2.2.2 胶体铅酸蓄电池的结构及优缺点

1.胶体铅酸蓄电池结构

胶体铅酸蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，用胶体电解液代换了硫酸电解液，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所改善。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AGM-阀控密封式铅酸蓄电池易产生热失控现象。胶体铅酸蓄电池的电解质浓度低，对极板的腐蚀作用弱；浓度均匀，不存在电解液分层现象。

胶体铅酸蓄电池的性能优于AGM-阀控密封式铅酸蓄电池，胶体铅酸蓄电池具有使用性能稳定，可靠性高，使用寿命长，对环境温度的适应能力（高、低温）强，能承受长时间放电能力强，循环放电能力强，深度放电及大电流放电能力强，有过充电及过放电自我保护等优点。

目前，国产胶体铅酸蓄电池是在AGM隔板中通过真空灌注，把硅胶和硫酸溶液灌到蓄电池正、负极板之间。胶体铅酸蓄电池在使用初期无法进行氧循环，这是因为胶体把正、负极板都包围起来了，正极板上面产生的氧气无法扩散到负极板，也就无法实现与负极板上的活性物质铅还原，氧气只能由安全阀排出，与富液铅酸蓄电池一致。

而在胶体铅酸蓄电池使用一段时间后，胶体开始干裂和收缩，产生裂缝，氧气通过裂缝直接到负极板进行氧循环。安全阀就不再经常开启，胶体铅酸蓄电池进入密封工作，失水很少。在胶体电解液中加有胶体稳定剂和增容剂，在有些胶体配方中还加有延缓胶体凝固的延缓剂，以便于胶体的加注。胶体铅酸蓄电池电解液的固定方式采用气体二氧化硅及多种添加剂，注入时为液态，可充满蓄电池内部的所有空间。

2.胶体电解质的优缺点

胶体电解质和普通液态电解质相比具有如下优点：

1）硫酸被胶体均匀地固化分布，无浓度层化问题，胶体铅酸蓄电池可竖直或水平任意放置。超纯材料和胶体保证了胶体铅酸蓄电池在正常环境下的浮充使用寿命可达10年以上。可以明显延长铅酸蓄电池的使用寿命。根据有关文献，可以延长铅酸蓄电池寿命2～3倍。

2）免维护性能好。由于采用胶体电解质，胶体铅酸蓄电池的自放电性能得到明显改善，在同样的硫酸纯度和水质情况下，胶体铅酸蓄电池的存放时间可以延长2倍以上。可储存两年无须充电即可使用，2V系列的胶体铅酸蓄电池静置两个月，仍保存99.9%以上的容量。

3）胶体铅酸蓄电池在严重缺电的情况下，抗硫化性能明显。

4）充放电无记忆效应（N次数），在严重放电情况下的恢复能力强，反弹容量大，恢复时间短，在放完电数分钟后仍能应急使用。

5）胶体铅酸蓄电池充电接受能力强。纳米胶体和特殊合金保证了胶体铅酸蓄电池有良好的充电接受能力，抗过充能力强，具有比较好的深循环能力，有着很好的过充和过放能力。经多次反复深放电至0V仍能正常恢复，可减低1.75V/单格的下限保护，这对深循环的铅酸蓄电池十分重要。

6）胶体铅酸蓄电池的后期放电性能得到明显改善。

7）胶体铅酸蓄电池不会出现漏液、渗酸等现象，逸气量小，对环境危害很小。

8）低温特性好。普通铅酸蓄电池在低于0℃的环境下使用，其容量骤降，而胶体铅酸蓄电池适用于多种恶劣环境。在-40～+70℃环境都可正常使用。在-20℃环境下，仍可以释放80%以上的额定容量。

虽然胶体电解质具有以上诸多优点，但是也有一定的缺陷，具体表现在以下方面：

1）胶体电解质相对于普通电解液来说加注比较困难，这一点需要通过改变胶体配方、加注缓凝剂来改变。

2）如果在胶体的配制过程中，生产工艺不合理或控制不好，胶体铅酸蓄电池的初始容量会比较小。

3）胶体铅酸蓄电池早期排气带出的胶粒是含酸的，胶粒容易贴附在蓄电池的外壳上，所以，反映出蓄电池假漏酸现象。

4）氧循环虽然抑制了失水，但优秀的氧循环也产生热量，使胶体铅酸蓄电池内部温升较高。

经验表明，胶体铅酸蓄电池要在极板生产、胶体电解质配方、灌装方法、充电工艺等方面制定一套完善的工艺流程，以保证胶体铅酸蓄电池性能的更好发挥。