氧循环原理

阀控式铅酸蓄电池采用负极活性物质过量设计，AGM（超细玻璃纤维）或GEL（胶体）电解液吸附系统，正极在充电后期产生的氧气通过AGM或GEL空隙扩散到负极，与负极海绵状铅发生反应生成一氧化铅，一氧化铅又迅速和硫酸反应变成硫酸铅和水，发电机组使负极处于去极化状态或充电不足状态，达不到析氢过电位，所以负极不会由于充电而析出氢气，电池失水量很小，故使用期间不需加酸加水维护。

阀控式铅酸蓄电池氧循环图示如下：

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这两者化合也产生大量热量H2SO4+PbO氧、铅化合反应产生大量热量，其中氧气和负极绒状铅化合生成一氧化铅时产生大量化学热，一氧化铅和硫酸化合生成硫酸铅和水时也产生大量化学热，两个反应都产生大量热。如果散热不好，会引起热失控。

可以看出，在阀控式铅酸蓄电池中，负极起着双重作用，即在充电末期或过充电时，一方面极板中的海绵状铅吸收正极产生的O2被氧化成一氧化铅，由此也称之为阴极吸收式电池；另一方面，极板中的硫酸铅又要接受外电路传输来的电子进行还原反应，由硫酸铅反应成海绵状铅。

在电池内部，若要使氧的复合反应能够进行，必须使氧气从正极扩散到负极。氧的移动过程越容易，氧循环就越容易建立。

在阀控式蓄电池内部，氧以两种方式传输：一是溶解在电解液中的方式，电池检测仪即通过在液相中的扩散，到达负极表面；二是以气相的形式扩散到负极表面。传统富液式电池中，氧的传输只能依赖于氧在正极区H2SO4溶液中溶解，然后依靠在液相中扩散到负极。

如果氧呈气相在电极间直接通过开放的通道移动，那么氧的迁移速率就比单靠液相中扩散大得多。充电末期正极析出氧气，在正极附近有轻微的过压强，而负极化合了氧，产生一轻微的真空，于是正、负间的气压差将推动气相氧经过电极间的气体通道向负极移动。阀控式铅酸蓄电池的设计提供了这种通道，从而使阀控式电池在浮充所要求的电压范围下工作而不损失水。

对于氧循环反应效率，AGM电池具有良好的密封反应效率，在贫液状态下氧复合效率可达99％以上；胶体电池氧再复合效率相对小些，在干裂状态下，可达70％～90％；富液式电池几乎不建立氧再化合反应，其密封反应效率几乎为零。

阀控电池每格的上部都装有安全阀，实质是个单向排气阀，放电仪如果内部气体压强达到规定值，就会通过它排出体外。

电动车用阀控免维护电池，人们要求充电时间越短越好，这样充电器的电压就高了，不可避免地通过析气造成失水。著名的天能电池公司将电池的单向排气阀做成螺栓可拆卸型，并率先通过设立在全国各地的办事处进行补水。方法是卸掉排气阀，通过该孔注入去离子水，大大延长了电池的使用寿命。电池其他公司的另一类单向阀更简单，使用了橡皮帽，掀开橡皮帽就可以加水，这类加液孔的直径远远小于天能电池的加液孔。

如果安全阀漏气，电池温度变化，空气会通过呼吸进入电池内部，蓄电池外来氧气同样会和负极的绒状铅化合生成氧化铅→进而和硫酸反应→硫酸铅→容量下降→单格落后。这种单格落后通过充电可以恢复，过充使负极的硫酸铅充分转化为绒状铅。
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