什么是阀控密封铅酸蓄电池？

VRLA（阀控式铅酸）电池是一种铅酸电池，其中电解质被固定以重新结合氢和氧。之所以这样命名，是因为它有一个密封结构，带有减压阀以防止气体逸出。

     由于电解液不再处于液态，它与二氧化硅粉末混合形成凝胶或被吸收到质地细腻的玻璃毡中，因此产生的气体自由上升到电解液表面而不会形成气泡。相反，它被困在一个固定的矩阵中，并被充电过程中产生的压力梯度迫使到相反的极点。这在游离液体中是不可能的。

在 VRLA 电池中，阳极产生的氧气移动到阴极，在那里被还原为重整水。

• 正极板过充反应：H2O = 2H+ + 2e- + 1/2O2

• 正极板复合：1/2O2 + Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2O

个 VRLA 电池（硅胶）由 Elektrotechnische Fabrik Sonnenburg 在 1930 年代生产，在 50 年代后期由 Sonnenschein 改进，并再次以凝胶类型商业化。

     AGM电池出现在 70 年代初期，是盖茨橡胶公司的创意。它是类似于电容器的螺旋缠绕结构。在 1980 年代，熟悉的声誉结构由英国的 Chloride 和 Tungstone 引入。现代阀控式铅酸蓄电池一般分为扁平AGM和管状板式GEL电池，管状板式结构具有循环寿命长、耐深循环性能更好的优点。AGM 具有更放电率和更快充电时间的优势。由于电池保留并重新结合充电过程中产生的氧气和氢气，因此在保证使用寿命期间无需加水。

     除了这种低维护的优势外，还可以密封电池以防止释放易燃氢气。电解质固定的其他好处包括防止泄漏或腐蚀性酸的泄漏，使处理和运输更安全。这些属性对企业和消费者来说都是明显的优势，使该技术比富液式铅酸电池更加人性化。在商业运营中，可以通过取消气体抽取设备来降低成本，并且从侧面操作的能力提供了更灵活的安装选项，从而更好地利用可用存储空间。

     凭借这些优势，什么是 VRLA 电池的问题得到解答并被视为铅酸电池家族中用途广、用户友好的电池也就不足为奇了。这反映在该技术占有重要市场份额的离网市场应用中。此博客中描述了 25 个此类应用程序。

要调查的个细分市场是休闲行业，特别是：海洋、露营、尔夫球车和尔夫球车。在所有这些应用中，电池必须完全放电。尽管要求相似，但负载大小和操作模式可能有很大差异。一个典型的电动尔夫球车使用 12V 18-35ah 容量，主要是在夏天，也许每隔一周。相比之下，在大型商用车上搭载乘客的尔夫球车通常需要 48V 结构，总容量达 200Ah。

它们每天运行，通常放电至额定容量的 80%。在这种类型的商业运营中，VRLA 电池的低维护成本将是一个优势。循环寿命也是一个重要因素。RTI 越长越好。在许多情况下，使用具有更好循环寿命和深度放电的 2V 管状凝胶电池，抗损伤性具有很大的经济意义。

露营和露营车使用电池为电灯和电视或冰箱等小家电供电。使用是不规则和间歇性的，但通常是自然界中的深度循环。VRLA 电池是这些情况的理想选择，因为它们的维护成本低或充电时放气，以及防溢设计和安全处理。电池始终为 12V 或 24V 系统的单体设计，容量范围为 85 至 200Ah。这些电池通常不会在日常使用中使用，如果长时间处于放电或半放电状态，尤其是在冬季或淡季，通常会损坏电池。

海洋应用的范围包括从使用电池作为主要电源的电动驳船到导航设备等辅助设备，以及冰箱、电视或机舱照明等设施。当主动力源为推进时，需要在加速或启动过程中有间歇性峰值的长时间稳定的功率输出。

对于二次使用，随着设备的开启和关闭，功率输出通常较低且变化较大。在后一种情况下，电池通常由运行中的推进电机充电。对拖钓船马达也有相对较新的船舶要求。这些是电动机和螺旋桨装置，可以在不惊吓附近鱼类的情况下悄无声息地推动渔船在水中前进。

海洋应用的尺寸、容量和电压要求差异很大，需要根据使用模式和供电设备来确定。例如，电动驳船可以在 110V 电压下运行，为电动机和船上的所有生活设施供电。通常这需要采用串并联配置的 2V 管状凝胶电池来提供电气系统所需的电压、容量和循环寿命。

供应辅助设备时，常使用的是整体式设计。它将是一个 12V 单体，容量从 80 到 220 Ah。但是，拖钓船马达通常使用 12V 35ah 电池。

下一个要考虑的类别是不间断电源 ( UPS )。在这种情况下，电池必须提供非常短的电流脉冲以抵消瞬时功率或电压下降。它通常用于无线电发射机或计算机等设备，以防止传输中断或程序和数据丢失。此类别可能包括备用电源、电信塔、手持式电信、PC 终端、ICT、服务器机房、数据中心和基于工业变压器的网络。在这些情况下，功率要求通过间歇性、快速的大电流脉冲来满足。

