制御弁式鉛蓄電池

制御弁式鉛蓄電池の英語名称はValve Regulated Lead Battery（略してVRLAバッテリー）です。カバーには一方向排気弁（安全弁とも呼ばれます）が設けられています。この弁の機能は、バッテリー内部のガス量が一定値（通常は空気圧値で表されます）を超えた場合、つまりバッテリー内部の空気圧が一定値まで上昇した場合に、ガスを排出することです。ガス弁は自動的に開いてガスを排出し、その後自動的に弁を閉じてバッテリー内部への空気の侵入を防ぎます。

鉛蓄電池の密閉構造の難しさは、充電中に水が電気分解されることにあります。充電が一定電圧（一般的には1セルあたり2.30V以上）に達すると、電池の正極から酸素が、負極から水素が放出されます。一方で、放出されたガスは酸性ミストを発生させ、環境を汚染します。制御弁式鉛蓄電池は、これらの欠点を克服するために開発された製品です。その製品特長は以下のとおりです。

(1) 多元素高品質グリッド合金を使用することで、ガス放出の過電圧特性を改善します。一般的な電池グリッド合金は、2.30V/セル（25℃）を超えるとガスを放出します。一方、高品質多成分合金を使用することで、ガス放出は2.35V/モノマー（25℃）を超える温度で行われるようになり、相対的にガス放出量が減少します。

（2）負極に正極より10％以上の余剰容量を持たせる。充電後期には、正極から放出された酸素が負極に接触して反応し、水を生成する。すなわち、O2+2Pb→2PbO+2H2SO4→H2O+2PbSO4となる。これにより、負極は酸素の作用により充電不足状態となり、水素は発生しない。正極の酸素は負極の鉛に吸収され、さらに水に変換される。いわゆるカソード吸収である。

（3）正極から放出された酸素をできるだけ早く負極に流すために、通常の鉛蓄電池に使用されている微多孔ゴムセパレータとは異なる、新型の極細ガラス繊維セパレータを使用する必要があります。その多孔度はゴムセパレータの50％から90％以上に高められており、酸素が負極に流れやすく、水に変換されます。また、極細ガラス繊維セパレータは硫酸電解液を吸着する機能を持っているため、電池が倒れても電解液が溢れることはありません。

（4）密閉バルブ制御酸フィルター構造を採用し、酸性ミストが漏れないようにし、安全性と環境保護の目的を達成します。

 

前述のカソード吸収プロセスでは、生成水が密閉状態下では溢れることがないため、制御弁式密閉型鉛蓄電池は補水メンテナンスを免除することができ、これが制御弁式密閉型鉛蓄電池が「ディメンションフリー電池」と呼ばれる由来でもあります。しかし、メンテナンスフリーとは、メンテナンスを一切行わないという意味ではありません。むしろ、VRLA電池の寿命を延ばすためには、多くのメンテナンス作業が待ち受けており、その過程でしか正しい使用方法を模索することはできません。

鉛蓄電池の電気的性能は、電池起電力、開回路電圧、終端電圧、動作電圧、放電電流、容量、電池内部抵抗、貯蔵性能、耐用年数（フロート寿命、充放電サイクル寿命）などのパラメータによって測定されます。