德國(guó)陽(yáng)光蓄電池的工作原理
不論是采用玻璃纖維隔膜的閥控式密封鉛蓄電池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)AGM密封鉛蓄電池)還是采用膠體電解液的閥控式密封鉛蓄電池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)膠體密封鉛蓄電池)(代表:德國(guó)陽(yáng)光蓄電池)，它們都是利用陰吸收原理使電池得以密封的。
電池充電時(shí)，正會(huì)析出氧氣，負(fù)會(huì)析出氫氣。正析氧是在正充電量70%時(shí)就開(kāi)始了。析出的氧到達(dá)負(fù)，跟負(fù)起下述反應(yīng)，陰吸收的目的。
2Pb十O2=2PbO
2PbO十2H2SO4：2PbS04+2H20
負(fù)析氫則要在充電到90%時(shí)開(kāi)始，再加上氧在負(fù)上的還原作用及負(fù)本身氫過(guò)電位的，從而避免了大量析氫反應(yīng)。
對(duì)AGM密封鉛蓄電池而言，AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液，但須使10%的隔膜孔隙中不進(jìn)入電解液。正生成的氧就是通過(guò)這部分孔隙到達(dá)負(fù)而被負(fù)吸收的。
對(duì)膠體密封鉛蓄電池而言，電池內(nèi)的硅凝膠是以SiO質(zhì)點(diǎn)作為骨架構(gòu)成的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它將電解液包藏在里邊。電池灌注的硅溶膠變成凝膠后，骨架要進(jìn)一步收縮，使凝膠出現(xiàn)裂縫貫穿于正負(fù)板之間，給正析出的氧提供了到達(dá)負(fù)的通道。
由此看出，兩種電池的密封工作原理是相同的，其區(qū)別就在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達(dá)負(fù)通道的方式有所不同。
2.電池結(jié)構(gòu)和工藝上的主要差異
AGM密封鉛蓄電池使用純的水溶液作電解液，其密度為1.29—1.3lg/cm3。除了板內(nèi)部吸有一部分電解液外，其大部分存在于玻璃纖維膜之中。為了給正析出的氧提供向負(fù)的通道，須使隔膜保持有10%的孔隙不被電解液占有，即貧液式設(shè)計(jì)。為了使板充分接觸電解液，群采用緊裝配的方式。另外，為了電池有的壽命，板應(yīng)設(shè)計(jì)得較厚，正板柵合金采用Pb`-q2w-Srr--A1四元合金。
膠體密封鉛蓄電池的電解液是由硅溶膠和配成的，溶液的濃度比AGM式電池要低，通常為1.26～1.28g/cm3。電解液的量比AGM式電池要多20%，跟富液式電池相當(dāng)。這種電解質(zhì)以膠體狀態(tài)存在，充滿(mǎn)在隔膜中及正負(fù)之間，電解液由凝膠包圍著，不會(huì)流出電池。
由于這種電池采用的是富液式非緊裝配結(jié)構(gòu)，正板柵材料可以采用低銻合金，也可以采用管狀電池正板。同時(shí)，為了電池容量而又不減少電池壽命，板可以做得薄一些。電池槽內(nèi)部空間也可以擴(kuò)大一些。

3.電池放電容量
近來(lái)的研究工作表明，膠體電解液配方，控制膠粒大小，摻入親水性高分子添加劑，降低膠液濃度滲透性和對(duì)板的親合力，采用真空灌裝工藝，用復(fù)合隔板或AGM隔板取代橡膠隔板，電池吸液性；取消電池的沉淀槽，適度板面積物質(zhì)的含量，結(jié)果可使膠體密封電池的放電容量或接近開(kāi)口式鉛蓄電池的水平。
AGM式密封鉛蓄電池電解液量少，板的厚度較厚，物質(zhì)利用率低于開(kāi)口式電池，因而電池的放電容量比開(kāi)口式電池要低10%左右。與當(dāng)今的膠體密封電池相比，其放電容量要小一些。
4.電池內(nèi)阻及大電流放電能力
鉛蓄電池的內(nèi)阻是由歐姆內(nèi)阻、濃差化內(nèi)阻、電化學(xué)化內(nèi)阻組成的。前者包括板、鉛件、電解液、隔電阻。AGM密封鉛蓄電池所用的玻璃纖維隔板具有90%的孔率，吸附其內(nèi)，且電池采用緊裝配形式，離子在隔板內(nèi)擴(kuò)散和電遷移受到的阻礙很小，所以AGM密封鉛蓄電池具有低內(nèi)阻特性，大電流快速放電能力很強(qiáng)。
膠體密封鉛蓄電池的電解液是硅凝膠，雖然離子在凝膠中的擴(kuò)散速度接近在水溶液中的擴(kuò)散速度，但離子的遷移和擴(kuò)散要受到凝膠結(jié)構(gòu)的影響，離子在凝膠中擴(kuò)散的途徑越彎曲，結(jié)構(gòu)中孔隙越狹窄，所受到的阻礙也越大。因而膠體密封鉛蓄電池內(nèi)阻要比AGM密封鉛蓄電池要大。
