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胶体电池和铅酸电池哪个好?

时间:2022-12-16 19:48:57 点击:

两个“驱动”电池是储能电池,太阳能铅酸电池和胶体电池,它们利用阴极吸收的原理来密封电池。电池充电时,正极放出氧气,负极放出氢气。当正电荷达到 70% 时开始正向析氧。析出的氧到达负极,随后与负极发生反应,达到阴极吸附的目的。负极在充电到90%时开始析氢,负极上氧的还原和负极本身氢过电位的升高阻止了大量的析氢反应。两者最大的区别是电解液固化。

 

对于铅酸电池和AGM隔膜,虽然保持电池中大部分电解液,但必须使10%的电解液不进入膜孔。阳极通过这部分孔隙向阴极产生的氧气被阴极吸收。

 

对于胶体电池,电池中的硅凝胶是以SiO点为骨架组成的三维多孔网络结构,其中含有电解质。注入电池的硅溶胶变成凝胶后,骨架进一步收缩,使正负极板之间的凝胶出现裂纹,从正极析出的氧气为负极提供了通道。

 

由此看来,两种电池的密封原理是一样的,区别在于电解液“固定”和供氧到达正极通道的方式不同。

 

而且,两种电池在结构和工艺上也有很多差异,“原动力”铅酸电池使用纯硫酸水溶液作为电解液,胶体密封铅电池电解液由硅溶胶和硫酸相配而成,硫酸溶液的浓度低于铅酸电池。

 

最后,电池容量的放电也不同。凝胶电解液配方,控制胶体颗粒大小,加入亲水性高分子添加剂,降低胶液浓度提高极板的渗透性和亲和力,填充真空技术,复合隔板或AGM隔板替代橡胶极板,提高电池吸液性;取消电池沉淀池,适度增加极板面积是活性物质的含量,其结果可以使密封胶体电池的放电容量达到或接近开放式铅酸电池的水平。

 

AGM密封铅酸蓄电池电解液用量少,极板厚度较厚,低于开式电池,电池的活性物质利用率和放电容量比开式电池低10%左右。与今天的胶体密封电池相比,其放电容量更小。也就是说胶体电池的价格会相对高一些。

 

胶体铅酸蓄电池是普通铅酸蓄电池液态电解液的改进,用胶体电解液代替硫酸电解液,在安全性、蓄电容量、放电性能和使用寿命等方面比普通蓄电池有所提高。

 

胶体铅酸蓄电池采用凝胶电解液,内部没有游离液体,同体积下电解液容量大,热容量大,散热能力强,可避免电池容易出现热失控现象;电解液浓度低,极板腐蚀作用弱;浓度均匀,无电解液分层。

 

胶体铅酸蓄电池性能优于阀控密封铅酸蓄电池,胶体铅酸蓄电池具有使用性能稳定、可靠性高、使用寿命长、对环境温度适应性强(高低温) 、长时间放电容量、循环放电容量、深度放电和大电流放电能力强,具有过充过放保护等。

 

国产电动自行车用胶体铅酸蓄电池是通过真空灌注在AGM的内衬中,将硅胶和硫酸溶液灌注到电池正负极板之间。胶体铅酸电池在开始使用时要进行氧循环,这是因为胶体已经包围了正负极板,正极板的氧气扩散到负极板上面,不能用活性物质铅来实现负极板还原,只能通过排气阀,符合富液型电池。

 

胶体铅酸蓄电池使用一段时间后胶体开始干缩、裂纹,氧气通过裂纹直接循环到负极板。排气阀不再常开,胶体铅酸蓄电池接近密封工作,失水少。所以对于电动自行车电池失水的主要失效机制来说,胶体铅酸电池可以获得很好的效果。凝胶电解液是通过在电解液中加入凝胶将硫酸固化成胶体物质,通常在胶体电解液中加入胶体稳定剂和相容剂,有些凝胶配方带有延迟胶体固化和阻滞剂,使胶体充盈。

