膠體鉛酸�電池是對液態(tài)電解�(zhì)的普通鉛�蓄電�的改�(jìn),用膠體電解液代換了硫酸電解�,在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面較普通電池有所改善�
膠體鉛酸蓄電�采用凝膠狀電解�(zhì),內(nèi)部無游離液體存在,在同等體積下電解質(zhì)容量�,熱容量大,熱消散能力強,能避免一般蓄電池易產(chǎn)生熱失控�(xiàn)�;電解質(zhì)濃度低,對極板的腐蝕作用�;濃度均�,不存在電解液分層現(xiàn)��
膠體鉛酸蓄電池的性能�(yōu)于閥控密封鉛酸蓄電池,膠體鉛酸蓄電池具有使用性能�(wěn)�,可靠性高,使用壽命長,對�(huán)境溫度的適應(yīng)能力(高、低溫)強,承受長時間放電能�、循�(huán)放電能力、深度放電及大電流放電能力強,有過充電及過放電自我保�(hù)等優(yōu)��
用于電動自行車的國產(chǎn)膠體鉛酸蓄電池是在AGM隔板中通過真空灌注,把硅膠和硫酸溶液灌到蓄電池�、負(fù)極板之間。膠體鉛酸蓄電池在使用初期無法�(jìn)行氧循環(huán),這是因為膠體把正、負(fù)極板都包圍起來了,正極板上面�(chǎn)生的氧氣無法擴散到負(fù)極板,無法實�(xiàn)與負(fù)極板上的活性物�(zhì)鉛還�,只能由排氣閥排�,與富液式蓄電池一致�
膠體鉛酸蓄電池使用一段時間后膠體開始干裂和收�,產(chǎn)生裂縫,氧氣通過裂縫直接到負(fù)極板�(jìn)行氧循環(huán)。排氣閥就不再經(jīng)常開啟,膠體鉛酸蓄電池接近于密封工作,失水很�。所以針對電動自行車蓄電池主要失效是失水機理,采用膠體鉛酸蓄電池可獲得非常好的效�。膠體電解質(zhì)是通過在電解液中加入凝膠劑將硫酸電解液凝固成膠狀物質(zhì),通常膠體電解液中還加有膠體穩(wěn)定劑和增容劑,有些膠體配方中還加有延緩膠體凝固和延緩�,以便于膠體加注�
氣相二氧化硅
膠體蓄電池凝膠劑為氣相二氧化�,氣相法二氧化硅是一種高純度白色無味的納米粉體材�,具有增�、抗�(jié)塊、控制體系流變和觸變等作�,除傳統(tǒng)的應(yīng)用外,近幾年在膠體蓄電池中得到了廣泛的應(yīng)��
氣相法二氧化硅是硅的鹵化物在氫氧火焰中高溫水解生成的納米級白色粉末,俗稱氣相法白炭黑,它是一種無定形二氧化硅�(chǎn)品,原生粒徑�7�40nm 之間,聚集體粒徑約為200�500納米,比表面�100�400m2/g,純度高,SiO2含量不小�99.8%。表面未處理的氣相二氧化硅聚集體是含有多種硅羥基,一是孤立的、未受干擾的自由羥基;二是連生、彼此形成氫鍵的鍵合硅羥�。表面未處理的氣相法白炭黑聚集體是含有多�-OH的集合體,它們在液體體系中極易形成均勻的三維�(wǎng)狀�(jié)�(gòu)(氫鍵)。這種三維�(wǎng)狀�(jié)�(gòu)(氫鍵)有外�(剪切力、電場力�)時會破壞,介�(zhì)變稀,粘度下�,外力一旦消�,三維結(jié)�(gòu)(氫鍵)會自行恢�(fù),粘度上�,即這種觸變性是可逆的�
氣相二氧化硅在膠體蓄電池中主要是利用其優(yōu)異的增稠觸變性能. 膠體電解�(zhì)由氣相二氧化硅和一定濃度的硫酸溶液按一定的比例配置而成,這種電解液中的硫酸和水被“存貯”在硅凝膠網(wǎng)�(luò)�,呈“軟固態(tài)狀凝膠�,靜止不動時顯固�(tài)狀。當(dāng)電池被充電時,由于電解質(zhì)中的硫酸濃度增加使之“增稠”并伴有裂隙�(chǎn)生,充電后期的“電解水”反�(yīng)使正極產(chǎn)生的氧氣通過這無�(shù)的裂隙被�(fù)極所吸收,并�(jìn)一步還原成�,從而實�(xiàn)蓄電池密封循�(huán)反應(yīng)。放電時電解�(zhì)中的硫酸濃度降低使之“變稀”,又成為灌注電池前的稀膠狀�(tài)。因�,膠體電池具有“免維護(hù)� 的作�� 國內(nèi)外基本采用氣相法二氧化硅是德固賽公司AEROSIL 200�
