小改良大改善膠體蓄電池技術原理分解

2021-04-26 ryder

膠體蓄電池也是鉛酸電池的一種，對液態電解質的一般鉛酸電池的改進，用膠體電解液替代了硫酸電解液，從而在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面有所改善。目前，膠體蓄電池被廣泛使用于發電、通信、汽車、應急照明等范疇，為甚么它這么受歡迎呢？下面我們一起來分解下膠體蓄電池的技術原理，揭開它走紅的面紗。

歷史回顧

鉛酸電池問世至今，一直被人類廣泛的利用于各個范疇。一般鉛酸電池使用一段時間后，電解液水分降低導致硫酸濃度發生變化，后期加水維護繁瑣；另一方面，充電過程中酸霧析出，對環境和設備造成一定危害，為了將電解液牢牢鎖住，膠體電解液的鉛酸電池應運而生。

起初膠體蓄電池使用水玻璃制成電解液，將其筆直加到干態蓄電池中，這樣有效的“固定”了電解液并減少酸霧析出，但電池容量要低20%左右，因而沒有發展起來。直到上世紀80年代，我國逐步引入德國陽光公司的膠體電池，才使膠體電池受到廣泛關注。

膠體電池含義

一般來說，電解液呈膠態的鉛酸電池通常稱之為膠體電池，最簡單的辦法是在硫酸中添加膠凝劑，使硫酸電解液變為膠態。

膠體蓄電池與一般鉛酸電池的差別，從最初理解的電解質膠凝，進一步發展至電解質基礎結構的電化學特性，以及在板柵和活性物質中的使用推廣。例如非凝固態的水性膠體，從電化學分類結構和特性看同屬膠體電池；另如在板柵中結附高分子材料，俗稱陶瓷板柵，亦可視作膠體電池的使用特色。

膠體蓄電池工作原理

膠體電池的基礎工作原理與一般鉛酸電池相同，但其電池內的硅凝膠是以SiQ質點作為骨架構成的三維多孔網狀結構，它將電解液包在內部，當電解液灌注的硅溶膠變成凝膠后，骨架進一步收縮，使凝膠出現裂縫貫穿于正負極板之間，給正極析出的氧供應了到達負極的通道。不難看出，膠體蓄電池與AGM蓄電池的密封工作原理是相同的，差別在于電解液的“固定”方式和供應氧氣到達負極通道的方式有所不同。

膠體電池結構圖

膠體蓄電池特性

Ⅰ.質量高、壽命長

膠體電解質可對極板周圍形成固態保護層，戒備極板因震動或碰撞而出現損壞，戒備極板被腐蝕，同時也減少了蓄電池在大負荷使用時出現極板彎曲和極板間的短路，使用壽命是一般鉛酸蓄電池的兩倍。

Ⅱ.安全環保

膠體蓄電池電解質呈固態，密封不易漏液；使用過程中，無酸霧析出、無電解質外泄，對環境沒有污染。膠體電池儲電能力強，常見的太陽能路燈通常用膠體電池儲電

Ⅲ.深放電循環性強

深放電后膠體蓄電池再及時補充電的情況下容量能100%得到回充，能迎合高頻率、深程度放電的要。

Ⅳ.溫度適應強

由于硫酸電解質存在于膠體中，其內阻雖稍大，但在低溫時膠體電解質內阻變化不大，故其低溫啟動性能好，可在-40℃--65℃的溫度范圍內使用。

Ⅴ.自放電少、存放時長

膠體電解質能妨礙陰極還原時生成的水擴散用途和抑制PbO自發還原反應，自放電少；良好的抗極板硫酸化及減少板柵腐蝕能力，在20℃室溫下儲存2年，無需充電即可投入運行。