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硅溶胶在蓄电池中的应用

2023-03-28 16:42

  铅酸蓄电池一直被人类广泛的利用于各个领域。普通AGM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,后期需加水维护繁琐;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。胶体蓄电池是对液态电解质的铅酸蓄电池进行的改进,用固体电解质替代了硫酸电解液,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。如下图所示为胶体蓄电池和AGM电池结构图。
  胶体蓄电池的工作原理与普通铅酸蓄电池相同,但其电池内部的硅凝胶是以-Si-O-质点作为骨架构成的三维立体网状结构,它将电解液包在内部,形成的凝胶体系能阻止内部液体的转移,但仍可通过毛细管作用保留液体组分。当电解液灌注的硅溶胶变成凝胶后,凝胶骨架会收缩,使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间,给正极析出的氧提供了到达负极的通道。胶体蓄电池与AGM蓄电池的密封工作原理是相同的,区别在于电解液的“固定”方式和提供氧气到达负极通道的方式有所不同。

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  胶体蓄电池具有以下几个方面的优良特性:
  1.良好的触变性:固体电解质受振动或搅拌时凝胶体系内部暂时被破坏,但静止后又能恢复原结构的特性。
  2.较好的吸附性:硅溶胶形成的聚硅酸具有很大的表面积和很强的吸附力,胶体的网状结构能吸附大量电解质离子,增加了胶体的导电性,减少了负极析氢现象。
  3.固体电解质不会受重力影响而分层,而且对温度不敏感,可在-40℃--65℃的温度范围内使用,这是常规AGM电池所不具备的。
  4.固体电解质在使用过程中会形成大量的微细裂纹,这有利于氧向负极扩散,促进了水的复合,减少了水分的散失。
  硅溶胶作为制备胶体蓄电池电解质的重要原材料,其具有使用方便、健康环保、极具使用成本效益明显优势,同时,由于硅溶胶液体的稳定分散性,使用硅溶胶制造胶体蓄电池比使用气相二氧化硅更容易。此外,在制备过程中使用硅溶胶避免了接触气相二氧化硅粉尘,处理更容易,同时使生产环境得到极大改善。
  硅溶胶和硫酸制备的胶体蓄电池具有富液式特点和耐过充、深放电循环性强、自放电少、温度适应强、使用寿命长、安全环保等优点,在很多方面弥补了AGM电池的缺陷,使用硅溶胶制备胶体蓄电池必将在电池行业成为趋势,具有广阔的应用前景。
  我公司可根据客户对硅溶胶产品的具体要求,提供合适的超细粒度硅溶胶产品,配合客户调整胶体蓄电池中的硅溶胶用量和凝胶温度,优化胶体电解质的凝胶强度和凝胶时间,为客户制备性能优异的胶体蓄电池产品提供良好的基础帮助。


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