 

气相二氧化硅

 

气相二氧化硅胶体电池凝胶,气相法二氧化硅是一种高纯度白色无味纳米材料,具有增稠、抗结块、流变性和触变控制体系等,除传统应用外,近年来在胶体蓄电池中得到广泛应用。

 

气相法二氧化硅是卤化硅在氢氧火焰中高温水解得到的纳米级白色粉末,俗称气相二氧化硅,是一种无定形二氧化硅产品,初级粒径在7~40nm之间,聚集体粒径约为200 -500 nm,比表面积100~400 m2/g,纯度高,SiO2含量不低于99.8%。未经表面处理的气相二氧化硅聚集体含有多种羟基,一种是孤立的,不受干扰的游离羟基;2它连生,相互形成氢键键合的硅羟基。未经过表面处理的气相二氧化硅聚集体是含有多个-OH的聚集体,它们很容易在流体体系中形成均匀的三维网状结构(氢键)。

 

气相二氧化硅主要用于胶体蓄电池因其出色的增稠触变性能。胶体电解质是由气相二氧化硅和一定浓度的硫酸溶液按一定比例混合而成。电解液中的硫酸和水被“储存”在硅凝胶网络中,是静止时呈现固态的“软固体凝胶”。电池充电时,充电后期的“电解水”反应,使正极产生的氧气通过无数裂纹被负极吸收,进一步还原为水,达到电池密封循环反应。放电时电解液中硫酸的浓度使其“变稀”,在电池灌注前变成凝胶状的稀薄状态。所以,胶体电池具有“免维护”的效果。国内外气相二氧化硅基本使用的是Degussa AEROSIL200。

 

胶体电池优异性能

 

1、它可以显着延长电池的使用寿命。据相关文献介绍,电池寿命可延长2-3倍。

 

2、胶体铅酸蓄电池自放电性能明显提高,在同等纯度和水质情况下硫酸蓄电池的存放时间可延长2倍以上。

 

3、胶体铅酸蓄电池在严重缺电的情况下,抗硫化现象非常明显。

 

4、胶体铅酸蓄电池在苛刻的放电条件下恢复能力强。

 

5、胶体铅酸蓄电池抗过充能力强,通过两种铅酸蓄电池(胶体铅酸蓄电池、阀控密封铅酸蓄电池)也反复多次充电试验,胶体铅酸蓄电池容量下降较慢,而阀控密封铅酸蓄电池因为进水速度过快,其容量下降明显。

 

6、胶体后期铅酸蓄电池放电性能明显提高。

 

无论是采用玻璃纤维隔膜的阀控式密封铅蓄电池(以下简称AGM密封铅蓄电池)还是采用胶体电解液的阀控式密封铅蓄电池(以下简称胶体密封铅蓄电池)蓄电池),它们都是利用阴极吸收的原理。电池是密封的。

 

电池充电时,正极放出氧气,负极放出氢气。当正电荷达到 70% 时开始正向析氧。

 

氧气析出到阴极并对后面的反应起负作用,达到阴极吸收的目的。

 

铅 O2 = 10 2 铅

 

Pbo 2 - h2so4 10:2 pbs04 + 2 h20

 

负析氢开始充电至90%,结合正极氧还原和负极氢过电位提高自身,避免大量析氢反应。

 

对于AGM密封铅酸蓄电池,虽然AGM隔膜中保留了电池的大部分电解液,但必须使10%的电解液不要进入膜孔。阳极通过这部分孔隙向阴极产生的氧气被阴极吸收。

 

胶体电解质的主要成分是功能性化合物,粒径接近纳米级。流变性好,易于铅蓄电池充液。胶体电解质进入电池内部或充电数小时后,会逐渐胶化,液态电解质转变成胶体。表面活性剂加入各种表面活性剂有助于在填充电池之前抵抗凝胶化。有助于防止极板在充满电池后发生硫酸盐化,减少板栅的腐蚀,提高极板活性物质的反应利用率。