然而試驗(yàn)結(jié)果表明膠體密封鉛蓄電池的大電流放電性能仍然很好，滿(mǎn)足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)密封電池大電流放電性能的要求。這可能是由于多孔電內(nèi)部及板附近液層中的酸和其他有關(guān)離子的濃度在大電流放電時(shí)起到關(guān)鍵性的作用。
5.熱失控
熱失控指的是：電池在充電后期(或浮充狀態(tài))由于沒(méi)有及時(shí)調(diào)整充電電壓，使電池的充電電流和溫度發(fā)生一種累積性的相互增強(qiáng)作用，此時(shí)電池的溫度急劇上升，從而導(dǎo)致電池槽膨脹變形，失水速度，甚至電池?fù)p壞。
上述現(xiàn)象是AGM密封鉛蓄電池在使用不當(dāng)時(shí).而出現(xiàn)的一種具有很大破壞性的現(xiàn)象。這是由于AGM密封鉛蓄電池采用了貧液式緊裝配設(shè)計(jì)，隔板中須保持10%的孔隙不準(zhǔn)電解液進(jìn)入，因而電池內(nèi)部的導(dǎo)熱性差，熱容量小。充電時(shí)正產(chǎn)生的氧到達(dá)負(fù)和負(fù)鉛反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，如不及時(shí)導(dǎo)走，則會(huì)使電池溫度升高；如若沒(méi)有及時(shí)降低充電電壓，則充電電流就會(huì)，析氧速度，又反過(guò)來(lái)使電池溫度升高。如此惡性循環(huán)下去，就會(huì)引起熱失控現(xiàn)象。
對(duì)于開(kāi)口式鉛蓄電池而言，由于不存在陰吸收氧氣現(xiàn)象，再加上其電解液量比較大，電池散熱容易，熱容量也大，當(dāng)然不會(huì)出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。膠體密封鉛蓄電池的電解液量用得和開(kāi)口式鉛蓄電池相當(dāng)，群周?chē)芭c槽體之間充滿(mǎn)凝膠電解質(zhì)，有較大的熱容量和散熱性，不會(huì)產(chǎn)生熱量積累現(xiàn)象。
6.使用壽命
影響閥控式密封鉛蓄電池使用壽命的因素很多，既有電池設(shè)計(jì)和制造方面的因素，又有用戶(hù)使用和維護(hù)條件方面的因素。就前者而言，正板柵耐腐蝕性能和電池的水損耗速度乃是兩個(gè)主要的因素。由于正板柵的厚度，采用Pb—Ca—Sn--A1四元耐蝕合金，則根據(jù)板柵腐蝕速度推算，電池的使用壽命可達(dá)10～15年。然而從電池使用結(jié)果來(lái)看，水損耗速度卻成為影響密封電池使用壽命的關(guān)鍵性因素。
對(duì)于AGM密封鉛蓄電池而言，由于采用貧液式設(shè)計(jì)，電池容量對(duì)電解液量為敏感。電池失水10%，容量將降低20%；損失25%水份，電池壽命結(jié)束。然而膠體密封鉛蓄電池采用了富液式設(shè)計(jì)，電解液密度比AGM密封鉛蓄電池低，降低了板柵合金腐蝕速度；電解液量也比后者多15%～20%，對(duì)失水的敏感性較低。這些措施均有利于延長(zhǎng)電池使用壽命。根據(jù)德國(guó)陽(yáng)光蓄電池公司提供的資料，膠體電解液所含的水量使電池運(yùn)行12～14年。電池投入運(yùn)行的年，水損耗4%—5%，隨后逐年減少，4年之后總的水耗損只有2%。2V型密封電池在2.27V/單體條件下浮充運(yùn)行10年后，其容量還有90%。從國(guó)內(nèi)一些郵電通信部門(mén)的反映來(lái)看，雖然膠體密封鉛蓄電池售價(jià)較高，但其使用壽命卻長(zhǎng)于國(guó)產(chǎn)的AGM密封鉛酸蓄電池。
7.復(fù)合效率
復(fù)合效率是指充電時(shí)正產(chǎn)生的氧氣被負(fù)吸收復(fù)合的比率。充電電流、電池溫度、負(fù)特性和氧氣到達(dá)負(fù)的速度等因素，均會(huì)影響密封電池的氣體復(fù)合效率。
膠體密封鉛蓄電池產(chǎn)品使用初期，氧復(fù)合效率較低，但運(yùn)行數(shù)月之后，復(fù)合效率可達(dá)95%以上。這種現(xiàn)象也可以從電池的失水速度得到驗(yàn)證，膠體密封鉛蓄電池運(yùn)行年失水速度較大，4%～5%，以后逐漸減少。造成上述特性的主要原因，看來(lái)膠體電解質(zhì)在形成初期，內(nèi)部沒(méi)有或裂縫，沒(méi)有給正析出的氧提供的通道。隨著膠體的逐漸收縮，則會(huì)形成越來(lái)越多的通道，那么氧氣的復(fù)合效率然逐漸，水損耗也然減少。
AGM式密封鉛蓄電池隔膜中有不飽和空隙，提供了大量的氧氣通道，因而其氧氣復(fù)合效率很高，新電池可以90%以上。