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小改良大改善 胶体蓄电池技术原理分析

时间:2020-07-31 09:49:04 作者:小编 点击:

胶体蓄电池也是铅酸蓄电池的一种,对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进,用胶体电解液替代了硫酸电解液,从而在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面有所改善。目前,胶体蓄电池被广泛应用于发电、通信、汽车、应急照明等领域,为何它这么受欢迎呢?下面我们一起来分析下胶体蓄电池的技术原理,揭开它走红的面纱。

历史回顾

铅酸蓄电池问世至今,一直被人类广泛的利用于各个领域。普通铅酸蓄电池使用一段时间后,电解液水分降低导致硫酸浓度发生变化,后期加水维护繁琐;另一方面,充电过程中酸雾析出,对环境和设备造成一定危害,为了将电解液牢牢锁住,胶体电解液的铅酸蓄电池应运而生。

起初胶体蓄电池使用水玻璃制成电解液,将其直接加到干态蓄电池中,这样有效的“固定”了电解液并减少酸雾析出,但电池容量要低20%左右,因而没有发展起来。直到上世纪80年代,我国逐步引入德国阳光公司的胶体电池,才使胶体电池受到广泛关注。

胶体电池含义

一般来说,电解液呈胶态的铅酸蓄电池通常称之为胶体电池,最简单的方法是在硫酸中添加胶凝剂,使硫酸电解液变为胶态。

胶体蓄电池与普通铅酸蓄电池的差别,从最初理解的电解质胶凝,进一步发展至电解质基础结构的电化学特性,以及在板栅和活性物质中的应用推广。例如非凝固态的水性胶体,从电化学分类结构和特性看同属胶体电池;另如在板栅中结附高分子材料,俗称陶瓷板栅,亦可视作胶体电池的应用特色。

胶体蓄电池工作原理

胶体电池的基础工作原理与普通铅酸蓄电池相同,但其电池内的硅凝胶是以SiQ质点作为骨架构成的三维多孔网状结构,它将电解液包在内部,当电解液灌注的硅溶胶变成凝胶后,骨架进一步收缩,使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间,给正极析出的氧供应了到达负极的通道。不难看出,胶体蓄电池与AGM蓄电池的密封工作原理是相同的,差别在于电解液的“固定”方式和供应氧气到达负极通道的方式有所不同。

胶体电池结构图

胶体蓄电池特性

Ⅰ.质量高、寿命长

胶体电解质可对极板周围形成固态保护层,防止极板因震动或碰撞而出现损坏,防止极板被腐蚀,同时也减少了蓄电池在大负荷使用时出现极板弯曲和极板间的短路,使用寿命是普通铅酸电池的两倍。

Ⅱ.安全环保

胶体蓄电池电解质呈固态,密封不易漏液;使用过程中,无酸雾析出、无电解质外泄,对环境没有污染。胶体电池储电能力强,常见的太阳能路灯通常用胶体电池储电

Ⅲ.深放电循环性强

深放电后胶体蓄电池再及时补充电的情况下容量能100%得到回充,能迎合高频率、深程度放电的要。

Ⅳ.温度适应强

由于硫酸电解质存在于胶体中,其内阻虽稍大,但在低温时胶体电解质内阻变化不大,故其低温启动性能好,可在-40℃--65℃的温度范围内使用。

Ⅴ.自放电少、存放时长

胶体电解质能阻碍阴极还原时生成的水扩散用途和抑制PbO自发还原反应,自放电少;良好的抗极板硫酸化及减少板栅腐蚀能力,在20℃室温下储存2年,无需充电即可投入运行。