بطارية AGM وبطارية VLRA

تُستخدم شبكات سبائك Pb-Ca-Sn في بطاريات الرصاص الحمضية ، وتضاف مثبطات تطور الهيدروجين إلى الصفائح السالبة. تستخدم تقنية الشحن الرطب على نطاق واسع في صناعة البطاريات. بعد الحد من جهد الشحن ، يمكن اعتبار هذه البطاريات خالية من الصيانة. ومع ذلك ، فإن مدة خدمتهم تعتمد بشكل كبير على شروط الشحن التي يجب مراعاتها بدقة ، ولا سيما الحد الأقصى لجهد الشحن. يبحث مهندسو ومنتجي البطاريات عن طرق لإعادة التدوير في الماء H.₂ و O₂ صدر أثناء شحن البطارية والشحن الزائد. بهذه الطريقة ، يمكن حل مشكلة فقدان الماء.

سيؤدي فقدان الماء في البطارية إلى تركيز H.₂لذا₄ لزيادة ، مما يؤدي إلى تخميل الصفيحة الموجبة.تم تطوير ثلاث تقنيات رئيسية لإعادة تجميع الهيدروجين والأكسجين في الماء ، كما هو موضح أدناه:

1. يتم الجمع بين الهيدروجين والأكسجين في القابس الحفاز.

2. يتم الجمع بين الهيدروجين والأكسجين على القطب المساعد المساعد.

3. بطارية الرصاص الحمضية التي ينظمها الصمام (VRLAB).

يمكن تلخيص مبدأ عمل VRLAB على النحو التالي:

- تخضع الصفيحة الموجبة لتفاعل شطر الماء ، مما يسبب O₂لترسيب ويتم إنشاء أيونات H +.

- يا₂ تنتشر أيونات H + 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.

- ينتشر الماء المتولد إلى اللوح الموجب من خلال الفاصل ، بحيث يتم استعادة الماء المحلل بالكهرباء بواسطة اللوحة الموجبة.

يشكل التفاعل أعلاه ما يسمى بدورة الأكسجين المغلقة (COC). تقلل دورة الأكسجين المغلقة بشكل كبير من فقدان الماء للبطارية أثناء الشحن والشحن الزائد ، مما يجعلها لا تحتاج إلى صيانة.

اعتمادًا على نوع الفاصل وحالة الإلكتروليت ، فإن التقنيتين الأساسيتين المستخدمتين في بطاريات VRLA هما:

 (1) البطاريات التي تستخدم حصيرة الألياف الزجاجية الممتزجة (AGM) ، والتي يتم امتصاص الإلكتروليت منها في فاصل AGM. لا تحتوي الألياف الزجاجية الممتصة على أكثر من 85٪ ألياف زجاجية بطول 1 ~ 2 مم ، وتحتوي على 15٪ ألياف بوليمر (بولي إيثيلين ، بوليفينلين ، إلخ) كمادة تقوية. الألياف الزجاجية محبة للماء ، وتتمثل وظيفتها في امتصاص المنحل بالكهرباء ، بينما توفر ألياف البوليمر دعمًا ميكانيكيًا ولديها أيضًا درجة معينة من المحبة للماء ، والتي يمكن أن تعزز تكوين قنوات الغاز.

(2) البطاريات التي تستخدم المنحل بالكهرباء الغروية (بطارية غروانية) ، المنحل بالكهرباء لهذه البطارية عبارة عن غرواني متغير الانسيابية غير متدفق يحتوي على SiO₂ و آل₂ا₃ يبلغ قطرها عدة نانومترات. استخدم نفس فاصل البوليمر المستخدم في البطاريات المغمورة لفصل الألواح الموجبة والسالبة. بطاريات الهلام ، مثل البطاريات المغمورة (التي تحتوي على إلكتروليت متدفق) ، تفقد الماء أيضًا عند بدء استخدامها. نتيجة لذلك ، يتقلص الغرواني ويتشقق في الداخل. هذه الشقوق تشكل قنوات الأكسجين. يصل الأكسجين المتطور من اللوحة الموجبة إلى اللوحة السلبية ، بحيث يبدأ COC في العمل ويتوقف فقدان الماء. آلية تشغيل COCs لجميع أنواع بطاريات VRLA هي نفسها ، بغض النظر عن نوع الفاصل المستخدم (مثل AGM أو فاصل الهلام).

تحتوي كل خلية من بطاريات VRLA على صمام تخفيض الضغط (بدلاً من غطاء التهوية للبطارية المغمورة) ، والذي يمكنه الحفاظ على ضغط غاز معين فوق مجموعة قطب البطارية التي تتكون من لوحة القطب والفاصل. يحدث تفاعل تقليل الأكسجين في الصفيحة السالبة ، مما يقلل بشكل كبير من ضغط الأكسجين في الصفيحة السالبة في المجموعة القطبية. بهذه الطريقة ، يتم تشكيل تدرج انتشار داخل مجموعة القطب ، والذي يوجه تدفق الأكسجين إلى اللوحة السلبية. لذلك ، فإن صمام تخفيض الضغط هو جزء أساسي من VRLAB.

يُنقل الأكسجين على مسارين:

(1) من خلال قناة الغاز بدون عائق لفاصل AGM ، و

(2) يذوب في المنحل بالكهرباء وينقل على طول قناة المنحل بالكهرباء مملوءة بقطر معين. معدل انتشار الأكسجين في قناة الغاز أكبر ، 6 مرات من حيث الحجم أعلى من معدل انتشار الأكسجين في القناة السائلة. لذلك ، نظرًا لوجود القليل من الأكسجين المذاب في المنحل بالكهرباء ، فإن نقل الأكسجين في الإلكتروليت لا يكاد يذكر.

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

--نهاية--