胶体与铅酸蓄电池区别
胶体蓄电池和铅酸蓄电池的区别
胶体蓄电池和铅酸蓄电池的区别
胶体铅酸电池和普通铅酸电池具有相同的性能，不同之处在于电池内部的电解质为胶乳的半固化状态，而另一种为液态。
液态的普通铅酸电池在使用中需要不规则。
维持添加蒸馏水，并且胶体不需要添加蒸馏水进行维护（通常称为免维护）。
关于“胶体蓄电池和铅酸蓄电池的区别”的详细说明。
1.胶体蓄电池和铅酸蓄电池的区别
胶体铅酸电池和普通铅酸电池具有相同的性能，不同之处在于电池内部的电解质为胶乳的半固化状态，而另一种为液态。
液态的普通铅酸电池在使用中需要不规则。
维持添加蒸馏水，并且胶体不需要添加蒸馏水进行维护（通常称为免维护）。
胶体铅酸电池的缺点是过载和充放电非常有害。
一旦过载，充放电会导致电池无法修复甚至报废，普通铅酸就需要通过电池变形，并且可以用小电流对硫化物进行充放电。
恢复（只是无法恢复原始状态）；个人感觉胶体清洁无忧，普通铅酸电池更适应（冬夏可调）。
铅酸蓄电池用胶体电解质的比较研究
铅酸蓄电池用胶体电解质的比较研究陈红雨，吴玲，蒋雄（华南师范大学化学系）摘要：采用钾离子体系代替钠离子体系，采用气相二氧化硅溶胶进行配胶，并把它与普通硅溶胶及超纯硅溶胶配制的胶体电解质进行比较研究。
探讨了凝胶剂多少及密度不同的硫酸对凝胶状态及电化学性能的影响。
采用表面观察，扫描电镜，循环伏安，阴极极化等手段，对共存离子、胶体表面状态、凝胶的形成与结构等方面进行了较深入研究，分析其原理与机理。
通过比较研究，钾离子体系气相二氧化硅在凝胶状态、表面结构和电性能方面都表现出色，可认为是配制优良胶体电解质的优化组合。
胶体蓄电池出现于1890年，它以乳白色半透明的冻胶状电解质代替硫酸液体电解质。
由于胶体电解质具有电解液不流动、不易漏酸、可防止活性物质脱落、减少自放电、延长电池使用寿命等优点[1]，其研究、开发和应用得到了重视。
德国阳光公司开发的DRYFIT胶体蓄电池和哈根公司的OPzV蓄电池是这项技术的杰出代表[2]。
国内研究胶体蓄电池的起步比较慢，50年代开始，到80-90年代达到高潮。
但是一个又一个胶体蓄电池的“典型”纷纷落马，经不起时间和市场的考验。
根本问题在于胶体技术不过关。
国内所进行的胶体蓄电池的研究，都过于偏重宏观因素和工艺，如触变性、导电性、胶体的组成等研究，而对于制约胶体性能的微观状态则缺乏基础研究。
本文采用了电化学手段深入基础理论研究，分析胶体电解质的结构与作用机理，以探讨有关胶体的理论。
1实验1.1仪器和试剂仪器：Model533恒电位仪，MODEL567信号发生器（ECO.Instruments），XY函数记录仪（TYPE3036.Hokushin Electronic.Co），荷兰Philips XL30FEG扫描电子显微镜。
三种凝胶剂（种类和规格如表1所示）；密度为1.4G/cm3和1.6G/cm3硫酸溶液。
1.2实验准备电极制备：用空心的硬质塑料管为外壳，管中心为粗细均匀的PB条，一端焊导线并用环氧树脂封死，另一端打磨整平作为研究电极表面，面积为0.28cm2。
胶体蓄电池
鼓胀分析
胶体电池的电解液是以胶状凝固在电池极群正、负极板和隔板之间，使电解液不流动，具有高温环境下循环 使用可靠性高、充电效率高、使用寿命长等优点，同时在节能、减少污染方面也具有显著的优势。
在维护实践中发现，胶体电池在安装使用约半年后，个同程度的鼓胀；安全阀处漏液非常明显，电池盖面的酸液痕迹分布基本上以安全阀为中心呈“喷射”状； 电池漏液造成电池仓仓体被锈蚀；安全阀口裂纹。
气相二氧化硅在胶体蓄电池中主要是利用其优异的增稠触变性能.胶体电解质由气相二氧化硅和一定浓度的硫 酸溶液按一定的比例配置而成，这种电解液中的硫酸和水被“存贮”在硅凝胶网络中，呈“软固态状凝胶”，静 止不动时显固态状。当电池被充电时，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”反应使正极产生的氧气通过这无数的裂隙被负极所吸收，并进一步还原成水，从而实现蓄电池密封循 环反应。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。
胶体铅酸蓄电池采用凝胶状电解质，内部无游离液体存在，在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散 能力强，能避免一般蓄电池易产生热失控现象；电解质浓度低，对极板的腐蚀作用弱；浓度均匀，不存在电解液 分层现象。
