Les caractéristiques de performance des batteries VRLA sont largement déterminées par les caractéristiques capillaires du séparateur AGM, c'est-à-dire la capacité à maintenir les micropores dans le sens de l'épaisseur du séparateur rempli d'électrolyte et à empêcher l'électrolyte de se dessécher et de provoquer un délaminage. Ces propriétés sont influencées par la structure des micropores, en particulier la répartition des micropores du séparateur AGM. La structure de la partition AGM est étudiée en détail. Il a effectué des mesures d'aspiration de carottes sur des cloisons AGM constituées de fibres de verre fines et grossières. Après que la cloison ait été découpée en longues bandes, elle a été placée verticalement dans une solution de H2SO4 avec une densité relative de 1,28. La partie inférieure de la cloison a été immergée dans la solution et le temps nécessaire au noyau électrolytique pour atteindre différentes hauteurs a été mesuré. Les taux d'aspiration à cœur (hauteur/temps d'aspiration à cœur) des cloisons AGM contenant 0 %, 10 %, 50 % ou 100 % de fibres fines sont répertoriés.

On peut observer sur la figure qu’il existe une relation linéaire évidente entre les deux. En utilisant l'équation et une analyse théorique plus approfondie, l'équation de Laplace est obtenue comme suit :

Où p est la pression capillaire, r est l'ouverture, γ est la tension superficielle interne et θ est l'angle de contact. En modifiant le rapport entre les fibres fines et grossières, des cloisons AGM avec une certaine structure de taille de micropores peuvent être produites.

La figure montre la distribution de la taille des pores en rayon pour un échantillon de séparateur AGM produit à l'aide d'un processus d'extrusion à basse pression.

Comme le montre la figure, environ 90 % des micropores ont un diamètre de 10 à 24 µm. Ce sont principalement des micropores du plan Z. Environ 5 % des macropores ont un diamètre compris entre 30 et 100 μm. Dans la batterie VRLA, le système de trous du diaphragme AGM est en contact étroit avec le système de trous des deux types de plaques. La figure montre la répartition des tailles de micropores des substances actives sur des plaques positives et négatives. Pour les nouvelles plaques entièrement formées, 80 % du diamètre des micropores du matériau actif est inférieur à 1 µm. Cette valeur est nettement inférieure à l'ouverture moyenne du séparateur AGM. Lorsque le groupe polaire est sous pression, le séparateur AGM est plaqué contre la plaque, assurant ainsi un contact étroit entre les deux surfaces. Après aspiration d'une seule cellule, l'électrolyte injecté est d'abord absorbé par les micropores de la plaque, puis par les micropores du diaphragme. Selon les exigences techniques, le séparateur AGM doit garantir que 96 % des micropores sont remplis d'électrolyte.

Lorsque la plaque commence à s'évaporer, l'électrolyte dans les micropores de la plaque est extrudé et rapidement adsorbé dans les micropores du séparateur, de sorte que le séparateur soit complètement saturé. Lorsque le circuit est déconnecté, le gaz quitte le microtrou de la plaque et l'électrolyte inhalé par le séparateur est aspiré dans le microtrou de la plaque. Ainsi, seuls les micropores de grand diamètre du séparateur AGM restent poreux, tandis que les micropores de la plaque sont à leur tour remplis d'électrolyte. Par conséquent, le paramètre « saturation en électrolytes » est principalement utilisé pour les partitions AGM.

Il a été démontré que la porosité d'un échantillon d'AGM de 225 g/m2 changeait avec la pression appliquée (ne dépassant pas 138 kPa). La porosité est exprimée comme le rapport (pourcentage) entre le volume des micropores et le volume total du séparateur AGM.

Sous la pression ci-dessus, la porosité de l'AGM change considérablement. L'épaisseur de la paroi du boîtier de la batterie doit être importante pour résister à cette pression élevée. Par conséquent, la pression dans le plan xy du séparateur n’a qu’un léger effet sur la porosité.

Pourquoi la pression a-t-elle un si faible effet sur la porosité du diaphragme ? La structure en fibre de verre du diaphragme est constituée de fibres liées de manière aléatoire, mais c'est principalement dans le plan xy de l'AGM, et le plus grand trou se trouve dans la direction de l'axe Z perpendiculaire au plan xy. L'effet de la compression des partitions sur la taille du trou de l'axe Z est très faible. Cependant, ce n'est pas le cas pour les tailles de trous orientées x et y. Sous pression, ces trous changent considérablement. Ainsi, une compression de 15 % entraîne une réduction de 50 % du diamètre des micropores.

La structure microporeuse détermine les propriétés du séparateur AGM, et les pores de la plaque sont plus petits et absorbent plus facilement l'électrolyte. Pendant la charge et la décharge, l'électrolyte est distribué dynamiquement dans l'ensemble du groupe d'électrodes. Le groupe de pôles compact permet au séparateur de s'adapter à la plaque, assurant ainsi le transport des ions et de l'oxygène.