无论是玻璃纤维隔膜阀控密封电池(以下简称agm密封电池)还是胶体电解液阀控密封电池(以下简称胶体密封电池),都是利用阴极吸收原理来密封电池。
当电池充电时,氧将从正极释放,氢将从负极释放。当阳极电荷达到70%时,阳极开始析氧。析出的氧到达负极,与负极发生如下反应,达到阴极吸收的目的。当电荷达到90%时,负极就应该开始放出氢气了。此外,负极氧的减少和负极氢超电势的提高本身阻止了大量的析氢反应。
对于AGM密封电池,虽然电池的大部分电解液保存在AGM隔膜中,但10%的隔膜孔隙不得进入电解液。阳极产生的氧气通过孔隙的这一部分到达负极,被负极吸收
对于胶体密封电池,电池中的硅胶是以SiQ 质点为骨架的三维多孔网络结构,将电解液封装在内部。电池倒入的硅溶胶变成凝胶后,骨架会进一步收缩,使凝胶在正负负极板之间开裂,为正电极析出的氧气到达负极提供通道
可以看出,两种电池的密封工作原理是一样的,区别在于固定电解液和供氧到达负极通道的方式不同。
第三,电池结构和技术的重要区别
AGM密封电池采用纯硫酸水溶液作为电解液,密度为1.29—1.3lg/cm3。除了电极板吸收的一部分电解液外,大部分都存在于玻璃纤维膜中。为了将从阳极沉淀的氧气供应到负极,通道,有必要保持隔膜的10% 孔隙不被电解质占据,即贫液设计。为了使电极板与电解质充分接触,电极组被紧密组装。
另外,为了保证电池有足够的寿命,电极板应设计得更厚,正栅合金采用Pb-Q2W-SRR-A1四元合金。
胶体密封电池的电解液由硅溶胶和硫酸组成,硫酸溶液的浓度低于AGM电池,通常为1.26 ~ 1.28 g/cm3。电解液的用量比AGM电池多20%,相当于富液电池。这种电解液以胶体,状态存在,填充在隔膜和正负负极之间。硫酸电解液被凝胶包围,不会流出电池。
由于电池采用富液不紧密组装结构,正极板栅的材料可以是低锑合金或管状电池正极板。同时,为了在不降低电池寿命的情况下增加电池容量,电极板可以做得更薄。可以扩大电池单元的内部空间。
四.电池放电容量初始胶体电池的放电容量仅为富液电池的80%左右,这是由于将性能较差的凝胶电解质直接填充到富液电池中而不加修饰,电池内阻大,电解质中离子迁移困难造成的。
近期研究工作表明,改进胶体电解质配方,控制胶体颗粒大小,添加亲水性聚合物添加剂,降低胶体溶液浓度,提高对电极板的渗透性和亲和性,采用真空填充工艺,用复合隔膜或AGM隔膜替代橡胶隔膜,提高电池吸液性;取消电池的沉淀槽,适度增加电极板区域的活性物质含量,胶体密封电池的放电容量可以达到或接近开放式电池的水平。
AGM密封电池的电解液少,电极板厚,活性物质利用率比开式电池低,因此电池的放电容量比开式电池低10%左右。与目前的胶体密封电池相比,其放电容量更小。