鉅大LARGE | 點擊量：5545次 | 2018年10月27日
貧液式和膠體式的有什么區(qū)別
你好，首先貧液式電池是AGM隔板式電池，電解液稀硫酸是吸附在隔板上的，而膠體電池采用的是PVC隔板，電解液稀流硫酸混合在氣相二氧化硅里，但現(xiàn)在做純膠體的廠很少，絕大部分是亞膠體電池。即下方為AGM隔板貧液式，上面澆一層氣相二氧化硅電解液。純膠體的技術(shù)在國外，成本很高的，相對來說，貧液式要便宜的多。價格的話純膠體大概是貧液式的一倍，亞膠體稍貴于貧液式。但純膠體電池大電流放電性能比較差。
一、閥控式密封鉛酸蓄電池在通信電源系統(tǒng)中的作用
1、后備電源，包括直流供電系統(tǒng)和UPS系統(tǒng)
2、濾波
3、調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4、動力設(shè)備啟動電源
圖1：電池作用示意圖
二、固定型鉛酸蓄電池的類型
防酸隔爆式電池（GF或GFD電池）
固定型鉛酸蓄電池
AGM—陰極吸收式（貧液式）
閥控式密封電池（VRLA電池）
GEL—膠體式
1．VRLA電池與GF電池相比較，VRLA電池具有以下特點：
（1）在使用過程中，不需要添加水、調(diào)整酸的比例。
（2）不漏液，無酸霧，無環(huán)境污染。
（3）自放電小。
（4）結(jié)構(gòu)緊湊，密封良好，抗震，比能量高。
（5）不存在記憶效應(yīng)。
（6）使用范圍廣。
圖2：VRLA電池與GF電池（左）的比較
2、陰極吸收式VRLA電池與膠體電池的比較：
（1）AGM電池使用初期無氣體逸出，GEL電池在使用初期需安裝排風(fēng)裝置。
（2）AGM電池內(nèi)阻小，大電流放電特性優(yōu)于GEL電池。
（3）AGM電池的一致性和均一性較好，因電解液的擴散性和均勻性優(yōu)于GEL電池。
（4）GEL電池，（特別是管狀電極）使用壽命較長，不易熱失控。
三、VRLA電池的工作原理
1．電池的充/放原理：
鉛酸蓄電池的基本電極反應(yīng)是鉛（Pb）和二價鉛（Pb2+）及四價鉛（Pb4+）之間的轉(zhuǎn)化。
放電過程：負(fù)極：Pb→Pb2+正極：Pb4+→Pb2+（
（+）PbO2+3H++HSO4－+2e放<═══>充PbSO4+2H2
電子得失為：負(fù)失正得即負(fù)氧化正還原
充電過程：負(fù)極：Pb2+→Pb正極：Pb2+→Pb4+
（－）Pb+HSO4－放<═══>充PbSO4+H＋+2e
電子得失為：負(fù)得正失即負(fù)還原正氧化
電池的充放電反應(yīng)
電池總反應(yīng)：Pb+2H++2HSO4—+PbO2放<═══>充PbSO4+2H2O+PbSO4
2．VRLA電池的密封原理：
（1）電池內(nèi)部氣體產(chǎn)生的原因：
電池在過充電時電池分解水，正極產(chǎn)生O2，負(fù)極產(chǎn)生H2
正極板柵腐蝕的同時產(chǎn)生H2
電池自放電時正極產(chǎn)生O2，負(fù)極產(chǎn)生H2
（2）氧復(fù)合原理（氧循環(huán)原理）：
電池在充電過程中，正極除了有PbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)镻bO2以外，還有氧析出反應(yīng)，特別是電池的充電后期，當(dāng)電池容量達(dá)到80%時，氧的析出反應(yīng)更為劇烈，兩極的氣體析出反應(yīng)如下：
（+）2H2O→O2+4H++4e(--)2H++2e→H2
對于浮充使用的VRLA電池，即使是浮充電流很小，但在長期浮充狀態(tài)下，除浮充電流一部分用于電池自放電生成的PbSO4轉(zhuǎn)為正負(fù)極活性物資以外，不避免的，浮充電流另一部分則用于水的電解，使正極析出氧氣，負(fù)極析出氫氣。
氧和氫氣的產(chǎn)生使電池內(nèi)部失水，電解液密度發(fā)生變化，也使電池難以密封。從鉛酸蓄電池誕生以來，人們都一直在尋求電池的密封，以此減少對電池的維護(hù)。VRLA電池的出現(xiàn)，實現(xiàn)了電池的密封，電池密封的關(guān)鍵技術(shù)是氧在電池內(nèi)部的再復(fù)合實現(xiàn)氧的循環(huán)，以及采用AGM隔板吸收電解液，使電池內(nèi)部沒有流動的電解液，氧的復(fù)合原理如圖3、4所示：