膠體蓄電池優(yōu)異特�
1、可以明顯延長蓄電池的使用壽�。根�(jù)有關(guān)文獻(xiàn),可以延長蓄電池壽命2-3��
2、膠體鉛酸蓄電池的自放電性能得到明顯改善,在同樣的硫酸純度和水質(zhì)情況�,蓄電池的存放時間可以延�2倍以��
3、膠體鉛酸蓄電池在嚴(yán)重缺電的情況�,抗硫化性能很明��
4、膠體鉛酸蓄電池在嚴(yán)重放電情況下的恢�(fù)能力��
5、膠體鉛酸蓄電池抗過充能力強,通過對兩只鉛酸蓄電池(一只膠體鉛酸蓄電池,一只閥控密封鉛酸蓄電池)同樣反�(fù)�(jìn)行數(shù)次過充電試驗,膠體鉛酸蓄電池容量下降得較�,而閥控密封鉛酸蓄電池因為耗水過快,其容量下降顯著�
6、膠體鉛酸蓄電池后期放電性能得到明顯改善�
不論是采用玻璃纖維隔膜的閥控式密封鉛蓄電�(以下簡稱AGM密封鉛蓄電池)還是采用膠體電解液的閥控式密封鉛蓄電�(以下簡稱膠體密封鉛蓄電池),它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封��
電池充電�,正極會析出氧氣,負(fù)極會析出氫氣。正極析氧是在正極充電量�(dá)�70%時就開始��
析出的氧到達(dá)�(fù)極,跟負(fù)極起下述反應(yīng),達(dá)到陰極吸收的目的�
2Pb十O2=2PbO
2PbO�2H2SO4�2PbS04+2H20
�(fù)極析氫則要在充電�90%時開�,再加上氧在�(fù)極上的還原作用及�(fù)極本身氫過電位的提高,從而避免了大量析氫反應(yīng)�
對AGM密封鉛蓄電池而言,AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解�,但必須�10%的隔膜孔隙中不�(jìn)入電解液。正極生成的氧就是通過這部分孔隙到�(dá)�(fù)極而被�(fù)極吸收的�
膠體電解液的主要成份為一種粒徑近乎于納米級的功能化合�,流變性較�,容易實施對鉛蓄電池的配液灌�。膠體電解液�(jìn)入蓄電池�(nèi)部或充電若干小時�,會逐漸�(fā)生膠�,使液態(tài)電解�(zhì)�(zhuǎn)�(tài)為膠狀�,膠體中添加有多種表面活性劑,有助于灌裝蓄電池前抗膠凝,而且有助于灌裝蓄電池后防止極板硫酸鹽�,減小對板柵的腐蝕,提高極板活性物�(zhì)的反�(yīng)利用��
膠體電池的電解液是以膠狀凝固在電池極群正、負(fù)極板和隔板之間,使電解液不流�,具有高溫環(huán)境下循環(huán)使用可靠性高、充電效率高、使用壽命長等優(yōu)�,同時在節(jié)能、減少污染方面也具有顯著的優(yōu)��
在維�(hù)實踐中發(fā)�(xiàn),膠體電池在安裝使用約半年后,個別膠體電池殼體鼓脹情況非常�(yán)重:電池的側(cè)壁和殼蓋均有不同程度的鼓�;安全閥處漏液非常明顯,電池蓋面的酸液痕跡分布基本上以安全閥為中心呈“噴射”狀;電池漏液造成電池倉倉體被銹�;安全閥口裂��
從維�(hù)記錄和現(xiàn)場的情況分析,造成這一�(xiàn)象的原因主要有以下幾個方面:
一、安全閥對外排氣不暢。安全閥具有�(diào)整電池內(nèi)部氣壓的作用,正常情況下�(yīng)能夠及時釋放�(nèi)部氣體。膠體電池在使用初期,由于電池內(nèi)部的電解液比較“富裕�,充電過程中的氣體析出量大。如果安全閥出現(xiàn)問題使排氣不�,當(dāng)電池在充電過程中的氣體析出量大到一定程度時,就會因“脹氣”導(dǎo)致殼體鼓�,甚至出�(xiàn)安全閥口開裂�
