VRLA akü
Kurşun asit akülerin temel tasarımı

Kurşun asit akü hücreleri, sulu düşük konsantrasyonlu (genellikle %29-32) bir sülfürik asit çözeltisinin oluşturduğu bir elektrolitin içerisinde askıda bulunan iki kuşun plakadan oluşur. (8) Bir akü ise tek bir mahfaza içerisinde seri olarak bağlanan birden çok hücreden oluşur. Akünün pozitif plakasında(anot) kurşun dioksit varken, negatif plakada(katot) süngersi bir kurşun vardır. (9) Akü deşarj olurken, pozitif plakada kurşun dioksit kurşun sülfata dönüşür, negatif plakada kurşunda kurşun sülfata dönüşür. Bu sırada elektrolit sülfürik asidini kaybederken su kazanır. Bu işlemlerin sonucunda elektrik enerjisi oluşur. Plakalarda meydana gelen tepkimeler aşağıdadır.
Negatif plaka reaksiyonu:
Pozitif plaka reaksiyonu:
Toplam reaksiyon:
Akü şarj olurken bu işlemlerin tersi meydana gelmektedir. Plakalar eski haline dönerken elektrolitte sülfürik asit yeniden oluşturulmaktadır.
Negatif plaka reaksiyonu:
Pozitif plaka reaksiyonu:
Bu çevrim kayıpsız değildir yani hidrojen gazı, çoğu kez tekrar suya birleşmesi gerekirken tepkimeye girmeyerek elektrolite dönmeyebilir. Yanıcı bir gaz olan hidrojenin tehlikeli seviyelerde birikmesini engellemek için, akünün içerisinde ve akünün bulunduğu ortamda gaz tahliyesinin delikler ile yapılması gerekmektedir. (10) Akünün üzerinde bulunan bu tahliye delikleri, akünün devrilmesi durumunda elektrolitin dökülebileceği manasına gelmektedir, bu durum nakliye süresince tehlike oluşturmaktadır ve taşınabilir elektrikli makine uygulamalarında kullanışsız olmaktadır. Üstelik hidrojenin devamlı olarak kaybedilmesi, elektrolitteki suyun azalmasına neden olacaktır ve akünün açılarak suyun tamamlanması gerekmektedir. Günümüzdeki çoğu aküde akünün üzerinde elektrolit seviyesini görmeyi sağlayan seviye göstergeleri bulunmaktadır, seviye düştüğü zaman tekrar doldurmayı sağlayan açılır kapağı bulunmaktadır. (4)
VRLA aküler sıradan kurşun asit akülerin yaşadığı bu sıkıntıları elektroliti hareketsiz hale getirerek ortadan kaldırmaya çalışmaktadır. Bu işlem sırasında, akü deşarj olurken hidrojen plakanın yakınında kıstırılır, akü tekrar şarj edildiği zaman hidrojen tekrar birleşerek suya dönüşür. Bu sayede su kaybı azalmaktadır, tekrar su ekleme gereksinimi olmadığı için bakımsız olarak adlandırılmaktadır. Böylece biriken hidrojen miktarının azalmasıyla, tahliyeye ihtiyaç azalmıştır ve aküler tamamen kapalı olabilir, bu sayede herhangi bir şekilde dökülme korkusu olmadan kullanılabilecektir. VRLA aküler de sulu kurşun asit akülerle kıyaslandığında az bir miktar gaz çıkışı olur. (10)
Hızlı olarak şarj etme süresince, elektrolit kaynayıp kabarabilir ve kabına basınç uygulayabilir veya gaz birikmesi tekrar birleşme için çok hızlı olabilir. Bu etkiler valf düzenlemesini(ayarlamasını kaçınılmaz kılmaktadır. Bu valf tek yönlü birden boşaltma valfi şeklindedir, sadece basınç oluştuğu durumda açılmaktadır. Valf birden açıldığı zaman dahi, akünün içerisinde bulunan hareketsiz hale getiren etken, oluşabilecek herhangi bir asit kaçağını engeller. Akü tasarımlarının bazıları o kadar kararlıdır ki, çok az elektrolit içerir, akünün ikiye ayrılması durumunda bile asit sızıntısı oluşmaz. (4)
VRLA tasarımın temel dezavantajı, hareketsiz hale getiren etken aynı zamanda gücü oluşturan kimyasal reaksiyonları da hareketsiz hale getirir. Bu sebepten dolayı, VRLA aküler, sıradan tasarımlara göre daha düşük tepe güç değerlerine sahiptirler. Bu durum otomobil başlatma akülerine ait kullanım şekline yani kısa yüksek akım atmaları ile başlayıp uzun yavaş şarj etme çevrimleri ile devam eden çalışma şekline pek uymamaktadır. VRLA aküler çoğunlukla şarj/deşarj çevrimlerinin yavaş olduğu alanlarda örneğin güç depolama uygulamalarında kullanılmaktadır. (4)