—膠體式
AGM—陰極吸收式（貧液式）
閥控式密封電池（VRLA電池）
GEL—膠體式
1．VRLA電池與GF電池相比較，VRLA電池具有以下特點(diǎn)：
（1） 在使用過(guò)程中，不需要添加水、調(diào)整酸的比例。
（2） 不漏液，無(wú)酸霧，無(wú)環(huán)境污染。
（3） 自放電小。
（4） 結(jié)構(gòu)緊湊，密封良好，抗震，比能量高。
（5） 不存在記憶效應(yīng)。
（6） 使用范圍廣。
圖2： VRLA電池與GF電池（左）的比較
2．松下蓄電池12V200AH 陰極吸收式VRLA電池與膠體電池的比較：
（1） AGM電池使用初期無(wú)氣體逸出，GEL電池在使用初期需安裝排風(fēng)裝置。
（2） AGM電池內(nèi)阻小，大電流放電特性優(yōu)于GEL電池。
（3） AGM電池的一致性和均一性較好，因電解液的擴(kuò)散性和均勻性優(yōu)于GEL電池。
（4） GEL電池，（特別是管狀電極）使用壽命較長(zhǎng)，不易熱失控。
三、 VRLA電池的工作原理
1．電池的充/放原理：
鉛酸蓄電池的基本電極反應(yīng)是鉛（Pb）和二價(jià)鉛（Pb2+）及四價(jià)鉛（Pb4+）之間的轉(zhuǎn)化。
放電過(guò)程：負(fù)極：Pb→Pb2+正極：Pb4+→Pb2+（
（+） PbO2 + 3H+ + HSO4 －+ 2e 放<═══>充 PbSO4 + 2H2
電子得失為：負(fù)失正得即負(fù)氧化正還原
充電過(guò)程：負(fù)極：Pb2+→Pb正極：Pb2+→ Pb4+
（－）Pb + HSO4 － 放<═══>充 PbSO4 + H＋ + 2e
電子得失為：負(fù)得正失即負(fù)還原正氧化
電池的充放電反應(yīng)
電池總反應(yīng)：Pb + 2H+ + 2HSO4— + PbO2放<═══>充PbSO4+ 2H2O +PbSO4
2．VRLA電池的密封原理：
（1）電池內(nèi)部氣體產(chǎn)生的原因：
電池在過(guò)充電時(shí)電池分解水，正極產(chǎn)生O2，負(fù)極產(chǎn)生H2
正極板柵腐蝕的同時(shí)產(chǎn)生H2
電池自放電時(shí)正極產(chǎn)生O2，負(fù)極產(chǎn)生H2
（2）氧復(fù)合原理（氧循環(huán)原理）：
電池在充電過(guò)程中，正極除了有PbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)镻bO2以外，還有氧析出反應(yīng)，特別是電池的充電后期，當(dāng)電池容量達(dá)到80%時(shí)，氧的析出反應(yīng)更為劇烈，兩極的氣體析出反應(yīng)如下：
（+）2H2O → O2 + 4H+ + 4e (--) 2H+ + 2e → H2
對(duì)于浮充使用的VRLA電池，即使是浮充電流很小，但在長(zhǎng)期浮充狀態(tài)下，除浮充電流一部分用于電池自放電生成的PbSO4轉(zhuǎn)為正負(fù)極活性物資以外，不避免的，浮充電流另一部分則用于水的電解，使正極析出氧氣，負(fù)極析出氫氣。
氧和氫氣的產(chǎn)生使電池內(nèi)部失水，電解液密度發(fā)生變化，也使電池難以密封。從鉛酸蓄電池誕生以來(lái)，人們都一直在尋求電池的密封，以此減少對(duì)電池的維護(hù)。VRLA電池的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了電池的密封，電池密封的關(guān)鍵技術(shù)是氧在電池內(nèi)部的再?gòu)?fù)合實(shí)現(xiàn)氧的循環(huán)，以及采用AGM隔板吸收電解液，使電池內(nèi)部沒(méi)有流動(dòng)的電解液，氧的復(fù)合原理如圖3、4所示：
圖3：密封原理示意圖