�、開�(guān)電源系統(tǒng)的蓄電池管理程序芯片參數(shù)�(shè)計與膠體電池的使用特性不�。通過對比鼓脹電池站點開關(guān)電源參數(shù)�(shè)置和未鼓脹電池站點開�(guān)電源參數(shù)�(shè)�,發(fā)�(xiàn)蓄電池鼓脹站點的開關(guān)電源廠家為了讓蓄電池充飽一些,�(shè)計了�(xù)流均充功能(即充電完成后再用小電流繼�(xù)給蓄電池充電�。當(dāng)電池的均充電流降�10mA/Ah的轉(zhuǎn)換條件時,均充沒能轉(zhuǎn)換到浮充程序,而還要�(jìn)行續(xù)流均充(在高溫環(huán)境下�(xù)流階段均充的電流有可能還會反彈上升,�(xù)流均充的時間一般為4�10小時�。加之室外型基站供電條件惡劣,停電頻�,勢必造成開關(guān)電源每次均充都對電池過充電,也加速電池電極的腐蝕速率和電池的失水,電池內(nèi)溫度極高�(dǎo)致電池發(fā)生殼體鼓脹�
�、膠體電池倉溫度傳感線沒有被接�,導(dǎo)致溫度達(dá)�40℃時系統(tǒng)無法實現(xiàn)從均充到浮充的轉(zhuǎn)�。在高溫�(huán)境下,溫度補償功能的失效,實際上就是提高了電池組總的浮充電壓,這直接導(dǎo)致電池的末期充電電流不能降低,反而會使充電電流成倍數(shù)增高,并持續(xù)影響電池�(nèi)部析氣和�(fā)�,從而加劇膠體電解液水的電解,引起電池鼓��
四、電池通風(fēng)條件�。電池柜的設(shè)計由于充分考慮防盜安全�,而導(dǎo)致電池組的通風(fēng)和自然散熱能力差,電池組在充電過程中�(chǎn)生的溫度得不到及時擴散,這也對電池發(fā)生殼體鼓脹產(chǎn)生一定影��
膠體蓄電�從結(jié)�(gòu)上分為普通和膠體兩種,后者又稱為免維�(hù)蓄電�。膠體電池最簡單的做法是在硫酸中添加膠凝�,是硫酸電液呈膠�(tài)。電液呈膠態(tài)的電池通常稱之為膠體電�。膠體電池與常規(guī)鉛酸電池的區(qū)別不僅僅在于電液改為膠凝狀。例如非凝固�(tài)的水性膠�,從電化�(xué)分類�(jié)�(gòu)和特性看同屬膠體電池。又如板柵中解分高分子材�,俗稱陶瓷板�,亦可視作膠體電池的�(yīng)用特��
膠體電池和普通蓄電池的區(qū)別是普通蓄電池的頂部有一組加水口,在選購時一定要仔細(xì)觀�,因為有的廠商用一個精致的塑料蓋把加水口擋住。膠體蓄電池的頂部有一個觀察孔,孔�(nèi)的顏色表示蓄電池的狀�(tài),綠色表示正常,黑色表示虧電,白色表示蓄電池已損壞,�(yīng)盡快更換�
膠體電池主要�(yōu)點:�(zhì)量高,循�(huán)壽命�。膠體電解質(zhì)可對極板周圍形成固態(tài)保護(hù)�,保�(hù)極板避免因震動或碰撞而產(chǎn)生損壞,破裂,防止極板被腐蝕,同時也減少了蓄電池在大�(fù)荷使用時�(chǎn)生極板彎曲和極板間的短路,不至于�(dǎo)致容量下�,具有很好的物理及化�(xué)保護(hù)作用,是普通鉛酸電池壽命的兩��
使用安全,利于環(huán)�,屬于真正意義上的綠色電�。膠體電池的電解�(zhì)呈固�(tài),密封結(jié)�(gòu),凝膠電解液,永不漏液,使電池內(nèi)每一部位的比重保持一�。使用特殊的鈣鉛錫合金板�,更耐腐�,充電接受能力更�� 采用超高強度隔板避免短路的產(chǎn)�� �(jìn)口優(yōu)�(zhì)安全閥,精確閥控�(diào)節(jié)壓力。裝備了過濾酸霧隔爆裝置,更安全可靠。使用時無酸霧氣體析出,無電解質(zhì)外溢,生�(chǎn)過程中不含對人體有害元素,無毒,無污�,避免了傳統(tǒng)鉛酸電池在使用過程中電解�(zhì)大量外溢滲�。浮充電流小,電池發(fā)熱量�,電解液不發(fā)生酸分層�
