阀控式铅酸蓄电池的基本工作原理解析

在通信电源站中，通常采用阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池作为稳压电源，该电池是一种将化学能和电能相互转化的装置。蓄电池需先用直流电源对其充电，将电能转化为化学能储存起来，当市电超限或中断时，再将化学能转变为电能供UPS逆变器工作。

1.阀控式铅酸蓄电池的工作原理

阀控式铅酸蓄电池的工作原理基本上与传统铅酸蓄电池相同，它的正极活性物质是二氧化铅（PbO2），负极活性物质是海绵状铅（Pb），电解液是稀硫酸（H2SO4）。

普通的铅酸蓄电池在充电过程中存在水分解反应，正极析出氧气，负极析出氢气。当正极充电到70%时，开始析出氧气，负极充电到90%时开始析出氢气，由于氢、氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合成水，电池就会失水干涸。

阀控式密封铅酸蓄电池在结构、材料上做了重要的改进，正极板栅采用铅钙锡铝四元合金或低锑多元合金，负极板栅采用铅钙锡铝四元合金，隔板采用超细玻璃纤维棉（AGM），并使用紧密装配和贫液设计，在电池的上盖中设置了一个单向的安全阀。这种电池结构，由于采用无锑的铅钙锡铝四元合金，提高了负极析氢过电位值，从而抑制氢气的析出。同时，采用特制安全阀使电池保持一定的内压，采用超细玻璃纤维棉（AGM）隔板，利用阴极吸收技术，通过贫液式设计，在正负极之间和隔板之中预留气体通道。因此在规定充电电压下进行充电时，正极析出的氧（O2）可通过隔板通道传送到负极板表面，还原为水（H2O）。

这是阀控式密封铅蓄电池特有的内部氧循环反应机理，这种充电过程，电解液中的水几乎不损失，所以电池在使用过程中不需加水(www.xing528.com)

由于不用加水维护，阀控密封式铅酸蓄电池又被称作免维护电池。这种电池使用安全，维护工作量小，在要求比较高的移动通信基站和机房得到了普遍应用。

2.阀控式铅酸蓄电池的分类

目前，阀控式铅酸蓄电池有两类，即采用超细玻璃纤维棉（AGM）隔板和采用硅凝胶“固定”电解液。它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的，但正极析出的氧气到达负极的通道是不同的。对AGM密封铅酸蓄电池而言，AGM隔膜中虽然保持了电池的大部分电解液，但必须使10%的隔膜孔隙中不进入电解液。正极生成的氧气就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收的。对胶体密封铅酸蓄电池而言，电池内的硅凝胶是以SiO2）作为骨架构成的三维多孔网状结构，它将电解液包含在里边。电池灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架将进一步收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧气提供了到达负极的通道。

两种电池的区别在于电解液的“固定”方式和氧气到达负极的通道有所不同，因而两种电池的性能也各有千秋。