松下蓄電池12V200AH 圖4：氧循環(huán)原理圖
從圖3、4看出，正極充電過(guò)程中因電解水析出的氧氣，通過(guò)AGM隔板的孔隙，迅速擴(kuò)散到負(fù)極，與負(fù)極活性物質(zhì)海綿狀鉛發(fā)生反應(yīng)生成氧化鉛（PbO），負(fù)極表面的PbO遇到電解液H2SO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成PbSO4和H2O，其中PbSO4再充電而轉(zhuǎn)變?yōu)楹＞d狀Pb，生成的H2O又回到電解液，因氧氣的再?gòu)?fù)合，避免了水的損失，從而實(shí)現(xiàn)了電池的密封。
鉛酸蓄電池實(shí)現(xiàn)密封的措施：
1) 選擇高孔隙率AGM隔板，孔隙率在93%以上，為氧的復(fù)合提供通道
2) 采取定量灌酸，使玻璃棉隔板在吸收電解液以后，仍有5—10%的孔隙率未被電解液充滿，因此VRLA電池又稱為貧液式電池。
3) 過(guò)量的負(fù)極活性物資，正、負(fù)極板的容量比一般為1：1.1~1：1.2，這樣在正極充足電以后，負(fù)極仍未充足電，以防止氫在負(fù)極析出，若氫氣大量析出是無(wú)法復(fù)合的。
4) 電池集群的緊裝配，采取集群預(yù)壓縮技術(shù)，將裝配壓在40—60Kpa之間，以保證AGM隔板與正負(fù)極板表面能夠良好接觸，因?yàn)閂RLA電池的電解液主要靠AGM隔板提供。
5) 高純度Pb—Ca—Sn—Al無(wú)銻板柵合金，因?yàn)镻b—Ca合金比Pb—Sb合金有更高的析氫過(guò)電位，從而能夠降低因板柵腐蝕而析出氫氣的可能性。
6) 開閉閥壓力穩(wěn)定可靠的安全閥，通信用VRLA電池的標(biāo)準(zhǔn)要求開閥壓10—35Kpa，閉閥壓3—15Kpa,開閉閥壓力較接近，可減少氣體排放和水的損失。
7) 采用恒壓限流的充電方式，VRLA電池對(duì)過(guò)充電較為敏感，過(guò)充電會(huì)加速電流的損壞，恒壓限流充電可防止過(guò)充電和熱失控。
3．VRLA蓄電池的自放電原理：
電池自放電原因：
1） 正極活性物質(zhì)與電解液的反應(yīng)；
2） 正極活性物質(zhì)與板柵合金之間的反應(yīng)；
3） 正極活性物質(zhì)與負(fù)極析出氫氣的反應(yīng)。
四．VRLA電池的兩大類技術(shù)
應(yīng)用同樣的氧復(fù)合原理，但由于采用不同的固定電解液技術(shù)和不同的氧復(fù)合通道技術(shù)，因此可分為兩大類型的VRLA電池，即AGM技術(shù)和GEL技術(shù)（膠體），故又稱為AGM電池和膠體電池。這兩類電池各有優(yōu)劣，目前在電信、電力等市場(chǎng)上應(yīng)用的仍以AGM電池為主。
1． AGM技術(shù)
采用AGM技術(shù)的VRLA電池，AGM隔板采用U形包覆法（也可采用S形包覆法）。采用AGM技術(shù)的VRLA電池的特點(diǎn)：內(nèi)阻小，以超細(xì)玻璃棉隔板吸取電解液，使電池內(nèi)沒(méi)有電解液，AGM隔板具有93%以上的孔隙率，而其中10%左右的孔隙作為由正極析出的O2到負(fù)極再?gòu)?fù)合的通道，以實(shí)現(xiàn)氧的循環(huán)，達(dá)到電池密封的目的。
2． Gel技術(shù)（膠體技術(shù)）
以德國(guó)陽(yáng)光公司采用Gel技術(shù)生產(chǎn)的OPZV膠體電池為典型代表。
膠體電池的特點(diǎn)：內(nèi)阻較大，采用觸變性SiO2膠體吸收電解液，使電解液不流動(dòng)。
以膠體的微裂紋O2的復(fù)合通道。膠體電池使用初期由于膠體未能形成大量微裂紋，氧的復(fù)合效率較低。
五、VRLA電池的失效模式