深放電循�(huán)性能�。電池深放電后再及時補充電的情況下容量能100%得到回充,能迎合高頻�、深程度放電的需�,因此其使用范圍比鉛酸蓄電池更廣泛�
自放電小,深放電性能�,充電接受能力強,上下電位差�,電容量�。在低溫啟動能力,荷電保持能�,電解液保持能力,循�(huán)耐久能力,耐震動性能,耐溫變性能等方面有顯著提高。在20℃室溫下儲存2�,無需充電即可投入運行�
適應(yīng)�(huán)境(溫度)廣�。可�-40�--65℃的溫度范圍�(nèi)使用,尤其低溫性能好,適用于北方高寒地區(qū)??拐鹦阅�?,能在各種惡劣的�(huán)境下安全使用。不受空間限�,使用時可任意方位放��
使用快捷方便,由于單體電池的�(nèi)�、容�、浮充電壓一致性好,因此無需均衡充電,也無需�(jīng)常維�(hù)�
一、為了縮短均充時�,避免過充引起的電池鼓脹,重新設(shè)置均浮充�(zhuǎn)換條�,把原設(shè)定電流�10mA/Ah作為均充�(zhuǎn)換條件更改為�(dāng)電流值下降到20mA/Ah時系�(tǒng)即自動轉(zhuǎn)換為浮充運行�
�、把開關(guān)電源的溫度傳感器接到電池�,使得開�(guān)電源的浮充電壓能隨環(huán)境溫度�(jìn)行調(diào)�。增加過溫保�(hù),當(dāng)溫度�(dá)�40℃時系統(tǒng)自動�(zhuǎn)換為浮充運行,避免持�(xù)的大電流充電�(dǎo)致的電池鼓脹�
�、為了防止電池過充,縮短均充保護(hù)時間,將均充保護(hù)時間�18小時改為10小時(均充保�(hù)時間的設(shè)置是為防止電�?zé)崾�?�?dāng)均充電流無法降到�(shè)置的均浮充轉(zhuǎn)換電流值時,在�(guī)定時間內(nèi)系統(tǒng)強制�(zhuǎn)為浮充)�
四、延長定時均充周�,避免過頻的大電流均�。將定時均充周期原設(shè)定�100天更改為180天�
�、取消開�(guān)電源的續(xù)流均充功�,避免過充電�(dǎo)致的電池鼓脹�
通過以上對電池充電參�(shù)的修改,主要是在滿足對蓄電池充足電的情況�,避免開�(guān)電源對膠體電池過充電�
另一方面,為了防止安全閥的質(zhì)量問題導(dǎo)致的排氣不暢,應(yīng)注意日常巡檢中加強對安全閥的檢查,同時要求電池廠家�(jìn)一步改�(jìn)安全閥的�(zhì)量檢測和制造工�,確保安全閥在達(dá)到開閥值后能正常開閥排��
通過以上處理,經(jīng)過一段時間的觀察,膠體電池未再出現(xiàn)殼體鼓脹�(xiàn)�,運行處于正常狀�(tài)�
1、氣相二氧化硅配制優(yōu)�(zhì)膠體,電解液分布均勻,不存在酸液分層�(xiàn)��
2、電解液呈凝膠固定狀�(tài),不流動、無漏液、使極板各部分反�(yīng)均勻�
3、采用緊裝配技�(shù),具有優(yōu)良的高率放電性能�
4、過量電解液,電�?zé)崛萘看螅瑹嵯⒛芰?,工作溫度范圍寬?BR> 5、全部采用高純原材料,電池自放電極小�
6、采用氣體再化合技�(shù),電池具有極高的密封反應(yīng)效率,無酸霧析出,安全環(huán)保,無污��
7、采用特殊的�(shè)計和高可靠的密封技�(shù),確保電池密�,使用安�、可��
(1) 延緩了致密PbSO4�(jié)晶層的形成,以及其對�(fù)極板表面的覆�,提高電池低溫性能�
(2) 降低電流密度,獲得結(jié)合牢固的二氧化鉛,延緩極板的軟化和脫落;提高電池深循�(huán)能力�
膠體收縮形成的微裂隙,使氧能夠以氣相形式從正極擴散到�(fù)極實�(xiàn)氧的再化�,提高氧�(fù)合效率,減小水損��
