Batería AGM y batería VLRA
Las rejillas de aleación de Pb-Ca-Sn se utilizan en baterías de plomo-ácido y se agregan inhibidores de evolución de hidrógeno a las placas negativas. La tecnología de carga húmeda se usa ampliamente en la industria de las baterías. Después de limitar el voltaje de carga, estas baterías pueden considerarse libres de mantenimiento. Sin embargo, su vida útil depende en gran medida de las condiciones de carga que deben observarse estrictamente, en particular, la limitación de la tensión de carga máxima. Los ingenieros y productores de baterías están buscando formas de reciclar en agua el H2 y O2 liberada durante la carga y sobrecarga de la batería. De esta manera, se puede resolver el problema de la pérdida de agua.
La pérdida de agua en la batería provocará la concentración de H2ASI QUE4 aumentar, dando como resultado la pasivación de la placa positiva.Se han desarrollado tres técnicas principales para recombinar hidrógeno y oxígeno en el agua, como se describe a continuación:
1. El hidrógeno y el oxígeno se combinan en el tapón catalítico;
2. El hidrógeno y el oxígeno se combinan en el electrodo catalítico auxiliar;
3. Batería de plomo-ácido regulada por válvula (VRLAB).
El principio de funcionamiento de VRLAB se puede resumir de la siguiente manera:
- La placa positiva sufre una reacción de división del agua, lo que provoca O2precipita y se generan iones H+.
-O2 y los iones H+ se difunden a la placa negativa a través de canales de gas y canales de líquido en el separador.
- Después de llegar a la placa negativa, el oxígeno sufre una reacción de reducción y reacciona con los iones H+ para formar agua.
- El agua generada se difunde a la placa positiva a través del separador, de forma que se recupera el agua electrolizada por la placa positiva.
La reacción anterior forma el llamado ciclo cerrado de oxígeno (COC). El ciclo de oxígeno cerrado reduce significativamente la pérdida de agua de la batería durante la carga y la sobrecarga, lo que la hace libre de mantenimiento.
Según el tipo de separador y el estado del electrolito, las dos tecnologías básicas empleadas en las baterías VRLA son:
(1) Baterías que utilizan malla de fibra de vidrio adsorbida (AGM), cuyo electrolito se adsorbe en el separador AGM. La fibra de vidrio adsorbente no contiene más del 85 % de fibra de vidrio con una longitud de 1 a 2 mm y contiene un 15 % de fibra de polímero (polietileno, polifenileno, etc.) como material de refuerzo. Las fibras de vidrio son hidrófilas y su función es adsorber electrolitos, mientras que las fibras de polímero proporcionan un soporte mecánico y también tienen un cierto grado de hidrofilia, lo que puede promover la formación de canales de gas.
(2) Baterías que usan electrolito coloidal (batería coloidal), el electrolito de esta batería es un coloide tixotrópico que no fluye, que contiene SiO2 y Al2O3 partículas con un diámetro de varios nanómetros. Use el mismo separador de polímero que se usa en las baterías inundadas para separar las placas positiva y negativa. Las baterías de gel, como las baterías inundadas (que contienen un electrolito que fluye), también pierden agua cuando comienzan a usarse. Como resultado, el coloide se contrae y se forman grietas en su interior. Estas grietas forman canales de oxígeno. El oxígeno que se desprende de la placa positiva llega a la placa negativa, de modo que el COC comienza a funcionar y se detiene la pérdida de agua. El mecanismo de funcionamiento de los COC de todos los tipos de baterías VRLA es el mismo, independientemente del tipo de separador utilizado (igual que el AGM o el separador de gel).
Cada celda de la batería VRLA tiene una válvula reductora de presión (en lugar de la tapa de ventilación de la batería inundada), que puede mantener cierta presión de gas por encima del grupo de polos de la batería que consta de la placa de electrodos y el separador. La reacción de reducción de oxígeno se produce en la placa negativa, lo que reduce en gran medida la presión de oxígeno en la placa negativa del grupo de polos. De esta forma, se forma un gradiente de difusión dentro del grupo de polos, que guía el flujo de oxígeno hacia la placa negativa. Por lo tanto, la válvula reductora de presión es una parte esencial de VRLAB.
El oxígeno se transporta por dos caminos:
(1) a través del canal de gas sin obstrucciones del separador AGM, y
(2) disuelto en el electrolito y transportado a lo largo del canal de electrolito lleno con un cierto diámetro. La tasa de difusión de oxígeno en el canal de gas es mayor, 6 órdenes de magnitud mayor que la tasa de difusión de oxígeno en el canal de líquido. Por lo tanto, dado que hay poco oxígeno disuelto en el electrolito, el transporte de oxígeno en el electrolito es insignificante.
La batería AGM es un tipo de batería VRLA, que se diferencia de la batería de gel en que utiliza fibra de vidrio que puede absorber el electrolito de ácido sulfúrico como separador. El oxígeno generado por el electrodo positivo se transporta al electrodo negativo a través de los poros del separador y reacciona con el hidrógeno para generar agua y calor.
--Final--