钜大LARGE | 点击量：5540次 | 2018年10月27日
贫液式和胶体式的有什么区别
你好，首先贫液式电池是AGM隔板式电池，电解液稀硫酸是吸附在隔板上的，而胶体电池采用的是PVC隔板，电解液稀流硫酸混合在气相二氧化硅里，但现在做纯胶体的厂很少，绝大部分是亚胶体电池。即下方为AGM隔板贫液式，上面浇一层气相二氧化硅电解液。纯胶体的技术在国外，成本很高的，相对来说，贫液式要便宜的多。价格的话纯胶体大概是贫液式的一倍，亚胶体稍贵于贫液式。但纯胶体电池大电流放电性能比较差。
一、阀控式密封铅酸蓄电池在通信电源系统中的作用
1、后备电源，包括直流供电系统和UPS系统
2、滤波
3、调节系统电压
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
4、动力设备启动电源
图1：电池作用示意图
二、固定型铅酸蓄电池的类型
防酸隔爆式电池（GF或GFD电池）
固定型铅酸蓄电池
AGM—阴极吸收式（贫液式）
阀控式密封电池（VRLA电池）
GEL—胶体式
1．VRLA电池与GF电池相比较，VRLA电池具有以下特点：
（1）在使用过程中，不需要添加水、调整酸的比例。
（2）不漏液，无酸雾，无环境污染。
（3）自放电小。
（4）结构紧凑，密封良好，抗震，比能量高。
（5）不存在记忆效应。
（6）使用范围广。
图2：VRLA电池与GF电池（左）的比较
2、阴极吸收式VRLA电池与胶体电池的比较：
（1）AGM电池使用初期无气体逸出，GEL电池在使用初期需安装排风装置。
（2）AGM电池内阻小，大电流放电特性优于GEL电池。
（3）AGM电池的一致性和均一性较好，因电解液的扩散性和均匀性优于GEL电池。
（4）GEL电池，（特别是管状电极）使用寿命较长，不易热失控。
三、VRLA电池的工作原理
1．电池的充/放原理：
铅酸蓄电池的基本电极反应是铅（Pb）和二价铅（Pb2+）及四价铅（Pb4+）之间的转化。
放电过程：负极：Pb→Pb2+正极：Pb4+→Pb2+（
（+）PbO2+3H++HSO4－+2e放<═══>充PbSO4+2H2
电子得失为：负失正得即负氧化正还原
充电过程：负极：Pb2+→Pb正极：Pb2+→Pb4+
（－）Pb+HSO4－放<═══>充PbSO4+H＋+2e
电子得失为：负得正失即负还原正氧化
电池的充放电反应
电池总反应：Pb+2H++2HSO4—+PbO2放<═══>充PbSO4+2H2O+PbSO4
2．VRLA电池的密封原理：
（1）电池内部气体产生的原因：
电池在过充电时电池分解水，正极产生O2，负极产生H2
正极板栅腐蚀的同时产生H2
电池自放电时正极产生O2，负极产生H2
（2）氧复合原理（氧循环原理）：
电池在充电过程中，正极除了有PbSO4转变为PbO2以外，还有氧析出反应，特别是电池的充电后期，当电池容量达到80%时，氧的析出反应更为剧烈，两极的气体析出反应如下：
（+）2H2O→O2+4H++4e(--)2H++2e→H2
对于浮充使用的VRLA电池，即使是浮充电流很小，但在长期浮充状态下，除浮充电流一部分用于电池自放电生成的PbSO4转为正负极活性物资以外，不避免的，浮充电流另一部分则用于水的电解，使正极析出氧气，负极析出氢气。
氧和氢气的产生使电池内部失水，电解液密度发生变化，也使电池难以密封。从铅酸蓄电池诞生以来，人们都一直在寻求电池的密封，以此减少对电池的维护。VRLA电池的出现，实现了电池的密封，电池密封的关键技术是氧在电池内部的再复合实现氧的循环，以及采用AGM隔板吸收电解液，使电池内部没有流动的电解液，氧的复合原理如图3、4所示：
