胶体电池和铅酸电池区别
浅谈阀控式密封胶体电池技术（二）--胶体电池和AGM电池的比较
浅谈阀控式密封胶体电池技术（二）--胶体电池和AGM电池的比较赵杰权;张骥小;柳厚田【摘要】阀控式铅酸蓄电池包含胶体电池和 AGM电池。
本文从设计、结构和性能方面系统地比较了胶体电池和 AGM电池的差异。
从设计上看，两种电池在电解液的固定方式、电解液用量、电解液浓度、极群装配要求、氧气传输通道等方面均有明显不同。
从结构上看，它们的外观尺寸、隔板性能、硫酸电解液分布、极板的类型等亦有较大差异。
电池的设计和结构决定了电池的性能：胶体电池在使用寿命、深循环性能、耐过充电能力、浮充特性、耐用性、热失控风险、自放电等方面具有明显优势；而 AGM电池的体积相对较小，在初始容量和大电流放电性能方面更好。
%There are two types of valve-regulated lead-acid (VRLA) batteries:gel battery and AGM (Absorbed Glass Mat) battery. In this paper, the differences of the gel battery and AGM battery are compared from each other with respect to the design, structure, and performance. In terms of the design, gel battery and AGM battery are distinct from the electrolyte ifxed way, electrolyte quantity, electrolyte concentration, assembly requirements, and oxygen transmission channel. In regard to the battery structure, these two types of batteries are different in the battery size, separator, electrolyte distribution, and plate type. The battery performance is determined by the design and battery structure. The gel battery offers clear advantages in service life, deep cyclic endurance, overcharging endurance, lfoating characteristic, robustness, self-discharge, and thermal runaway. Compared to gel battery, AGM battery is relatively smaller in sizeand offers better initial capacity and better high-current discharge performance.【期刊名称】《蓄电池》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】10页(P35-44)【关键词】阀控式铅酸电池;胶体电池;AGM电池;耐过充电;热失控;深循环;自放电;初始容量;大电流放电【作者】赵杰权;张骥小;柳厚田【作者单位】埃克塞德电源上海有限公司，上海 200042;埃克塞德电源上海有限公司，上海 200042;复旦大学化学系，上海 200433【正文语种】中文【中图分类】TM912.1阀控式铅酸（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[1-2]。
铅酸电池,胶体电池,磷酸铁锂电池
铅酸电池,胶体电池,磷酸铁锂电池1.铅酸电池是一种常见的蓄电池类型。
Lead-acid battery is a common type of rechargeable battery.2.它具有较低的能量密度和重量。
It has relatively low energy density and weight.3.胶体电池在工业和商业领域中得到了广泛应用。
Gel batteries are widely used in industrial and commercial applications.4.它们能够在不同温度条件下实现高性能。
They can achieve high performance under different temperature conditions.5.胶体电池具有较长的寿命和低的维护要求。
Gel batteries have a longer life and low maintenance requirements.6.磷酸铁锂电池是一种新型的锂离子电池技术。
Lithium iron phosphate battery is a new type of lithium-ion battery technology.7.它具有高安全性和稳定性。
It has high safety and stability.8.磷酸铁锂电池可以承受高温和高循环数。
Lithium iron phosphate battery can withstand high temperatures and high cycles.9.这种电池类型被广泛用于电动汽车和储能系统。
This type of battery is widely used in electric vehicles and energy storage systems.10.铅酸电池需要定期充电以保持其性能。
Lead-acid battery needs regular charging to maintain its performance.11.胶体电池通常用作备用电源供应。
胶体与铅酸蓄电池区别
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
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）。
铅酸免维护胶体蓄电池参数
铅酸免维护胶体蓄电池参数1. 认识铅酸免维护胶体蓄电池铅酸免维护胶体蓄电池，听起来是不是有点拗口？其实它就是我们日常生活中常见的电池，但却比普通铅酸电池要好得多。
你可能会想，这种电池到底有啥特别之处？嗯，它的名字里就有个“免维护”，这就说明了很多问题。