工作原理
不论是采用玻璃纤维隔膜的阀控式密封铅蓄电池(以下简称AGM密封铅蓄电池)还是采用胶体电解液的阀控式 密封铅蓄电池(以下简称胶体密封铅蓄电池)，它们都是利用阴极吸收原理使电池得以密封的。
一、为了缩短均充时间，避免过充引起的电池鼓胀，重新设置均浮充转换条件，把原设定电流值10mA/Ah作 为均充转换条件更改为当电流值下降到20mA/Ah时系统即自动转换为浮充运行。
二、把开关电源的温度传感器接到电池柜，使得开关电源的浮充电压能随环境温度进行调整。增加过温保护， 当温度达到40℃时系统自动转换为浮充运行，避免持续的大电流充电导致的电池鼓胀。
电动自行车蓄电池常识
电动自行车蓄电池常识2008-03-05 20:33:01| 分类：电动车技术交流 | 标签： |字号大中小订阅目前能够被电动自行车采用的有以下四种动力蓄电池，即阀控铅酸免维护蓄电池、胶体铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子蓄电池。
1、铅酸蓄电池目前市场上能够大量提供的是铅酸蓄电池，铅酸蓄电池已经有130年的历史了，可以说是使用最多的蓄电池。
它的性能可靠，生产工艺成熟，价格也较低。
目前已商品化的电动自行车的绝大多数是使用的密封式铅酸蓄电池，使用中不需要补充水分，免维护。
其主要化学反应是：PbO2+2H2SO4+Pb←充电、放电→ PhSO4+2H2O+PhSO4铅酸蓄电池充电时变成硫酸铅的阴阳两极的海绵状铅把固定在其中的硫酸成分释放到电解液中，分别变成海绵状铅和氧化铅，电解液中的硫酸浓度不断变大；反之放电时阳极中的氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，而电解液中的硫酸浓度不断降低。
当铅酸蓄电池充电不足时，阴阳两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅，如果长期充电不足，则会造成硫酸铅结晶，使极板硫化，电池品质变劣；反之如果电池过度充电，阳极产生的氧气量大于阴极的吸附能力，使得蓄电池内压增大，导致气体外溢，电解液减少，还可能导致活性物质软化或脱落，电池寿命大大缩短。
铅酸蓄电池重量比能量为28-40 Wh/Kg，体积比能量64-72 Wh/I，太重、太大，而能提供的电能较少，使用寿命较短，作为电动自行车的动力电源一般只能够使用一年左右，若是性能差或使用不当的只有二、三个月。
此外，铅酸蓄电池还有深度放电能力和低温放电能力较差，不能快速充电（但是近来在铅酸蓄电池的快速充电的研究方面已有些进展）等缺点。
铅酸蓄电池的改进型——胶体铅酸蓄电池，用胶体电解液代换硫酸电解液，在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通铅酸蓄电池有改善。
但是总而言之，从长远看，铅酸蓄电池在电动车上的利用前景不佳。
胶体电池和AGM电池的比较02
(a) AGM 隔板外观
(b) 胶体电池隔板外观
图 5 阀控式密封铅酸蓄电池隔板的外观
(6) 其他特性 对 AGM 隔板，一般还对隔板的吸酸量、吸酸速率和可压缩性等有明确的要求，而对
微孔塑料隔板，这些指标没有要求。 6 电解液组成的差异
对 AGM 电池，由于电解液量较少，电池放电末期或过放电时，电解液可能呈中性， 此时，Pb2+离子溶解度增加，很容易形成铅枝晶短路。为了防止这种情况发生，电解液内 一般需添加一定数量的硫酸钠。在放电末期，电解液中存在大量的硫酸根，可抑制硫酸铅 等物质的溶解，限制 Pb2+的数量，从而有效防止铅枝晶的短路。
容量约 600Ah 的 2V AGM 电池和 2V 胶体电池的对比参见下图 2。胶体电池的高度比 AGM 电池的高度高很多，占地面积更小，空间利用率会更高。
(a) 2V600Ah AGM 电池
(b) 2V600Ah 胶体电池
图 2 AGM 电池和胶体电池的的高度对比
4 电池正极板的差异
电池在充放电过程中，正极板的活性物质不断膨胀收缩，容易发生正极活性物质的
单位
g/m2 %
μm mm mm N
数值
200 93~95 5~10
1.3 10 7.5
表 3 胶体电池使用隔板的性质
胶体电池隔板 的性能参数
单位
隔板基质厚度 孔率 平均孔径 置换酸 电阻
mm
% μm ml/m2 mΩ•cm2
苯酚甲醛/间苯 二酚隔板
0.4 微孔 PVC 隔板
胶体电池和 AGM 电池的比较 02
——电池结构方面的差异
