الاسم الإنجليزي لبطارية الرصاص الحمضية المُنظَّمة بالصمام هو بطارية الرصاص المُنظَّمة بالصمام (اختصارًا: بطارية VRLA). يوجد على غطاء البطارية صمام عادم أحادي الاتجاه (يُسمى أيضًا صمام الأمان). وظيفة هذا الصمام هي تفريغ الغاز عندما تتجاوز كمية الغاز داخل البطارية قيمةً معينة (عادةً ما تُعبَّر عنها بقيمة ضغط الهواء)، أي عندما يرتفع ضغط الهواء داخل البطارية إلى قيمةٍ معينة. يُفتح صمام الغاز تلقائيًا لتفريغ الغاز، ثم يُغلق تلقائيًا لمنع دخول الهواء إلى داخل البطارية.
تكمن صعوبة إحكام غلق بطاريات الرصاص الحمضية في التحليل الكهربائي للماء أثناء الشحن. عندما يصل الشحن إلى جهد معين (عادةً ما يكون أعلى من 2.30 فولت/خلية)، ينطلق الأكسجين على القطب الموجب للبطارية، والهيدروجين على القطب السالب. من ناحية، يُطلق الغاز المنبعث ضبابًا حمضيًا يُلوث البيئة؛ لذا، تُعدّ بطارية الرصاص الحمضية المُنظّمة بالصمامات منتجًا مُطوّرًا للتغلب على هذه العيوب. ومن ميزاتها:
(1) تُستخدم سبيكة شبكية عالية الجودة متعددة العناصر لتحسين الجهد الزائد لانبعاث الغاز. أي أن سبيكة شبكية البطارية العادية تُطلق الغاز عند درجة حرارة أعلى من 2.30 فولت/خلية (25 درجة مئوية). بعد استخدام سبائك متعددة المكونات عالية الجودة، يُطلق الغاز عند درجة حرارة أعلى من 2.35 فولت/مونومر (25 درجة مئوية)، مما يُقلل كمية الغاز المنبعثة نسبيًا.
(٢) لنفترض أن سعة القطب السالب فائضة، أي أعلى بنسبة ١٠٪ من سعة القطب الموجب. في المرحلة اللاحقة من الشحن، يلامس الأكسجين المنبعث من القطب الموجب القطب السالب، ويتفاعل معه، ويتجدد الماء، أي O2+2Pb→2PbO+2H2SO4→H2O+2PbSO4، بحيث يكون القطب السالب في حالة شحن ناقص بسبب تأثير الأكسجين، فلا ينتج الهيدروجين. يمتص سلك القطب السالب أكسجين القطب الموجب، ثم يتحول إلى ماء، وهو ما يُسمى بامتصاص الكاثود.
(3) لضمان تدفق الأكسجين المنبعث من القطب الموجب إلى القطب السالب في أسرع وقت ممكن، يجب استخدام نوع جديد من فاصل الألياف الزجاجية فائق الدقة، يختلف عن فاصل المطاط المسامي المستخدم في بطاريات الرصاص الحمضية العادية. تزيد مساميته من 50% إلى أكثر من 90%، مما يسمح للأكسجين بالتدفق بسهولة إلى القطب السالب، ثم تحويله إلى ماء. بالإضافة إلى ذلك، يتميز فاصل الألياف الزجاجية فائق الدقة بوظيفة امتصاص إلكتروليت حمض الكبريتيك، لذلك حتى في حالة سقوط البطارية، لن يفيض الإلكتروليت.
(4) تم اعتماد هيكل مرشح الحمض المتحكم فيه بالصمام المختوم، بحيث لا يتمكن ضباب الحمض من الهروب، وذلك لتحقيق غرض السلامة وحماية البيئة.
في عملية امتصاص الكاثود المذكورة أعلاه، بما أن الماء المُولّد لا يُمكن أن يفيض في حالة الإغلاق، يُمكن إعفاء بطارية الرصاص الحمضية المُحكمة بالصمام من الصيانة الإضافية للماء، وهو أصل بطاريات الرصاص الحمضية المُحكمة بالصمام التي تُسمى "البطارية عديمة الأبعاد". ومع ذلك، فإن معنى "خالية من الصيانة" لا يعني عدم إجراء أي صيانة. بل على العكس، لتحسين عمر خدمة بطاريات VRLA، هناك العديد من مهام الصيانة التي تنتظرنا. لا يُمكن استكشاف طريقة الاستخدام الصحيحة إلا أثناء العملية.
يتم قياس الأداء الكهربائي لبطاريات الرصاص الحمضية من خلال المعلمات التالية: القوة الدافعة الكهربائية للبطارية، جهد الدائرة المفتوحة، جهد الإنهاء، جهد العمل، تيار التفريغ، السعة، المقاومة الداخلية للبطارية، أداء التخزين، عمر الخدمة (عمر التعويم، عمر دورة الشحن والتفريغ)، إلخ.
وقت النشر: ٢٦ أبريل ٢٠٢٢
