แบตเตอรี่กรดตะกั่วควบคุมวาล์ว

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบควบคุมด้วยวาล์วมีชื่อภาษาอังกฤษว่า Valve Regulated Lead Battery (หรือเรียกสั้นๆ ว่า VRLA battery) มีวาล์วระบายไอเสียทางเดียว (เรียกอีกอย่างว่าวาล์วนิรภัย) อยู่บนฝาครอบ วาล์วนี้มีหน้าที่ปล่อยก๊าซเมื่อปริมาณก๊าซภายในแบตเตอรี่เกินค่าที่กำหนด (โดยปกติจะแสดงเป็นค่าความดันอากาศ) นั่นคือเมื่อความดันอากาศภายในแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นถึงค่าที่กำหนด วาล์วก๊าซจะเปิดโดยอัตโนมัติเพื่อปล่อยก๊าซ จากนั้นจึงปิดวาล์วโดยอัตโนมัติเพื่อป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไปในแบตเตอรี่

ปัญหาในการปิดผนึกแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดคือการใช้ไฟฟ้าในการแยกน้ำระหว่างการชาร์จ เมื่อการชาร์จถึงแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (โดยทั่วไปจะสูงกว่า 2.30V/เซลล์) ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวกของแบตเตอรี่ และไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาที่ขั้วลบ ในทางกลับกัน ก๊าซที่ปล่อยออกมาจะทำให้เกิดหมอกกรดซึ่งก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบควบคุมด้วยวาล์วเป็นผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านี้ คุณลักษณะของผลิตภัณฑ์มีดังนี้:

(1) โลหะผสมกริดคุณภาพสูงหลายองค์ประกอบใช้เพื่อปรับปรุงศักย์เกินของการปล่อยก๊าซ นั่นคือ โลหะผสมกริดแบตเตอรี่ทั่วไปจะปล่อยก๊าซเมื่ออยู่เหนือ 2.30V/เซลล์ (25°C) หลังจากใช้โลหะผสมหลายองค์ประกอบคุณภาพสูง ก๊าซจะถูกปล่อยออกมาเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 2.35V/โมโนเมอร์ (25°C) ซึ่งช่วยลดปริมาณก๊าซที่ปล่อยออกมาได้ค่อนข้างมาก

(2) ให้ขั้วลบมีความจุเกิน นั่นคือ ความจุมากกว่าขั้วบวก 10% ในขั้นตอนการชาร์จในภายหลัง ออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจากขั้วบวกจะสัมผัสกับขั้วลบ ทำปฏิกิริยา และสร้างน้ำใหม่ นั่นคือ O2+2Pb→2PbO+2H2SO4→H2O+2PbSO4 ทำให้ขั้วลบอยู่ในสถานะประจุน้อยเกินไปเนื่องจากการกระทำของออกซิเจน ดังนั้นจึงไม่มีการผลิตไฮโดรเจน ออกซิเจนของขั้วบวกจะถูกดูดซับโดยตะกั่วของขั้วลบ จากนั้นจึงถูกแปลงต่อไปเป็นน้ำ ซึ่งเรียกว่าการดูดซับแคโทด

(3) เพื่อให้ออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจากขั้วบวกไหลไปยังขั้วลบได้โดยเร็วที่สุด จึงต้องใช้ตัวคั่นใยแก้วชนิดละเอียดพิเศษแบบใหม่ที่แตกต่างจากตัวคั่นยางที่มีรูพรุนขนาดเล็กที่ใช้ในแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดทั่วไป ความพรุนของตัวคั่นยางจะเพิ่มขึ้นจาก 50% เป็นมากกว่า 90% ทำให้ออกซิเจนไหลไปยังขั้วลบได้อย่างง่ายดาย จากนั้นจึงแปลงเป็นน้ำ นอกจากนี้ ตัวคั่นใยแก้วชนิดละเอียดพิเศษยังมีหน้าที่ในการดูดซับอิเล็กโทรไลต์กรดซัลฟิวริก ดังนั้น แม้ว่าแบตเตอรี่จะพลิกคว่ำ อิเล็กโทรไลต์ก็จะไม่ล้นออกมา

(4) ใช้โครงสร้างตัวกรองกรดควบคุมด้วยวาล์วปิดผนึก เพื่อให้หมอกกรดไม่สามารถหลุดออกไปได้ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อม

 

ในกระบวนการดูดซับแคโทดที่กล่าวถึงข้างต้น เนื่องจากน้ำที่สร้างขึ้นไม่สามารถล้นได้ภายใต้เงื่อนไขการปิดผนึก แบตเตอรี่ตะกั่วกรดปิดผนึกที่ควบคุมด้วยวาล์วจึงสามารถยกเว้นจากการบำรุงรักษาน้ำเสริม ซึ่งเป็นที่มาของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดปิดผนึกที่ควบคุมด้วยวาล์วที่เรียกว่าแบตเตอรี่ไร้มิติ อย่างไรก็ตาม ความหมายของการไร้มิติไม่ได้หมายความว่าไม่มีการบำรุงรักษา ในทางตรงกันข้าม เพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ VRLA มีงานบำรุงรักษาจำนวนมากที่รอให้เราทำ วิธีการใช้งานที่ถูกต้องสามารถสำรวจได้ในระหว่างกระบวนการเท่านั้น

ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดวัดโดยใช้พารามิเตอร์ต่อไปนี้: แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด แรงดันไฟฟ้าสิ้นสุด แรงดันไฟฟ้าใช้งาน กระแสปล่อยประจุ ความจุ ความต้านทานภายในแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพในการจัดเก็บ อายุการใช้งาน (อายุลอยตัว อายุรอบการชาร์จและปล่อยประจุ) ฯลฯ