虽然频繁，但这些都是浅放电，并且由于连续充电条件而不会完全放电。对于非工业商业用途，由于没有气体和酸烟，电池可以用于有员工和敏感电子设备的办公室和科技环境。与富液电池相比维护成本低是另一个重要的吸引力。

工作电压可以有很大的不同，从单一的家用 PC 电源到 440V 工业三相交流电源。大多数装置在串联/并联配置中使用 12V 单体以满足应用电压和自主性要求，但大型工业装置通常使用 2V 管状凝胶选项。容量从适用于小型办公室或家庭装置的 25 Ah 到适用于工业 UPS 的 250 Ah 不等。备用电源运行的要求与 UPS 不同。

这可以是间歇性或定期深度放电并完全充电以处理紧急情况，例如应急照明、用于环境监测的便携式测试设备的操作，或军用对讲机等便携式通信设备。安全警报和系统、办公室或备用电源具有相似的使用情况，间歇性深度放电至容量的 80%。

• 设备定期轮换的应用包括临时交通信号、移动照明、定期停电的住宅和工业区、柴油混合动力或太阳能装置等用途。所有这些任务都有明确的正常运行时间，通常每天都会发生。

• 没有理想的电池尺寸或配置，因为功耗和工作电压差异很大。对于较大的安装，2V 管状凝胶电池是佳解决方案，因为它们能够承受深度放电和出色的循环寿命。对于较小或不太繁琐的工作，通常单体电池，尤其是在空间有限的情况下。电池安装尺寸取决于机器的工作电压、负载和工作时间。

• 并非所有细分市场都可以完全归为一类。许多手机通信塔和其他无线通信系统在待机或市电时使用备用电池，具体取决于当地电源（如果有）的质量和可用性。无论哪种情况，您很可能对电池有深循环要求。常见的电池类型是 12V 单体电池，因其功率密度、紧凑尺寸和易于安装而被使用。在一些大型大功率塔式单元中，侧装 2V VRLA 电池是佳解决方案。缺乏维护和气体生产使 VRLA 电池成为偏远地区的理想选择，尤其是在有限空间内安装电池的地方。

另一个跨越多个市场的主要类别是牵引电池，它是移动设备的主要电源。这适用于范围广泛的车辆，从叉车到工业和个人使用的电动自行车。在任何情况下，电池都必须完全放电。对于叉车来说，主要优势是没有维护成本。然而，缺点是电池充电时间更长，价格更，并且不能像充满水的电池那样深度放电。然而，这必须与包含排烟设备的浸没电池的成本相平衡。

充电过程中不释放酸性烟雾和气体是另一个重要优势。在封闭的食品仓库中，即使有抽气设备，在叉车操作过程中，充电产生的一些酸性烟雾也可能残留在泄漏的电池中，并污染储存的食品。这个市场（包括电动托盘车）的理想电池是 2V 管状电池，通常采用 12-80V 串联配置。容量范围从托盘车的 25 Ah 到大型重型叉车的 1,000 Ah。

非工业适用于代步车和医用轮椅等市场。有一个小型部门将铅酸电池用于电动自行车、人力车和被视为非休闲用途的小型电动汽车。所有这些应用都需要具有更能量密度和紧凑设计的电池。这主要由单块电池提供。

VRLA 电池很少用于发动机启动。但是，许多较新的车辆正为此目的使用 AGM 版本。由于电解质是固定的，因此由于电解质分层和硫酸盐化而导致的故障比淹没式设计更不可能。该产品特别适用于充液电池寿命可能短至 6 个月的启停车辆。因为有一个压缩玻璃垫将板的活性材料固定到位，所以它非常适合冲击和振动很容易损坏浸没的电池板的越野和全地形车辆。

它们的成本于富液电池，因此它们不是大多数量产汽车的标准部件。然而，对于启动功率、和良好的冷启动能力被认为物有所值的豪华车市场来说，这是一个自然的选择。

潜艇在水下时完全依靠电池供电，因为没有氧气来供应内燃机。潜艇的尺寸范围从小型休闲和研究船到长约 70 米、重量超过 2,000 吨的军用水下船只。军用潜艇传统上使用超大型水下管状设计，多串联 175 个电池，每个电池约 2,000 Wh。出于显而易见的原因，非常希望在封闭容器中携带不会产生爆炸性气体的电池。在军事应用中，当船只在水面且通风良好时，电池通常由柴油发动机充电。

然而，消除在非常狭窄和困难的条件下进行的电池维护工作有很大的好处。由于这是深度放电应用，更长的循环寿命意味着更换电池时的停机时间更短，因此2V 管状凝胶电池是该应用的明显且几乎是强制性的选择。相比之下，较小的研究和休闲船可能会使用整体电池来节省空间。由于不同的设计范围，工作电压和容量可能会有很大差异。