami reaksi pemisahan air, yang menyebabkan O₂mengendap dan menghasilkan ion H+.

- O₂ dan ion H+ berdifusi ke pelat negatif melalui saluran gas dan saluran cairan di separator.

- Setelah mencapai pelat negatif, oksigen mengalami reaksi reduksi dan bereaksi dengan ion H+ membentuk air.

- Air yang dihasilkan berdifusi ke pelat positif melalui separator, sehingga air yang dielektrolisis oleh pelat positif diperoleh kembali.

Reaksi di atas membentuk apa yang disebut siklus oksigen tertutup (COC). Siklus oksigen tertutup secara signifikan mengurangi kehilangan air baterai selama pengisian dan pengisian yang berlebihan, sehingga bebas perawatan.

Tergantung pada jenis pemisah dan keadaan elektrolit, dua teknologi dasar yang digunakan dalam baterai VRLA adalah:

 (1) Baterai menggunakan adsorbed glass fiber mat (AGM) yang elektrolitnya diadsorpsi dalam separator AGM. Serat kaca penyerap mengandung tidak lebih dari 85% serat kaca dengan panjang 1~2mm, dan mengandung 15% serat polimer (polietilen, polifenilen, dll.) sebagai bahan penguat. Serat kaca bersifat hidrofilik, dan fungsinya adalah untuk menyerap elektrolit, sedangkan serat polimer memberikan dukungan mekanis dan juga memiliki tingkat hidrofilisitas tertentu, yang dapat mendorong pembentukan saluran gas.

(2) Baterai yang menggunakan elektrolit koloid (colloidal battery), elektrolit baterai ini adalah koloid tiksotropik tidak mengalir, yang mengandung SiO2.₂ dan Al₂HAI₃ partikel dengan diameter beberapa nanometer. Gunakan pemisah polimer yang sama dengan yang digunakan pada baterai yang terendam air untuk memisahkan pelat positif dan negatif. Baterai gel, seperti baterai yang kebanjiran (yang mengandung elektrolit yang mengalir), juga kehilangan air saat mulai digunakan. Akibatnya, koloid menyusut dan retakan terbentuk di dalamnya. Retakan ini membentuk saluran oksigen. Oksigen berevolusi dari plat positif mencapai plat negatif, sehingga COC mulai beroperasi dan kehilangan air berhenti. Mekanisme pengoperasian COC semua jenis baterai VRLA adalah sama, terlepas dari jenis separator yang digunakan (sama seperti AGM atau separator gel).

Setiap sel baterai VRLA memiliki katup pengurang tekanan (bukan tutup ventilasi baterai yang terendam air), yang dapat mempertahankan tekanan gas tertentu di atas kelompok kutub baterai yang terdiri dari pelat elektroda dan pemisah. Reaksi reduksi oksigen terjadi pada pelat negatif, yang sangat mengurangi tekanan oksigen pada pelat negatif dalam kelompok kutub. Dengan cara ini, gradien difusi terbentuk di dalam kelompok kutub, yang memandu aliran oksigen ke pelat negatif. Oleh karena itu, katup pengurang tekanan merupakan bagian penting dari VRLAB.

Oksigen diangkut melalui dua jalur:

(1) melalui saluran gas separator RUPS yang tidak terhalang, dan

(2) dilarutkan dalam elektrolit dan diangkut sepanjang saluran elektrolit yang diisi dengan diameter tertentu. Laju difusi oksigen dalam saluran gas lebih besar, 6 kali lipat lebih tinggi dari laju difusi oksigen dalam saluran cair. Oleh karena itu, karena ada sedikit oksigen terlarut dalam elektrolit, pengangkutan oksigen dalam elektrolit dapat diabaikan.

Baterai AGM merupakan jenis baterai VRLA, yang berbeda dengan baterai gel karena menggunakan serat kaca yang dapat menyerap elektrolit asam sulfat sebagai pemisah. Oksigen yang dihasilkan dari elektroda positif diangkut ke elektroda negatif melalui pori-pori pemisah dan bereaksi dengan hidrogen untuk menghasilkan air dan panas.

--Akhir--