图3：密封原理示意图
图4：氧循环原理图
从图3、4看出，正极充电过程中因电解水析出的氧气，通过AGM隔板的孔隙，迅速扩散到负极，与负极活性物质海绵状铅发生反应生成氧化铅（PbO），负极表面的PbO遇到电解液H2SO4发生化学反应生成PbSO4和H2O，其中PbSO4再充电而转变为海绵状Pb，生成的H2O又回到电解液，因氧气的再复合，避免了水的损失，从而实现了电池的密封。
铅酸蓄电池实现密封的措施：
1)选择高孔隙率AGM隔板，孔隙率在93%以上，为氧的复合提供通道
2)采取定量灌酸，使玻璃棉隔板在吸收电解液以后，仍有5—10%的孔隙率未被电解液充满，因此VRLA电池又称为贫液式电池。
3)过量的负极活性物资，正、负极板的容量比一般为1：1.1~1：1.2，这样在正极充足电以后，负极仍未充足电，以防止氢在负极析出，若氢气大量析出是无法复合的。
4)电池集群的紧装配，采取集群预压缩技术，将装配压在40—60Kpa之间，以保证AGM隔板与正负极板表面能够良好接触，因为VRLA电池的电解液主要靠AGM隔板提供。
5)高纯度Pb—Ca—Sn—Al无锑板栅合金，因为Pb—Ca合金比Pb—Sb合金有更高的析氢过电位，从而能够降低因板栅腐蚀而析出氢气的可能性。
6)开闭阀压力稳定可靠的安全阀，通信用VRLA电池的标准要求开阀压10—35Kpa，闭阀压3—15Kpa,开闭阀压力较接近，可减少气体排放和水的损失。
7)采用恒压限流的充电方式，VRLA电池对过充电较为敏感，过充电会加速电流的损坏，恒压限流充电可防止过充电和热失控。
3．VRLA蓄电池的自放电原理：
电池自放电原因：
1）正极活性物质与电解液的反应；
2）正极活性物质与板栅合金之间的反应；
3）正极活性物质与负极析出氢气的反应。
四．VRLA电池的两大类技术
应用同样的氧复合原理，但由于采用不同的固定电解液技术和不同的氧复合通道技术，因此可分为两大类型的VRLA电池，即AGM技术和GEL技术（胶体），故又称为AGM电池和胶体电池。这两类电池各有优劣，目前在电信、电力等市场上应用的仍以AGM电池为主。
1、AGM技术
采用AGM技术的VRLA电池，AGM隔板采用U形包覆法（也可采用S形包覆法）。采用AGM技术的VRLA电池的特点：内阻小，以超细玻璃棉隔板吸取电解液，使电池内没有电解液，AGM隔板具有93%以上的孔隙率，而其中10%左右的孔隙作为由正极析出的O2到负极再复合的通道，以实现氧的循环，达到电池密封的目的。
2、Gel技术（胶体技术）
以德国阳光公司采用Gel技术生产的OPZV胶体电池为典型代表。
胶体电池的特点：内阻较大，采用触变性SiO2胶体吸收电解液，使电解液不流动。
以胶体的微裂纹O2的复合通道。胶体电池使用初期由于胶体未能形成大量微裂纹，氧的复合效率较低。
五、VRLA电池的失效模式
VRLA电池尽管有许多的优点，但它和所有电池一样也存在可靠性和寿命问题。VRL电池文献报道：其使用寿命为15年左右（25℃浮充使用）。但国内外的VRLA电池在实际使用过程中，均出现过提前失效的现象。目前造成VRLA电池的失效模式主要有板栅的腐蚀与增长、电解液干涸、负极硫酸盐化、早期容量损失（PCL）、热失控等。
上一篇：高性能免维护蓄电池的定义有哪些
下一篇：电动汽车电池质保多长时间
