Der englische Name der ventilgeregelten Blei-Säure-Batterie lautet Valve Regulated Lead Battery (kurz VRLA-Batterie). Am Deckel befindet sich ein Einweg-Auslassventil (auch Sicherheitsventil genannt). Die Funktion dieses Ventils besteht darin, das Gas abzulassen, wenn die Gasmenge in der Batterie einen bestimmten Wert (üblicherweise ausgedrückt durch den Luftdruckwert) überschreitet, d. h. wenn der Luftdruck in der Batterie auf einen bestimmten Wert ansteigt. Das Gasventil öffnet sich automatisch, um das Gas abzulassen, und schließt sich anschließend automatisch, um zu verhindern, dass Luft in das Innere der Batterie eindringt.
Die Schwierigkeit beim Versiegeln von Blei-Säure-Batterien liegt in der Wasserelektrolyse während des Ladevorgangs. Sobald die Ladung eine bestimmte Spannung (in der Regel über 2,30 V/Zelle) erreicht, wird an der positiven Elektrode der Batterie Sauerstoff und an der negativen Elektrode Wasserstoff freigesetzt. Das freigesetzte Gas führt einerseits zu Säurenebel, der die Umwelt verschmutzt. Ventilgeregelte Blei-Säure-Batterien wurden entwickelt, um diese Mängel zu beheben. Ihre Produktmerkmale sind:
(1) Hochwertige Mehrkomponenten-Gitterlegierungen werden verwendet, um die Überspannung der Gasfreisetzung zu verringern. Das heißt, herkömmliche Batteriegitterlegierungen geben Gas frei, wenn die Spannung über 2,30 V/Zelle (25 °C) liegt. Bei Verwendung hochwertiger Mehrkomponentenlegierungen wird das Gas erst bei Temperaturen über 2,35 V/Monomer (25 °C) freigesetzt, wodurch die freigesetzte Gasmenge relativ reduziert wird.
(2) Die negative Elektrode soll eine Überkapazität aufweisen, d. h. 10 % mehr Kapazität als die positive Elektrode. Im späteren Ladestadium kontaktiert der von der positiven Elektrode freigesetzte Sauerstoff die negative Elektrode, reagiert und regeneriert Wasser (O2 + 2Pb → 2PbO + 2H2SO4 → H2O + 2PbSO4). Dadurch befindet sich die negative Elektrode aufgrund der Sauerstoffeinwirkung in einem unterladenen Zustand, sodass kein Wasserstoff entsteht. Der Sauerstoff der positiven Elektrode wird vom Blei der negativen Elektrode absorbiert und anschließend weiter in Wasser umgewandelt (Kathodenabsorption).
(3) Um den von der positiven Elektrode abgegebenen Sauerstoff schnellstmöglich zur negativen Elektrode fließen zu lassen, wird ein neuartiger ultrafeiner Glasfaserseparator verwendet, der sich von dem in herkömmlichen Blei-Säure-Batterien verwendeten mikroporösen Gummiseparator unterscheidet. Seine Porosität ist von 50 % des Gummiseparators auf über 90 % erhöht, sodass Sauerstoff problemlos zur negativen Elektrode fließen und dort in Wasser umgewandelt werden kann. Darüber hinaus adsorbiert der ultrafeine Glasfaserseparator den Schwefelsäureelektrolyt, sodass dieser selbst beim Umkippen der Batterie nicht überläuft.
(4) Die versiegelte, ventilgesteuerte Säurefilterstruktur wird verwendet, sodass der Säurenebel nicht entweichen kann, um den Zweck der Sicherheit und des Umweltschutzes zu erreichen.
Da das entstehende Wasser im oben beschriebenen Kathodenabsorptionsprozess unter Versiegelungsbedingungen nicht überlaufen kann, kann die ventilgeregelte, versiegelte Blei-Säure-Batterie von der zusätzlichen Wasserwartung befreit werden. Daher kommt auch die Bezeichnung dimensionslose Batterie für die ventilgeregelte, versiegelte Blei-Säure-Batterie. Wartungsfrei bedeutet jedoch nicht, dass keine Wartung durchgeführt wird. Im Gegenteil: Um die Lebensdauer von VRLA-Batterien zu verbessern, sind zahlreiche Wartungsarbeiten zu erledigen. Die richtige Anwendung kann erst im Laufe des Prozesses herausgefunden werden.
Die elektrische Leistung von Blei-Säure-Batterien wird anhand der folgenden Parameter gemessen: elektromotorische Kraft der Batterie, Leerlaufspannung, Abschlussspannung, Arbeitsspannung, Entladestrom, Kapazität, Innenwiderstand der Batterie, Speicherleistung, Lebensdauer (Erhaltungslebensdauer, Lade- und Entladezykluslebensdauer) usw.
Veröffentlichungszeit: 26. April 2022
