鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:940次 | 2022年02月18日
請(qǐng)問膠體電池的優(yōu)點(diǎn)有什么
膠體電池是鉛酸蓄電池在硫酸中添加膠凝劑,使硫酸電液變?yōu)槟z態(tài)。與常規(guī)鉛酸電池的區(qū)別不僅僅在于電液改為膠凝狀。例如非凝固態(tài)的水性膠體,從電化學(xué)分類結(jié)構(gòu)和特性看同屬膠體電池。又如在板柵中結(jié)附高分子材料,俗稱陶瓷板柵,亦可視作膠體電池的應(yīng)用特色。近期已有實(shí)驗(yàn)室在極板配方中添加一種靶向偶聯(lián)劑,大大提高了極板活性物質(zhì)的反應(yīng)利用率,據(jù)非公開資料表明可達(dá)到70wh/kg的重量比能量水平。特點(diǎn):
1:膠體蓄電池的內(nèi)部主要是SiO2多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),存在大量微小縫隙,能使電池正極產(chǎn)生的氧順利的遷移到負(fù)極極板上,便于負(fù)極吸收化合;2:膠體蓄電池所帶酸量較大,所以其容量與AGM蓄電池基本一致;3:膠體蓄電池的內(nèi)阻較大,一般不具備較好的大電流放電特性;4:熱量易擴(kuò)散,不易升溫,熱失控幾率很??;
本成分還是硫酸、水和二氧化硅形成的凝膠.所以,其產(chǎn)生電化學(xué)作用的還是水、硫酸.其反應(yīng)過程沒有多大的區(qū)別,但是,在結(jié)構(gòu)上的變化,可以帶來很多優(yōu)點(diǎn).具體還是請(qǐng)馬賽克網(wǎng)友多介紹一些.
中國(guó)的膠體電池,現(xiàn)在還都是采用AGM隔板的.早期,我寫東西也不得不把中國(guó)的膠體電池打上引號(hào),以示與德國(guó)膠體電池以區(qū)別.后來寫多了,也忽略了.中國(guó)除了叫做膠體電池以外,還有很多五花八門的稱呼方法.如:“鉛晶電池”、“固體電池”、“硅能電池”、“矽能電池”......
馬賽克網(wǎng)友說的國(guó)內(nèi)的膠體電池,在灌膠的時(shí)候,灌了一半的也有,他們自稱為“半膠體電池”,下部還有普通的電解液,上部是膠體.
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
膠體電池的優(yōu)點(diǎn)就在于循環(huán)壽命好、耐過放電、可以長(zhǎng)期不充足電又進(jìn)行放電(AGM電池這樣使用很容易發(fā)生硫化失效)、高低溫性能也比AGM好些.
說白了就是耐濫用一些.
我說的這種平版涂膏極板的膠體電池國(guó)內(nèi)制造商很少,除了我們海志,雙登的產(chǎn)量也不小,其他就沒什么大廠了.
這類膠體電池成本明顯要比普通電池高,一般都是行業(yè)用戶才用的起.
膠體:
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
優(yōu)點(diǎn):電解液量大,不容易發(fā)生因熱失控而導(dǎo)致的膨脹;循環(huán)壽命和浮充壽命一般較好;
缺點(diǎn):生產(chǎn)技術(shù)難度大,成本高;
你說的鉛酸電池我默認(rèn)為指的是AGM電池。因?yàn)槟z體也是鉛酸啊。
AGM電池:
優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)技術(shù)難度低,成本也低;充放電的性能較好;
缺點(diǎn):可能發(fā)生熱失控,因?yàn)殡娊庖禾?;過充時(shí)的失水會(huì)導(dǎo)致電池壽命大大縮短;
膠體鉛酸蓄電池是對(duì)液態(tài)電解質(zhì)的普通鉛酸蓄電池的改進(jìn),用膠體電解液代換了硫酸電解液,在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面較普通電池有所改善。
膠體鉛酸蓄電池采用凝膠狀電解質(zhì),內(nèi)部無游離液體存在,在同等體積下電解質(zhì)容量大,熱容量大,熱消散能力強(qiáng),能避免一般蓄電池易產(chǎn)生熱失控現(xiàn)象;電解質(zhì)濃度低,對(duì)極板的腐蝕作用弱;濃度均勻,不存在電解液分層現(xiàn)象。
膠體鉛酸蓄電池的性能優(yōu)于閥控密封鉛酸蓄電池,膠體鉛酸蓄電池具有使用性能穩(wěn)定,可靠性高,使用壽命長(zhǎng),對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)能力(高、低溫)強(qiáng),承受長(zhǎng)時(shí)間放電能力、循環(huán)放電能力、深度放電及大電流放電能力強(qiáng),有過充電及過放電自我保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
