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胶体蓄电池为什么需要气相二氧化硅?原来道理这么硬!

来源:www.peixianzhaopin.com 作者:龙8官网国际能源 时间:2023-02-07

中国的胶体蓄电池行业最早可以追溯到沈阳蓄电池研究所50~60年代立项研究过胶体电池。到80年代,蓄电池行业外的人士对“胶体” 进行了风起云涌般地炒作。当时大有全方位取消铅酸电池从此用硅溶胶电池取而代之的大革命之势。一时间鱼目混珠,泥沙俱下。此风一直持续到90年代中期,几乎惊动了各级政府和舆论界。

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然而制造胶体电池的厂家在生产胶体电解质时都无一例外的使用气相二氧化硅。气相二氧化硅俗名“气相法白炭黑”,有亲水型和疏水型之分,胶体电解质只能用前者。气相二氧化硅是德国 Degussa 公司于1940年发明的,称爱罗沙(Aerosil)。它是无定型的白色超细颗粒。其原生粒子的结构形式为Si-O-Si,呈球形。其表面羟基[-OH]相互作用形成链状的次生粒子。次生粒子由于彼此相互粘附聚结而成疏散状态,这就是制胶使用的气相SiO2商品。气相SiO2的活性表现在它的“增稠”和“触变”性。能变稠的原因是粒子间的硅醇基与氢键结合变成三维结构聚合体使介质粘度增加。反之,当有外力(剪切力,电场力等)时,三维结构就被破坏,介质变稀。外力一消失,三维结构会慢慢恢复。这就是介质的触变性,而且是可逆的。

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胶体电解质恰恰需要这种“活性”。这种“活性”在蓄电池中的直观表现为,电池被充电时,由于电解质中的硫酸浓度增加使之“增稠”并伴有裂隙产生。充电后期的“电解水”反应使正极先产生的氧就是通过这无数的裂隙被负极所吸收,并进一步还原成水,从而完成了氧的循环。放电时,电解质中的硫酸浓度降低使之“变稀”,又成为灌注电池前的稀胶状态。作为备用电源的电池,其健康一生的90%都是处于充电状态。由于伴随着正反应的进行要发生副反应,而阀控电池的精髓就是在技术上解决了对副反应的控制。在蓄电池健康一生的运行中,由于胶体电解质的结构和组成决定了它无电解液分层现象,失水极少。

因此AGM和胶体电池在控制副反应这一阀控电池核心技术方面胶体电池技术比AGM电池技术要成熟和优越得多。这也是胶体电池的优势之一。