埃克塞德电源（上海）有限公司 赵杰权
1 概述
阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池按电解液的固定方式不同，一般分为胶体电池和 AGM
电池名词
电池名词铅酸电池铅酸电池，又称铅蓄电池，是蓄电池的一种，电极主要由铅制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。
一般分为开口型电池及阀控型电池两种。
前者需要定期注酸维护，后者为免维护型蓄电池。
蓄电池的原理是通过将化学能和直流电能相互转化，在放电后经充电后能复原，从而达到重复使用效果。
铅酸电池的电压为2V。
胶体电池胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类，最简单的做法，是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。
电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。
电液改为胶凝状。
例如非凝固态的水性胶体，从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。
又如在板栅中结附高分子材料，俗称陶瓷板栅，亦可视作胶体电池的应用特色。
胶体电池与常规铅酸电池的区别，从最初理解的电解质胶凝，进一步发展至电解质基础结构的电化学特性研究，以及在板栅和活性物质中的应用推广。
胶体电池其放电曲线平直，能量比要比常规铅酸电池大20%以上，寿命一般也比常规铅酸电池长一倍左右，高温及低温特性要好得多。
胶体电池的电压为2V。
锂离子电池锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
习惯上，锂离子进入正极材料的过程叫嵌入，离开的过程叫脱嵌；锂离子进入负极材料的过程叫插入，离开的过程叫脱插。
和所有化学电池一样，锂离子电池也由三个部分组成：正极、负极和电解质。
电极材料都是锂离子可以嵌入(插入)/脱嵌(脱插)的。
锂离子电池的电压为3.6V～3.7V。
锂离子聚合物电池锂离子聚合物电池，也称聚合物锂电池，锂聚合物电池。
是一种以胶状高聚物为电解质的可充电电池。
避免了锂离子电池高温下容易爆炸的安全问题。
相对于锂离子电池，锂聚合物电池的特点如下：1.无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。
2.可制成薄型电池：其厚度可薄至0.5mm。
3.电池可设计成多种形状，最大可弯曲90°左右。
4.可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,而高分子电池由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。
胶体蓄电池是铅酸电池的高端产品
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胶体电池和AGM电池的比较01
胶体电池和AGM电池的比较01——电池设计方面的差异埃克塞德电源（上海）有限公司赵杰权1.0 概述阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池按电解液的固定方式不同，一般分为胶体电池和AGM 电池。
胶体电池是指采用胶体技术制作的阀控式密封铅酸蓄电池。
胶体技术不仅指电池内是否含有凝胶电解质，还包括电池的设计思路，结构特征，制造工艺等技术措施，确保电池具有相应的性能。
同样，而对AGM电池，也是指采用AGM技术制造的阀控式密封铅酸蓄电池。
采用AGM隔板固定电池内的硫酸仅是AGM电池的技术特征之一。
由于这两种技术是完全不一样的，导致胶体电池和AGM电池在性能上有巨大的差异。
为了更好更深入地理解胶体电池和AGM电池的性能差异，本文从设计方面深入探讨了它们的差异。
2 电解液固定技术的差异由于胶体电池和AGM电池均采用建立在内部氧循环基础上的阴极吸收式免维护技术，故在其免维护技术上没有本质差别，仅在固定电解液的方式上有明显差异。
对AGM电池，采用AGM制造技术，电池内的电解液固定在AGM隔板内，电解液的固定是利用AGM隔板的多孔性，具有很强的吸附作用，将电解液有效固定，其原理类似于海绵吸水的原理。
在AGM电池中，电解液仍为稀硫酸溶液。
