تستخدم شبكات سبائك Pb-Ca-Sn في بطاريات الرصاص الحمضية، وتضاف مثبطات تطور الهيدروجين إلى اللوحات السالبة. وتستخدم تكنولوجيا الشحن الرطب على نطاق واسع في صناعة البطاريات. بعد الحد من جهد الشحن، يمكن اعتبار هذه البطاريات خالية من الصيانة. ومع ذلك، فإن مدة خدمتها تعتمد بشكل كبير على ظروف الشحن التي يجب مراعاتها بدقة، ولا سيما الحد الأقصى لجهد الشحن. يبحث مهندسو ومنتجو البطاريات عن طرق لإعادة تدوير الهيدروجين في الماء₂ و أو₂ أثناء شحن البطارية أو الشحن الزائد. وبهذه الطريقة، يمكن حل مشكلة فقدان المياه.

فقدان الماء في البطارية سيسبب تركيز H₂لذا₄ )، مما يؤدي إلى تخميل الصفيحة الموجبة. وقد تم تطوير ثلاثة تقنيات رئيسية لإعادة دمج الهيدروجين والأكسجين مرة أخرى في الماء، على النحو المبين أدناه:

1. الجمع بين الهيدروجين والأكسجين في السدادة الحفازة ؛

2. الجمع بين الهيدروجين والأكسجين في القطب الحفاز المساعد ؛

3. بطارية الرصاص الحمضية المنظمة بالصمامات (VRLAB).

ويمكن تلخيص مبدأ عمل المكتب على النحو التالي:

-تتعرض الصفيحة الإيجابية لتفاعل انقسام الماء، ما يسبب O.₂ لترسيب وتنشأ أيونات H+.

--أو₂ و H+ أيونات تنتشر إلى اللوحة السالبة من خلال قنوات الغاز والقنوات السائلة في الفاصل.

-بعد الوصول إلى الصفيحة السالبة، يخضع الأكسجين لتفاعل اختزال ويتفاعل مع أيونات H+ لتكوين الماء.

-وينتشر الماء المتولد إلى الصفيحة الموجبة عبر الفاصل، بحيث يتم استرداد الماء المحلل بالكهرباء بواسطة الصفيحة الموجبة.

التفاعل أعلاه يشكل ما يسمى دورة الأكسجين المغلقة (COC). دورة الأكسجين المغلقة تقلل بشكل كبير من البطارية#39 ؛ فقدان المياه أثناء الشحن أو الشحن الزائد، مما يجعلها خالية من الصيانة.

وتبعاً لنوع الفاصل وحالة الإلكتروليت، فإن التقنيتين الأساسيتين المستخدمتين في بطاريات VRLA هما:

 (1) البطاريات التي تستخدم حصيرة من الألياف الزجاجية الممتزة، والتي يُمتز الإلكتروليت منها في فاصل الألياف الزجاجية الممتزة. لا تحتوي الألياف الزجاجية الممتزة على أكثر من 85 ٪ من الألياف الزجاجية بطول 1~2 ملم، وتحتوي على 15 ٪ من ألياف البوليمر (البولي إيثيلين، البولي فينيلين، الخ) كمادة تقوية. ألياف الزجاج محبة للماء، ووظيفتها هي امتصاص الإلكتروليت، في حين أن ألياف البوليمر توفر الدعم الميكانيكي وأيضا لديها درجة معينة من محبة الماء، والتي يمكن أن تعزز تشكيل قنوات الغاز.

(2) البطاريات التي تستخدم الإلكتروليت الغرواني (البطارية الغروية)، الإلكتروليت لهذه البطارية هو غرواني ثيني الخواص غير المتدفق، والذي يحتوي على SiO.₂ وآل₂O₃ جسيمات يبلغ قطرها عدة نانومترات. استخدم نفس فاصل البوليمر المستخدم في البطاريات المغمورة بالفيضان لفصل الصفيحتين الموجبة والسالبة. البطاريات الهلامية، مثل البطاريات المغمورة بالمياه (التي تحتوي على إلكتروليت متدفق)، تفقد أيضا الماء عندما تبدأ في الاستخدام. ونتيجة لذلك، تنكمش الغروانية وتتشكل الشقوق داخلها. هذه الشقوق تشكل قنوات الأكسجين. تطور الأكسجين من اللوحة الموجبة ليصل إلى اللوحة السالبة، بحيث يبدأ COC في العمل ويتوقف فقدان الماء. آلية تشغيل جميع أنواع بطاريات VRLA هي نفسها، بغض النظر عن نوع فاصل المستخدم (نفس فاصل AGM أو هلام).

كل خلية من بطارية VRLA لديها صمام تقليل الضغط (بدلا من غطاء تنفيس البطارية المغمور)، والتي يمكن أن تحافظ على ضغط غاز معين فوق مجموعة قطب البطارية التي تتكون من لوحة القطب والفصل. يحدث تفاعل تقليل الأكسجين في الصفيحة السالبة، مما يقلل بشكل كبير من ضغط الأكسجين في الصفيحة السالبة في مجموعة القطب. وبهذه الطريقة، يتم تشكيل تدرج الانتشار داخل مجموعة القطب، والتي توجه تدفق الأكسجين إلى اللوحة السالبة. لذلك، صمام تقليل الضغط هو جزء أساسي من VRLAB.

يتم نقل الأكسجين عبر مسارين:

(1) من خلال قناة الغاز غير المسدودة لفاصل AGM، و

2) التي تذوب في الإلكتروليت وتنقل عبر قناة الإلكتروليت المملوءة بقطر معين. معدل انتشار الأكسجين في قناة الغاز أكبر، 6 أضعاف من معدل انتشار الأكسجين في قناة السائل. لذلك، بما أن هناك القليل من الأكسجين الذائب في الإلكتروليت، فإن نقل الأكسجين في الإلكتروليت لا يكاد يذكر.

بطارية AGM هي نوع من بطارية VRLA، والتي تختلف عن بطارية الهلام في أنها تستخدم الألياف الزجاجية التي يمكن أن تمتص إلكتروليت حمض الكبريتيك كفاصل. يتم نقل الأكسجين المتولد من القطب الموجب إلى القطب السالب من خلال مسام الفصل ويتفاعل مع الهيدروجين لتوليد الماء والحرارة.

--نهاية --