Spacer
AGM yang digunakan pada
VRLA memiliki fungsi tambahan sebagai berikut:
-Menyerap elektrolit (zat aktif ketiga baterai) agar tidak mengalir. Menyediakan lubang transmisi gas yang relatif besar untuk difusi oksigen dan akibatnya memudahkan pengoperasian COC.
-Memastikan konduktivitas ionik yang tinggi. Menyediakan saluran transpor bagi aliran ionik untuk mengalir di antara dua jenis pelat kutub, sehingga reaksi redoks dapat berlangsung dengan cepat.
-Membatasi ekspansi volume PAM dan mempertahankan tekanan kelompok kutub, meminimalkan efek denyut bahan aktif positif selama siklus.
Gambar tersebut mengilustrasikan gambar pemindaian mikrograf elektron (SEM) dari sampel penjarak AGM.
Terlihat dari gambar, spacer AGM terdiri dari serat kaca borosilikat tingkat kimia dengan panjang 1-2 mm dan ketebalan bervariasi (diameter 0,1-10 μm). Rasio serat yang berbeda menentukan keseimbangan antara fungsi spacer yang berbeda dan harga spacer. Serat ini bersifat hidrofilik dan menyerap elektrolit. Serat yang lebih halus (yaitu serat dengan diameter lebih kecil) pada sekat memiliki luas permukaan lebih besar dan membentuk pori mikro dengan diameter dalam lebih kecil, namun harganya lebih mahal. Sekat AGM juga mengandung 15-18% serat polimer seperti PP, PE, dll., yang meningkatkan kekuatan mekanik sekat dan mendorong pembentukan saluran gas (karena bahan ini sebagian bersifat hidrofobik), yang juga menurunkan harga sekat. Proses produksi sekat AGM mirip dengan pembuatan kertas. Prosesnya mirip dengan pembuatan kertas, menjadikannya struktur anisotropik. Struktur tersebut ditandai dengan ukuran pori 2-4 μm pada bidang xy spacer, dan mikropori tegak lurus bidang xy dengan ukuran 10-30 μm [27]. Pori-pori kecil pada bidang xy berfungsi untuk mendistribusikan elektrolit searah dengan ketebalan spacer dan mempertahankan laju serapan inti ketika spacer terisi sebagian dengan elektrolit. Sebaliknya, pori-pori besar membentuk saluran gas terbuka.
14.2.4.2 Pengangkutan Gas melalui AGM Separator
Setelah diendapkan dari pelat positif, oksigen diangkut ke pelat negatif, kemudian mengalami reaksi reduksi. Seluruh proses transfer oksigen melewati tahapan berikut.
Pertama, oksigen membentuk gelembung kecil di mikropori PAM yang berisi elektrolit. Kemudian, gelembung-gelembung kecil ini secara bertahap bergabung menjadi gelembung-gelembung terpisah, yang secara bertahap menggantikan elektrolit di mikropori pelat kutub menuju sekat. Sebagian kecil oksigen dalam gelembung yang mencapai permukaan pelat kutub dilarutkan dalam elektrolit, sedangkan sebagian besar gas oksigen tetap dalam bentuk gelembung pada antarmuka pelat kutub/pengatur jarak. Spacer AGM adalah non-homogen struktur, dan oleh karena itu oksigen terakumulasi di bagian permukaan AGM yang kepadatan seratnya rendah (struktur longgar) atau di beberapa ruang kosong antara pelat kutub dan spacer (elektroda tubular/AGM).
Memberikan tekanan pada gugus kutub dapat mendekatkan permukaan serat kaca dengan permukaan pelat kutub dan mendorong penetrasi oksigen ke dalam spacer. Ada dua kemungkinan mekanisme reaksi:
1. Ketika tekanan kelompok kutub rendah, volume gas yang terakumulasi pada antarmuka pelat kutub/penjarak AGM meningkat. Aliran gas akan naik secara vertikal di bawah pengaruh gravitasi. Massa jenis elektrolit dua kali lebih tinggi dari massa jenis gas, sehingga mendorong gas ke atas menuju ruang atas gugus kutub. Dengan cara ini, oksigen akan meninggalkan kelompok kutub. Laju aliran vertikal gas bergantung pada arus yang melalui baterai, suhu elektrolit dan kondisi penggunaan baterai (misalnya baterai baru atau baterai jangka panjang).
2. Ketika tekanan pada kelompok kutub tinggi, septum menekan pelat kutub dengan kuat dan gelembung gas masuk ke septum. Gelembung gas bergerak secara horizontal dan mencoba memperbesar saluran gas di separator. Kepadatan struktur bahan serat kaca tidak seragam, dan gelembung memasuki bagian serat dengan kepadatan lebih rendah. Gelembung-gelembung gas tersebut bergerak tidak hanya secara acak tetapi juga sejajar sepanjang permukaan spacer dan dalam arah tegak lurus terhadap permukaan spacer. Namun, aliran gas terutama bergerak melalui sekat AGM menuju pelat negatif yang tekanan gasnya paling rendah, dan gradien tekanan mendorong oksigen ke arah ini. Di bawah tekanan, gas menggantikan elektrolit di mikropori spacer, dan sebagai hasilnya, saluran gas terbentuk. Ketika saluran gas kontinu terbentuk, pergerakan oksigen antara pelat positif dan negatif dipercepat.
Selama produksi pemisah AGM untuk
baterai VRLA, ketebalan separator diukur pada tekanan standar 10 kPa. Untuk meningkatkan kontak antara pelat dan spacer, kelompok kutub (badan aktif) dikompresi, yang mengurangi ketebalan spacer sekitar 25%. Kelompok kutub baterai stasioner tipe tinggi dikencangkan menggunakan perban plastik sebelum dimasukkan ke dalam slot baterai, sehingga menjaga tekanan kelompok kutub.
Singkatnya, pemisah AGM diberikan lebih banyak fungsi yang penting untuk baterai AGM, tidak kurang dari pelat positif dan negatif. Selain memungkinkan transfer oksigen, yang lebih penting adalah menjaga tingkat tekanan tertentu di kelompok kutub untuk memastikan spacer bersifat konduktif secara elektrik. Hal ini dijelaskan lebih lanjut dalam tweet berikutnya.