图1 AGM电池固定电解液原理示意图由于稀硫酸是由纯硫酸和水混合而成，纯硫酸的密度为1.84g/cm3，而纯水的密度为1.0 g/cm3。
在备用电池中，蓄电池长期放置固定不动。
由于重力的作用，稀硫酸电解液会发生分层现象，即底部的硫酸密度高，而上部的硫酸密度低。
在高型电池中，这种分层现象尤为明显。
因此，在常规电池中，电池的高度一般不超过400mm。
图2 硫酸电解液分层图电解液分层会使极板顶部的活性物质因为没有足够的酸而放不出应有的容量，在充电时被过充。
而底部会由于硫酸浓度过高，极板难以充电。
与此同时，由于酸的分层，还会在极板的上部和下部产生浓差极化反电势，最终降低了电池的工作电压和使用容量。
再者，在底部过高的硫酸也会加速底部板栅腐蚀和极板硫酸盐化，从而使电池寿命缩短。
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便宜
价格贵
一致性
优良
初期使用一致性稍差，成组使用两年后电池的一致性达到最佳状态
保护功能
保护正负极板功能比较差
优良的保护正负极板功能
恢复容量能力
较差
很好
免充电存放时间
3―6个月
1-2年
低温性能
差,小于0℃时能力剧降
好,在-40℃时仍可使用
放电限压电位
―
极端情况下可以达到0v
循环充电电压
伏
伏
浮充充电电压
三、普通AGM铅酸蓄电池和胶体GEL蓄电池的性能对比
比较项目
普通铅酸蓄电池
胶体蓄电池
电池外壳
ABS UL-94HB
相同
端子
表面镀银的铜件
相同
隔板
无机材料隔板
不相同
安全阀
三元乙丙烯橡胶
相同
正极板结构
纯铅,平板涂膏式
纯铅,平板涂膏式或管式。平板式涂膏式正极板生产工艺简单，成本低；管式正极板生产工艺复杂，成本高，但是大电流放电能力强，适合应用于特殊领域
硫酸铅在固态电解质中很难迁移，不会形成枝晶短路,电池寿命长.电池在使用寿命中，容量恒定，在最初几年，容量有所上升
氧再化合效率
由于隔板的不饱和空隙提供了大量的氧扩散通道，再化合效率较高，但其浮充电流和产生的热量也较高，因而易导致热失控故障。
使用初期氧再化合效率较低，在前四天大约只有53%，因此其初始容量只有设计容量的90%左右，浮充或循环使用65天之后，再化合效率〉=99%，容量完全达到设计容量。
电解液的层化
玻璃纤维的毛细性能无法完全克服电解液的层化问题，电池的高度受限制，因而大容量高尺寸极板电池只能水平放置。同时电解液的分层对加剧对极板下部的腐蚀，减少电池的使用寿命
硫酸固体均匀地分布，绝无浓度层化问题，电池可竖直或水平任意放置
失水率
较高
使用的第一年失水率只有普通AGM电池的49%，随后以每年大约10%的比率下降
负极板
纯铅,平板涂膏式
相同
隔板结构
正极和负极板均采用超细玻璃纤维（AGM）隔板
采用复合隔板,正极为特殊结构的有机材料PE隔板,负极为无机材料AGM隔板,该隔板设计具有自主知识产权,已获得国家实用专利和发明专利
电解质
硫酸溶液（液态）
固态胶体
电解液固定方式
电解液吸附在多孔的玻璃隔板内，而且必须呈不饱和状态。
纳米级的气相二氧化硅作为电解质的载体，使得电解质和气相二氧化硅进入微米级的极板表面活性物质中结合成网状的键结构，该键结构十分稳固，从而减少了极板表面活性物质在充放电冲击下的脱落
电解液量
比富液式储液量少
与富液式电池相同
电解液比重
比富液式电解液比重要高,平均-1.35 gl，对极板腐蚀较重，电池寿命短。
可与富液式相同，平均-1.30gl，对极板腐蚀较轻，电池寿命长
浮充性能
浮充电压相对较高，浮充电流大，快速的氧再化合反应产生大量的热量，玻璃纤维隔板的热消散能力差，热失控故障时有发生
由于电解液比重低，浮充电压相对也较低，浮充寿命长
循环性能
由于玻璃纤维隔板微孔径较大，深放电时电解液比重降低，硫酸铅溶解度增大，沉积在微孔中的活物质会形成枝晶短路，进而导致电池寿命的终止。
伏
伏
充放电记忆
低压区有记忆
基本无记忆
恢复容量能力
较差
强
酸雾状况
有少量酸雾
完全无酸雾
循环寿命
短
长Hale Waihona Puke 能量转换效率高铅酸蓄电池能量转换效率的90-95%
热失控
有
无
耐深循环
不行
很好
电解液由多种添加剂以固体形式固定，可充满电池内的所有空间。凝胶体具有连续三维网状结构，胶体形成两个阶段：
1）可逆阶段：聚合以及微弱氢键的形成阶段(可流动液态)
2）不可逆阶段：二氧化硅(SiO2)粒子之间形成硅氧烷键桥(-Si-O-Si-)从而得到很强的分子间作用力特性；
温度每升高10度，胶体形成的速度会翻倍。