VRLA 배터리 소개
밸브 조절 납축전지(VRLA, Valve-Regulated Lead-Acid Battery)는 밀봉형 또는 밸브에 의해 조절되는 전지로, 전해액이 흡수성 분리재나 겔 형태로 고정되어 있습니다. VRLA 배터리는 각 셀을 밀봉하는 고무 플러그가 있으며, 과도한 가스화 시 이 플러그가 열려 내부 압력을 방출합니다. 즉, 안전 플러그는 가스 누출을 조절합니다. VRLA 배터리는 매우 낮은 내부 임피던스를 가지며, 높은 전력을 제공할 수 있고 상대적으로 긴 서비스 수명을 가질 수 있습니다. 깊은 방전에도 불구하고 VRLA 배터리는 수해 전지가 50%의 방전 깊이(DoD)를 제공하는 데 비해 80%의 방전 깊이를 제공합니다.
VRLA 배터리의 두 가지 주요 유형
VRLA 배터리에는 흡수성 유리 매트(AGM)와 겔 셀(겔 배터리) 두 가지 주요 유형이 있습니다. AGM 납산 배터리는 전해질에 작은 가스 통로가 있는 VRLA 배터리 유형으로, 배터리 플레이트 사이에 유리섬유 메시가 있어 전해액을 함유하고 플레이트를 분리합니다. 과충전이나 부유 충전 중 양극에서 생성된 산소는 음극으로 운반되어 재사용될 수 있습니다. 이 재결합 과정을 폐쇄 산소 순환(COC)이라고 하며, 충전 중 부작용으로 소모된 물을 수소와 산소의 반응으로 재생성함으로써 수분 손실을 상당히 줄일 수 있습니다.
겔 배터리는 겔화된 전해액을 가진 VRLA 배터리로, 전해액의 증발과 유출(그리고 이로 인한 부식 문제)을 감소시키며 충격과 진동에 대한 저항력이 더 큽니다. 화학적으로는 습식(비밀봉) 배터리와 거의 동일하지만, 납 판에서 안티모니가 칼슘으로 대체되고 가스 재결합이 가능합니다.
납축전지의 다른 유형
납축전지에는 VLA 배터리(통기형 납축전지)와 VRLA 배터리 등 두 가지 주요 그룹이 있습니다. VLA 배터리는 전극이 과잉의 액체 전해질에 잠긴 통기형 납축전지입니다. 이러한 배터리에는 견인 또는 심층 순환형, SLI 배터리 등 세 가지 그룹이 있습니다.
납산 배터리의 화학 작용 원리
납산 배터리의 작동 원리는 충전 및 방전 중에 발생하는 화학 과정으로 설명할 수 있습니다. 방전 중에는 양극에서 Pb + SO42- → PbSO4 + 2e-의 과정이 일어나며, 납이 전해질과 산화되어 납 황산염을 형성하고 이 전자를 방출합니다. 전하를 회복시키는 과정에서는 납 황산염이 납과 환원된 납산화물로 산화됩니다. 납 황산염이 완전히 소비되고 충전 과정이 중단되지 않으면 전해액의 전기분해가 시작됩니다. 과충전은 물의 전기분해에 의해 산소와 수소 가스를 생성하며, 이는 빠져나가고 손실됩니다. 밀봉된 배터리에는 산소와 수소 가스가 물로 재결합할 수 있는 촉매(Pd, Pt)가 통기구 위에 있습니다.