用于電動(dòng)自行車的國(guó)產(chǎn)膠體鉛酸蓄電池是在AGM隔板中通過真空灌注,把硅膠和硫酸溶液灌到蓄電池正、負(fù)極板之間。膠體鉛酸蓄電池在使用初期無法進(jìn)行氧循環(huán),這是因?yàn)槟z體把正、負(fù)極板都包圍起來了,正極板上面產(chǎn)生的氧氣無法擴(kuò)散到負(fù)極板,無法實(shí)現(xiàn)與負(fù)極板上的活性物質(zhì)鉛還原,只能由排氣閥排出,與富液式蓄電池一致。
膠體鉛酸蓄電池使用一段時(shí)間后膠體開始干裂和收縮,產(chǎn)生裂縫,氧氣通過裂縫直接到負(fù)極板進(jìn)行氧循環(huán)。排氣閥就不再經(jīng)常開啟,膠體鉛酸蓄電池接近于密封工作,失水很少。所以針對(duì)電動(dòng)自行車蓄電池主要失效是失水機(jī)理,采用膠體鉛酸蓄電池可獲得非常好的效果。膠體電解質(zhì)是通過在電解液中加入凝膠劑將硫酸電解液凝固成膠狀物質(zhì),通常膠體電解液中還加有膠體穩(wěn)定劑和增容劑,有些膠體配方中還加有延緩膠體凝固和延緩劑,以便于膠體加注。
氣相二氧化硅
膠體蓄電池凝膠劑為氣相二氧化硅,氣相法二氧化硅是一種高純度白色無味的納米粉體材料,具有增稠、抗結(jié)塊、控制體系流變和觸變等作用,除傳統(tǒng)的應(yīng)用外,近幾年在膠體蓄電池中得到了廣泛的應(yīng)用。
氣相法二氧化硅是硅的鹵化物在氫氧火焰中高溫水解生成的納米級(jí)白色粉末,俗稱氣相法白炭黑,它是一種無定形二氧化硅產(chǎn)品,原生粒徑在7~40nm之間,聚集體粒徑約為200—500納米,比表面積100~400m2/g,純度高,SiO2含量不小于99.8%。表面未處理的氣相二氧化硅聚集體是含有多種硅羥基,一是孤立的、未受干擾的自由羥基;二是連生、彼此形成氫鍵的鍵合硅羥基。表面未處理的氣相法白炭黑聚集體是含有多個(gè)-OH的集合體,它們?cè)谝后w體系中極易形成均勻的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(氫鍵)。這種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(氫鍵)有外力(剪切力、電場(chǎng)力等)時(shí)會(huì)破壞,介質(zhì)變稀,粘度下降,外力一旦消失,三維結(jié)構(gòu)(氫鍵)會(huì)自行恢復(fù),粘度上升,即這種觸變性是可逆的。
氣相二氧化硅在膠體蓄電池中主要是利用其優(yōu)異的增稠觸變性能.膠體電解質(zhì)由氣相二氧化硅和一定濃度的硫酸溶液按一定的比例配置而成,這種電解液中的硫酸和水被“存貯”在硅凝膠網(wǎng)絡(luò)中,呈“軟固態(tài)狀凝膠”,靜止不動(dòng)時(shí)顯固態(tài)狀。當(dāng)電池被充電時(shí),由于電解質(zhì)中的硫酸濃度增加使之“增稠”并伴有裂隙產(chǎn)生,充電后期的“電解水”反應(yīng)使正極產(chǎn)生的氧氣通過這無數(shù)的裂隙被負(fù)極所吸收,并進(jìn)一步還原成水,從而實(shí)現(xiàn)蓄電池密封循環(huán)反應(yīng)。放電時(shí)電解質(zhì)中的硫酸濃度降低使之“變稀”,又成為灌注電池前的稀膠狀態(tài)。因此,膠體電池具有“免維護(hù)”的作用。國(guó)內(nèi)外基本采用氣相法二氧化硅是德固賽公司AEROSIL200。
膠體蓄電池優(yōu)異特性
1、可以明顯延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn),可以延長(zhǎng)蓄電池壽命2-3倍。
2、膠體鉛酸蓄電池的自放電性能得到明顯改善,在同樣的硫酸純度和水質(zhì)情況下,蓄電池的存放時(shí)間可以延長(zhǎng)2倍以上。
3、膠體鉛酸蓄電池在嚴(yán)重缺電的情況下,抗硫化性能很明顯。
4、膠體鉛酸蓄電池在嚴(yán)重放電情況下的恢復(fù)能力強(qiáng)。
5、膠體鉛酸蓄電池抗過充能力強(qiáng),通過對(duì)兩只鉛酸蓄電池(一只膠體鉛酸蓄電池,一只閥控密封鉛酸蓄電池)同樣反復(fù)進(jìn)行數(shù)次過充電試驗(yàn),膠體鉛酸蓄電池容量下降得較慢,而閥控密封鉛酸蓄電池因?yàn)楹乃^快,其容量下降顯著。
6、膠體鉛酸蓄電池后期放電性能得到明顯改善。