简单来说，这种电池几乎不需要你去管它，充电、放电，像打水漂一样简单，真是懒人的福音呀！再说了，它的胶体结构让它比传统液体电池更安全，更不容易泄漏，放心使用吧，朋友们！1.1 胶体技术的奥秘胶体技术，听起来高大上，但其实就是把电解液变成一种像果冻一样的物质。
这种变化让电池的使用寿命大大延长，能更好地抵抗震动和倾斜，想想看，如果你开车的时候遇到颠簸，普通电池可能会让你捏一把汗，但胶体电池就像在喝茶，不动如山！此外，胶体蓄电池的自放电率也低，放着不管也能保持好状态，简直是个“小懒虫”。
1.2 环保与安全谈到环保，铅酸免维护胶体蓄电池也是在环保大军中默默奋斗的一员。
它的制造和回收过程比起其他类型的电池要简单得多，毕竟我们都希望地球能多点绿意，对吧？而且，胶体电池不会轻易泄漏出有害物质，这样一来，我们就能更安心地使用它，不用担心对环境造成负担。
2. 常见参数好了，接下来我们聊聊一些重要的参数。
听到“参数”可能觉得有点无趣，但这可是选购电池时的重中之重啊！首先是容量，这个数字一般用Ah（安时）来表示。
简单来说，容量越大，电池能储存的电量就越多，使用时间就越长。
想象一下，你在外面玩了一整天，电池还不离不弃，简直就像忠实的小伙伴！2.1 充电时间接下来说说充电时间，这个也是不能忽视的参数。
一般来说，铅酸免维护胶体蓄电池的充电时间相对较短，大约在8到12小时之间，当然这跟充电器的功率有关。
如果你在晚上充电，早上起来就能满血复活，出门就能肆意狂欢，真是太爽了！2.2 循环寿命再聊聊循环寿命。
这个参数也很重要，简单来说，就是电池能经历多少次充放电而不影响使用。
铅酸免维护胶体蓄电池的循环寿命一般能达到300到500次，有些甚至能更长，简直是让人“心花怒放”的消息。
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
胶体电池与硅能电池？
胶体电池与硅能电池？众所周知，铅酸电池的极板硫酸盐化是个老技术难题。
传统铅酸蓄电池采用硫酸液为电解质，在生产、使用和废弃过程中，对自然环境造成毁坏性的污染，成为这种产品发展的致命伤。
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。
太阳能产业联盟广义而言，胶体电池与常规铅酸电池的区别不仅仅在于电液改为胶凝状。
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。
近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂，大大提高了极板活性物质的反应利用率，据非公开资料表明可达到70wh/kg的重量比能量水平，这些都是现阶段工业实践及有待工业化的胶体电池的应用范例。
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。
其最重要的特点为：用较小的工业代价，沿已有150年历史的铅酸电池工业路子制造出更优质的电池，其放电曲线平直，拐点高，比能量特别是比功率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。
胶体电池的性能和特点：密封结构，电液凝胶，无渗漏；充放电无酸雾、无污染，是国家大力推广应用的环保产品；容量高，与同级铅酸电池相比增加10-20%容量；充电接收能力强；自放电小，耐存放；过放电恢复性能好，大电流放电容量比铅酸电池增加30%以上；低温性能好，满足-30℃至-50℃起动电流要求；高温特性稳定，满足65℃甚至更高温环境使用要求；循环使用寿命长，可达到800-1500充放次；单位容量工业成本低于铅酸电池，经济效益高。
硅能蓄电池采用液态低钢硅盐化成液替代硫酸液作电解质，生产过程不会产生腐蚀性气体，实现了制造过程、使用过程以及废弃物均无污染，从根本上解决了传统铅酸蓄电池的主要特点。
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。
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由于选用的材料纯度高，电解液比重低，电池的自放电率为0.05-0.06%/天，电池常温下可储存二年无须补充充电。
每月3-5%，存放期超过6个月需补充充电。
氧再化合效率
使用初期再化合效率较低，但运行数月后，再化合效率可达95%以上。
由于隔板的不饱和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，因而导致热失控故障。
电解液的层化
硫酸被胶体均匀地固化分布，绝无浓度层化问题，电池可竖直或水平任意放置。
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。
气体释出
按照厂家规定的浮充电压进行浮充，两种电池的气体释放出量基本相等。
较项目
dryfit胶体结构
AGM玻璃棉吸附式结构
电池结构
电解液固定方式
电解液由气体二氧化硅及多种添加剂以胶体形式固定.注入时为液态，可充满电池内的所有空间。
电解液被吸附在多孔的玻璃棉隔板内，而且必须是不饱和状态。
电解液量
与富液式电池相同
比富液式或胶体蓄电池的储液量少
电解液比重
与富液式相同，平均1.42g/1，对极板腐蚀较轻，电池寿命长。
铅钙锡无锑多元合金，管式正极板管芯可采用高压压铸工艺生产，晶格细小均匀，耐腐蚀性好，电池的使用寿命长。
有的公司采用含镉含锑合金，锑可以改进极板强度，延长电池的循环寿命，但电池的自放电率较高，镉合金的循环回收对环境污染严重。
气阀
独有的伞式低压灵敏气阀
本森式高压气阀，灵敏度差。
性能差别
浮充性能
由于电解液比重低，浮充电压相对也比较低另外胶体的散热性也远优于玻璃棉，绝无热失控事故，浮充寿命长。
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，玻璃棉隔板的热消散能力差，热失控故障时有发生。
循环性能
特殊的含磷酸胶体和含锡正极板合金，电池的循环性能和深放电恢复能力优越。
由于玻璃隔板微孔孔径较大，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。
比富液式胶体电池电解液比重要高平均1.28-1.31g/1，对极板腐蚀较重，电池寿命短。
正极板结构
可制成管式或涂膏式
只能制成涂膏式
极柱密封方式
多层耐酸橡胶圈滑动式密封，保证了使用寿命后期极群生长时的密封，阳光公司专利技术。
迷宫式树脂灌注密封无法满足后期极群生长时的极柱密封，甚至导致电池损