RESEARCH
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。
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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