膠體電解�(zhì)不降低電池容�,在電池原來的基�(chǔ)上可以使其壽命提�50%以上�
非常純凈的氣相二氧化硅,不存在影響蓄電池性能的物�(zhì),表面活性高,凝膠力強�
�(wěn)定劑可以增加體系粘度,消除膠體電解質(zhì)的水化分層,延緩凝膠時間�
正負(fù)極電壓抑制劑:減少正�(fù)極的析氫和析��
灌注工藝簡單,可以用普通加酸機直接灌注,不需要對電池極板�(jìn)行處��
(3)每只增加成本�(yuǎn)低于因容量衰減等問題的退貨損�,也可極大的提高市場口碑�
步驟
1:先�(diào)好比�1.350�25度)稀硫酸200公斤,含一定添加劑�
2:取10公斤原膠,加入適�1.350�25度)稀硫酸,攪拌成糊狀之后放入高速攪拌機攪拌10-15分鐘,攪拌后混合液呈乳白色液��
3:將乳白色混合液加入�(diào)好的1.350�25度)稀硫酸中,攪拌后電解液比重約為1.335�25度)攪拌均勻�
4:按正常加酸步驟加入電池,充電工藝不需�(diào)�,如是手工加酸則注意攪拌混合液防止分�
注:膠體電解液會有一定沉淀�(xiàn)象,使用之前注意攪拌均勻�
電解液中原膠含量�5%-6%�
1、通信系統(tǒng):交換機、微波站、移動基�、數(shù)�(jù)中心、無線電及廣播臺站�
2、發(fā)電廠及輸變電系統(tǒng)�
3、太陽能和風(fēng)力發(fā)電系�(tǒng)
4、信號系�(tǒng)和緊急照明系�(tǒng)
5、EPS和UPS系統(tǒng)
清潔
�(jīng)常保持蓄電池外表及工作環(huán)境清�、干燥狀�(tài)�
蓄電池的清潔�(yīng)避免�(chǎn)生靜��
用濕布清潔蓄電池,禁止使用汽�、酒精等有機溶劑,也不要使用含這些物質(zhì)的布抹電��
檢查與維�(hù)
為了了解電池和設(shè)備的運行狀況和防止檢查過程中電池意外損�,機房UPS系統(tǒng)蓄電池、基站(包括室外MBO)和光纜無人站UPS系統(tǒng)的蓄電池維護(hù)作業(yè)項目及周期按下列方法定期檢查電池并做記錄�
1�.在�(jìn)行蓄電池檢測時要遵循“查隱患、保安全”的原則�
2�.要嚴(yán)格按照作�(yè)計劃�(zhí)行蓄電池的日常維�(hù)作業(yè)項目和性能分析�
3�.�(yán)格遵循維�(hù)�(guī)程和蓄電池相�(guān)要求�(jìn)行蓄電池的參�(shù)�(shè)置和相關(guān)操作�
4�.做好安全防護(hù)工作,要戴好絕緣手套,并將金屬工具�(jìn)行絕緣處��
5�.使用符合檢測要求的工�、儀表�
6�.物理性檢查項�
(1)檢查極柱、連接條是否清�,有否氧化或腐蝕�(xiàn)�,如情況�(yán)�,應(yīng)作清潔及降阻處理�
(2)檢查連接處有無松�,如�,應(yīng)緊固�
(3)檢查蓄電池極柱有否爬�、漏�,安全閥周圍是否有酸液逸出�
(4)檢查蓄電池殼體有無損�、滲漏和變形,極柱有無損�、變彀�
(5)檢查蓄電池及連接處溫升有無異��
7)相�(guān)參數(shù)�(shè)置的檢查和調(diào)�
(1)根據(jù)蓄電池的技�(shù)參數(shù)和現(xiàn)場環(huán)境條�,檢查蓄電池的浮�、均充電�、浮充電流是否正�,發(fā)�(xiàn)異常及時處理�
(2)檢測蓄電池組的充電限流值設(shè)置是否正�,發(fā)�(xiàn)異常,及時調(diào)整�
(3)檢測蓄電池組的告警電壓(低壓告警、高壓告警)�(shè)置是否正�,發(fā)�(xiàn)異常,及時調(diào)��
(4)如設(shè)有蓄電池組脫離負(fù)載裝置,�(yīng)檢測蓄電池組脫離電壓�(shè)置是否準(zhǔn)�,發(fā)�(xiàn)異常,及時調(diào)��