VRLA電池盡管有許多的優(yōu)點(diǎn)，但它和所有電池一樣也存在可靠性和壽命問(wèn)題。VRL電池文獻(xiàn)報(bào)道：其使用壽命為15年左右（25℃浮充使用）。但國(guó)內(nèi)外的VRLA電池在實(shí)際使用過(guò)程中，均出現(xiàn)過(guò)提前失效的現(xiàn)象。目前造成VRLA電池的失效模式主要有板柵的腐蝕與增長(zhǎng)、電解液干涸、負(fù)極硫酸鹽化、早期容量損失（PCL）、熱失控等。
六、VLRA電池的使用和維護(hù)
1、VLRA電池的選型
VLRA電池在使用前必須正確的選擇型號(hào)，以保證電池有足夠的放電容量，使通信設(shè)備能夠正常運(yùn)行；另外選擇合理的容量能夠避免選擇容量過(guò)大而造成浪費(fèi)。
選型方法有兩種： 1)計(jì)算法 ２）、曲線查找法。
2、VLRA電池的安裝使用及注意事項(xiàng)
在安裝和使用電池之前，首先應(yīng)仔細(xì)閱讀產(chǎn)品說(shuō)明書，按要求進(jìn)行安裝和使用。安裝時(shí)，應(yīng)特別注意以下幾個(gè)方面：
１）、安裝方案應(yīng)根據(jù)地點(diǎn)、條件制訂，如地面負(fù)荷、通風(fēng)環(huán)境、陽(yáng)光照射、腐蝕和有機(jī)溶劑、機(jī)房布局、維修是否方便等。
２）、安裝時(shí)新舊蓄電池一般不能混用，不同類型的電池或不同容量的電池決不可混合使用。
3）、電池均為100﹪荷電出廠，必須小心操作，忌短路，安裝時(shí)應(yīng)采用絕緣工具，戴絕緣手套，防止電擊。
4）、電池在安裝使用前，在0～35℃的環(huán)境下存放，儲(chǔ)存期限為3個(gè)月，若超過(guò)3個(gè)月，就應(yīng)按使用書給定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池進(jìn)行補(bǔ)充電。
5）、按規(guī)定的串并聯(lián)線路，連接列間、層間、面板端子的電池連接，在安裝末端連接件和整個(gè)電源系統(tǒng)導(dǎo)通前，應(yīng)認(rèn)真檢查正負(fù)極性及測(cè)量系統(tǒng)電壓。并注意：在符合設(shè)計(jì)截面積的前提下，引出線應(yīng)盡可能短，以減少大電流放電時(shí)的壓降；兩組以上電池并聯(lián)時(shí)，每組電池至負(fù)載的電纜線最好等長(zhǎng)，以利于電池充放電時(shí)各組電池電流均衡。
6）、電池連接時(shí)，螺絲必須緊固，但也要防止擰緊力過(guò)大而使極柱嵌銅間損壞。
7）、安裝結(jié)束后應(yīng)再次檢查系統(tǒng)電壓和電池正負(fù)極方向 ，以確保電池安裝的正確。
8）、可用肥皂水浸濕軟布清潔電池殼、蓋、面板和連接線，不能用有機(jī)溶劑清洗，以免腐蝕電池蓋及其它部件。
3、VRLA電池的維護(hù)
1）、閥控式密封鉛酸蓄電池的安放
閥控式密封鉛酸蓄電池不必專設(shè)電池室，可與通信設(shè)備同裝一室�？莎B放組合或安裝在機(jī)架上。
2）、經(jīng)常檢查的項(xiàng)目
a、 浮充電壓，環(huán)境溫度；
b、 連接處有無(wú)松動(dòng)、腐蝕現(xiàn)象；
c、 電池殼體有無(wú)滲漏和變形；
d、 極柱、安全閥周圍是否有酸霧溢出；
3）、補(bǔ)充電
a、 電池系統(tǒng)安裝完畢，對(duì)電池組進(jìn)行補(bǔ)充充電；
b、 電池?cái)R置停用時(shí)間超過(guò)三個(gè)月；
蓄電池的放電
a、每年應(yīng)以實(shí)際負(fù)荷做一次核對(duì)性放電試驗(yàn)，放出額定容量的30%-40%；
b、每三年做一次容量試驗(yàn)，到使用六年后應(yīng)每年做一次；
4）、蓄電池容量的測(cè)量
方法1：離線式測(cè)量法
