铅酸电池是一种可充电电池，依靠化学反应进行充放电，电池内由硫酸，铅和铅的氧化物构成，靠铅的氧化和还原形成电荷的流动。
VRLA铅酸电池即valve regulated lead acid，密封式阀控铅酸蓄电池。
VRLA类型铅酸电池电池的优点是，可以适合任何方向安装，具有优越的大电流放电特性和超长的使用寿命，所以应用非常广泛。
VRLA铅酸电池主要特性
安全密封；在正常操作中，电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出；电池内部没有自由酸液，因此电池可放置在任意位置；泄气系统，电池内压超出正常水平后，VRLA电池会放出多余气体并自动重新密封，保证电池内没有多余气体；维护简单，由于独一无二的气体复合系统使产生的气体转化成水，因此在使用VRLA电池的过程中不需要加水。
法国人普兰特于1859年发明铅酸蓄电池，已经历了近150年的发展历程，铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步。由于VRLA是全密封的，不会漏酸，而且在充放电时不会象老式铅酸蓄电池那样会有酸雾放出来而腐蚀设备，污染环境，所以备受欢迎，在世界上广泛使用。目前大量应用于汽车、通信、IT、太阳能等行业的能量存储。
铅酸电池的电压
铅酸电池放电的本质是铅和稀硫酸反应时产生的电子流动，而这个化学反应所能产生的电压最高只有2.4伏，是确定的，无法改变。化学反应的终止电压为1.5伏，取其中间值2伏作为标称电压。
所以我们为了得到更高的电压就需要在电池内部建立多个铅与稀硫酸的化学反应单元，让它们串联起来提高电压。这每一个反应单元就叫做单体，其产生的电压就叫做单体电压。单体电压只与化学反应的原理有关，与电池体积和大小无关，哪怕你造一个跟房子一样大的铅酸电池，如果内部只有一个反应单元那么其电压仍然是2伏。
而实际应用中的铅酸蓄电池，通常是有6个铅酸电池单体在联合工作，把它们串联后就可以得到标称12伏的电压了。单体电压最高为2.4伏，6个单体串联的最高电压就是14.4伏。
也就是说车用蓄电池虽说标称电压是12伏，但是实际电压在9-14.4伏之间，在这个范围内电压越高说明电量越充足。蓄电池电压接近9伏时说明其电量即将耗尽。
而正常使用的话，放电的终止电压1.75V，因此12V系列电池的终止电压为10.5V，当电池的放电电压达到10.5V时，必须终止继续放电操作，继续放电就会造成电池过放电。
除了6个单体组成的12V的铅酸电池，还有24V、36V、48V等。
铅酸电池的工作原理
铅酸电池的电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液。铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。
铅酸电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会产生2V的电力。
铅酸蓄电池的基本电极反应是铅（Pb）和二价铅（Pb）及四价铅（Pb）之间的转化。
放电反应：PbO2 + 2H2SO4 + Pb = PbSO4 + 2H2O + PbSO4
正极的PbO2 中Pb的化合价降低，被还原，产生了多余的正电荷；负极的海绵状铅中Pb的化合价升高，产生了多余负电荷。
充电反应：PbSO4 + 2H2O + PbSO4=PbO2 + 2H2SO4 + Pb
正极处多余的正电荷，使硫酸铅中铅的化合价升高，被氧化成4价铅；负极处多余的负电荷，使硫酸铅中铅的化合价降低，被还原成0价铅。
1、放电中的化学变化 ：蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物硫酸铅。经由放电硫酸成份从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。
2、充电中的化学变化：由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅，会在充电时被分解还原成硫酸,铅及二氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已转换到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被转变成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。
铅酸电池充电过程
铅酸电池一般采取三段充电方：恒流、恒压和浮充。
电池电压在10.5V以上时进行恒流充电，当恒流充电至电池电压升为14.4V时改成恒压充电，到充电电流小于一定值时，进入浮充阶段，浮充电压可设为13.5V。当然这些电压点需要根据环境温度改变而有效的改变。
蓄电池充满电后，改用小电流给电池继续充电，此时就称为浮充电，也称为涓流充电。该小电流一般不是人为设定的，而是在电压设定为浮充电压后（如以12V电池为例，浮充电压在13.2V～13.8V范围内），电池因已充足电，能够接受的电流的很小了，就自动形成了浮充电流。
浮充就是恒压小电流充电, 其目的是为了平衡由于电池自放电造成的容量损耗，需要对蓄电池进行一种连续地、长时间的恒电压充电。
浮充电一般将充足电的蓄电池组与充电设备并列运行，浮充电主要由充电设备供给恒定负荷，蓄电池平时不供电，充电设备以不大的电流来补充蓄电池的自放电。比如在汽车、摩托车上使用的蓄电池就是这样，靠发动机给蓄电池进行浮充电。一般这类机动车上的发电机的输出电压是恒定的，即便是怠速时也可以给电瓶充电，但是充电效率不如高转速时高。
摩托车打开电源后，不要打火，推动车辆，会给蓄电池充电。电瓶车也是一样，可以像自行车一样骑一段，给蓄电池充电。
铅酸电池放电过程
正常放电：起始放电时，蓄电池端电压从14V迅速下降到12.6V。蓄电池端电压从12.6V下降到11.1V的下降过程比较稳定，需要经过相当长的时间。端电压下降较快即从11.1V下降到10.5V。
自行放电：在存放过程中，蓄电池的容量会因内部的自行放电而逐渐减小，正常情况下，蓄电池每存放一天，其容量减小约2％，若超过此值则属不正常。
温度影响：低于15℃容量会下降，温度越低，下降越多，低于0℃会减少20％，甚至40％。
容量：电池的容量和放电电流大小有关。标称容量通常是在固定的合适电流下放电得到的。而放电电流很大时，电池的容量会变小。容量单位是mAh，或Ah。
VRLA铅酸电池的密封设计
当VRLA蓄电池充电将达到顶点时，也就是充电末期或过充条件下，充电电流只被用来分解电解液中的水，此时，电池正极产生氧气，负极产生氢气，气体会从蓄电池中溢出，造成电解液减少，需不定时加水。
氧和氢气的产生使电池内部失水，电解液密度发生变化，这使电池难以密封。从铅酸蓄电池诞生以来，人们都一直在寻求电池的密封，以此减少对电池的维护。VRLA电池的出现，实现了电池的密封，电池密封的关键技术是氧在电池内部的再复合，实现氧的循环，以及采用AGM隔板吸收电解液，使电池内部没有流动的电解液。
正极充电过程中因电解水析出的氧气，通过AGM隔板的孔隙，迅速扩散到负极，与负极活性物质海绵状铅发生反应生成氧化铅（PbO），负极表面的PbO遇到电解液H2SO4发生化学反应生成PbSO4和H2O，其中PbSO4再充电而转变为海绵状Pb，生成的H2O又回到电解液，因氧气的再复合，避免了水的损失，从而实现了电池的密封。
参考：