圖3：密封原理示意圖
圖4：氧循環(huán)原理圖
從圖3、4看出，正極充電過程中因電解水析出的氧氣，通過AGM隔板的孔隙，迅速擴散到負(fù)極，與負(fù)極活性物質(zhì)海綿狀鉛發(fā)生反應(yīng)生成氧化鉛（PbO），負(fù)極表面的PbO遇到電解液H2SO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成PbSO4和H2O，其中PbSO4再充電而轉(zhuǎn)變?yōu)楹＞d狀Pb，生成的H2O又回到電解液，因氧氣的再復(fù)合，避免了水的損失，從而實現(xiàn)了電池的密封。
鉛酸蓄電池實現(xiàn)密封的措施：
1)選擇高孔隙率AGM隔板，孔隙率在93%以上，為氧的復(fù)合提供通道
2)采取定量灌酸，使玻璃棉隔板在吸收電解液以后，仍有5—10%的孔隙率未被電解液充滿，因此VRLA電池又稱為貧液式電池。
3)過量的負(fù)極活性物資，正、負(fù)極板的容量比一般為1：1.1~1：1.2，這樣在正極充足電以后，負(fù)極仍未充足電，以防止氫在負(fù)極析出，若氫氣大量析出是無法復(fù)合的。
4)電池集群的緊裝配，采取集群預(yù)壓縮技術(shù)，將裝配壓在40—60Kpa之間，以保證AGM隔板與正負(fù)極板表面能夠良好接觸，因為VRLA電池的電解液主要靠AGM隔板提供。
5)高純度Pb—Ca—Sn—Al無銻板柵合金，因為Pb—Ca合金比Pb—Sb合金有更高的析氫過電位，從而能夠降低因板柵腐蝕而析出氫氣的可能性。
6)開閉閥壓力穩(wěn)定可靠的安全閥，通信用VRLA電池的標(biāo)準(zhǔn)要求開閥壓10—35Kpa，閉閥壓3—15Kpa,開閉閥壓力較接近，可減少氣體排放和水的損失。
7)采用恒壓限流的充電方式，VRLA電池對過充電較為敏感，過充電會加速電流的損壞，恒壓限流充電可防止過充電和熱失控。
3．VRLA蓄電池的自放電原理：
電池自放電原因：
1）正極活性物質(zhì)與電解液的反應(yīng)；
2）正極活性物質(zhì)與板柵合金之間的反應(yīng)；
3）正極活性物質(zhì)與負(fù)極析出氫氣的反應(yīng)。
四．VRLA電池的兩大類技術(shù)
應(yīng)用同樣的氧復(fù)合原理，但由于采用不同的固定電解液技術(shù)和不同的氧復(fù)合通道技術(shù)，因此可分為兩大類型的VRLA電池，即AGM技術(shù)和GEL技術(shù)（膠體），故又稱為AGM電池和膠體電池。這兩類電池各有優(yōu)劣，目前在電信、電力等市場上應(yīng)用的仍以AGM電池為主。
1、AGM技術(shù)
采用AGM技術(shù)的VRLA電池，AGM隔板采用U形包覆法（也可采用S形包覆法）。采用AGM技術(shù)的VRLA電池的特點：內(nèi)阻小，以超細(xì)玻璃棉隔板吸取電解液，使電池內(nèi)沒有電解液，AGM隔板具有93%以上的孔隙率，而其中10%左右的孔隙作為由正極析出的O2到負(fù)極再復(fù)合的通道，以實現(xiàn)氧的循環(huán)，達(dá)到電池密封的目的。
2、Gel技術(shù)（膠體技術(shù)）
以德國陽光公司采用Gel技術(shù)生產(chǎn)的OPZV膠體電池為典型代表。
膠體電池的特點：內(nèi)阻較大，采用觸變性SiO2膠體吸收電解液，使電解液不流動。
以膠體的微裂紋O2的復(fù)合通道。膠體電池使用初期由于膠體未能形成大量微裂紋，氧的復(fù)合效率較低。
五、VRLA電池的失效模式
VRLA電池盡管有許多的優(yōu)點，但它和所有電池一樣也存在可靠性和壽命問題。VRL電池文獻(xiàn)報道：其使用壽命為15年左右（25℃浮充使用）。但國內(nèi)外的VRLA電池在實際使用過程中，均出現(xiàn)過提前失效的現(xiàn)象。目前造成VRLA電池的失效模式主要有板柵的腐蝕與增長、電解液干涸、負(fù)極硫酸鹽化、早期容量損失（PCL）、熱失控等。
