Batterie AGM et batterie VLRA

Les grilles en alliage Pb-Ca-Sn sont utilisées dans les batteries plomb-acide, et des inhibiteurs de dégagement d'hydrogène sont ajoutés aux plaques négatives. La technologie de charge humide est largement utilisée dans l'industrie des batteries. Après limitation de la tension de charge, ces batteries peuvent être considérées comme sans entretien. Cependant, leur durée de vie dépend fortement des conditions de charge, qui doivent être strictement respectées, notamment la limitation de la tension de charge maximale. Les ingénieurs et les fabricants de batteries cherchent des moyens de recycler l'hydrogène dans l'eau.₂ et O₂ L'eau est libérée lors de la charge et de la surcharge de la batterie. Cela permet de résoudre le problème de perte d'eau.

La perte d’eau dans la batterie entraînera la concentration de H₂DONC₄ d'augmenter, ce qui entraîne la passivation de la plaque positive.Trois techniques principales ont été développées pour recombiner l’hydrogène et l’oxygène dans l’eau, comme décrit ci-dessous :

1. L'hydrogène et l'oxygène sont combinés dans le bouchon catalytique ;

2. L’hydrogène et l’oxygène sont combinés sur l’électrode catalytique auxiliaire ;

3. Batterie plomb-acide régulée par soupape (VRLAB).

Le principe de fonctionnement du VRLAB peut être résumé comme suit :

- La plaque positive subit une réaction de séparation de l'eau, ce qui provoque O₂précipiter et des ions H+ sont générés.

- Le₂ et les ions H+ diffusent vers la plaque négative à travers les canaux de gaz et les canaux de liquide dans le séparateur.

- Après avoir atteint la plaque négative, l'oxygène subit une réaction de réduction et réagit avec les ions H+ pour former de l'eau.

- L'eau générée diffuse vers la plaque positive à travers le séparateur, de sorte que l'eau électrolysée par la plaque positive est récupérée.

La réaction ci-dessus forme ce que l'on appelle le cycle fermé de l'oxygène (COC). Ce cycle réduit considérablement les pertes d'eau de la batterie lors des charges et des surcharges, la rendant ainsi sans entretien.

Selon le type de séparateur et l'état de l'électrolyte, les deux technologies de base utilisées dans les batteries VRLA sont :

 (1) Batteries utilisant un tapis de fibre de verre adsorbé (AGM), dont l'électrolyte est adsorbé dans le séparateur AGM. La fibre de verre adsorbante contient au maximum 85 % de fibres de verre d'une longueur de 1 à 2 mm et 15 % de fibres polymères (polyéthylène, polyphénylène, etc.) comme matériau de renforcement. Les fibres de verre sont hydrophiles et ont pour fonction d'adsorber l'électrolyte, tandis que les fibres polymères fournissent un support mécanique et présentent également un certain degré d'hydrophilie, ce qui favorise la formation de canaux gazeux.

(2) Batteries utilisant un électrolyte colloïdal (batterie colloïdale), l'électrolyte de cette batterie est un colloïde thixotrope non fluide, qui contient du SiO₂ et Al₂LE₃ Particules de plusieurs nanomètres de diamètre. Utilisez le même séparateur polymère que celui utilisé dans les batteries à électrolyte liquide pour séparer les plaques positive et négative. Les batteries au gel, comme les batteries à électrolyte liquide (qui contiennent un électrolyte fluide), perdent également de l'eau au démarrage. En conséquence, le colloïde se rétracte et des fissures se forment à l'intérieur. Ces fissures forment des canaux d'oxygène. L'oxygène dégagé par la plaque positive atteint la plaque négative, ce qui déclenche le COC et stoppe la perte d'eau. Le mécanisme de fonctionnement des COC de tous les types de batteries VRLA est le même, quel que soit le type de séparateur utilisé (AGM ou gel).

Chaque cellule de la batterie VRLA est équipée d'un détendeur (au lieu du bouchon d'aération de la batterie ouverte), qui maintient une certaine pression de gaz au-dessus du groupe de pôles de la batterie, composé de la plaque d'électrode et du séparateur. La réaction de réduction de l'oxygène se produit dans la plaque négative, ce qui réduit considérablement la pression d'oxygène au niveau de la plaque négative du groupe de pôles. Ainsi, un gradient de diffusion se forme à l'intérieur du groupe de pôles, guidant le flux d'oxygène vers la plaque négative. Le détendeur est donc un élément essentiel du VRLAB.

L'oxygène est transporté par deux voies :

(1) à travers le canal de gaz non obstrué du séparateur AGM, et

(2) dissous dans l'électrolyte et transporté le long du canal électrolytique d'un certain diamètre. Le taux de diffusion de l'oxygène dans le canal gazeux est supérieur de six ordres de grandeur à celui de l'oxygène dans le canal liquide. Par conséquent, comme l'électrolyte contient peu d'oxygène dissous, son transport est négligeable.

La batterie AGM est une batterie VRLA, différente de la batterie gel par l'utilisation de fibres de verre absorbant l'acide sulfurique comme séparateur. L'oxygène généré par l'électrode positive est transporté vers l'électrode négative par les pores du séparateur et réagit avec l'hydrogène pour produire de l'eau et de la chaleur.

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