行業資訊 您當前的位置:首頁 > 行業資訊 > 淺談氣相二氧化硅在蓄電池行業的應用(一)

淺談氣相二氧化硅在蓄電池行業的應用(一)

鉛酸蓄電池是國民經濟的重要組成部分,也是與工業、交通、通信、金融、國防軍工、航海航天、新能源儲能等和人民日常生活等方面息息相關的一個行業。


根據2020年的數據,鉛酸蓄電池行業總產值達到1980億,并且中國是全球最大的鉛酸蓄電池對外貿易國,產品遍布美國、歐洲、非洲及中東等國家和地區[1]。


今天主要介紹的是鉛酸蓄電池的中的一類——膠體電池。


圖片


膠體鉛酸蓄電池是對液態電解質的普通鉛酸蓄電池的改進,用膠體電解液代換了硫酸電解液,在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面較普通電池有所改善。


膠體鉛酸蓄電池采用凝膠狀電解質,內部無游離液體存在,在同等體積下電解質容量大、熱容量大、熱消散能力強,能避免一般蓄電池易產生熱失控現象;電解質濃度低,對極板的腐蝕作用弱;濃度均勻,不存在電解液分層現象。


更重要的是,膠體蓄電池不需要補充水,并且壽命長。


作為膠體鉛酸蓄電池最重要的組成部分之一的膠體電解液,會使用到大量的氣相二氧化硅。

圖片

氣相二氧化硅的生膠原理


二氧化硅通過氫鍵聚集成大分子團,流體的黏度逐漸增加從而轉變成膠,最終形成三維網狀結構的膠體,電解液被包圍在網中間。


形成的膠體有很強的觸變性,在外力作用下,大分子團會被剪切成小分子團,黏度下降;當膠液靜置時,顆粒之間通過氫鍵聚合,黏度上升,重新形成三維網絡結構。


這種觸變性對硅凝膠進入電池的過程非常重要,使得由氣象二氧化硅制作的膠體電池有了優異的電氣性能。


圖片

圖片

膠體電池內的氣體再化合


當電流通過一個充滿電的傳統鉛酸電池時,水的電解作用從負極產生氫,從正極產生氧。這意味著水從電池中流失,所以傳統的蓄電池需要定期補充水。


然而,由于氧氣和氫氣不是同時釋放的(因為正極的充電效率不如負極),氧氣產生時,負極上還存在著大量的高活性海綿狀鉛。


膠體電池在充電過程中,電解液硫酸的濃度升高,電解質凝膠收縮,并隨之形成如毛細血管一樣的裂紋,這為氧氣擴散到負極打開了通道。


氧氣在負極上與氫離子反應發生電化學還原,最終產物是水,這樣水就不會從電池中流失。


通過對電池組件的精心設計和選擇,使氣體再化合效率達到95%甚至更高[2]。


圖片

圖片

如何選擇合適的氣相二氧化硅


氣相二氧化硅粒徑越小,比表面積越大,越容易凝聚,凝聚速度越快,形成的凝膠強度大,彈性和觸變性能越好。但是如果粒徑過小,凝膠速度過快,觸變性會變差,容易水化分層[3]。


相反,氣相二氧化硅粒徑越大,表面活性小,形成結構不穩定,被破壞后會慢慢恢復,所以凝膠的觸變性較好;但粒徑不宜過大,粒徑過大時結構形成緩慢甚至不凝膠[4]。所以選用粒徑在10~40nm的氣相二氧化硅為最佳[5]。


其次,選擇的氣相二氧化硅中,如果二氧化硅含量較低,不能形成結構網絡,或者結構不牢固,不能將硫酸和水分子包裹在其中,切稀后難復凝,因此需要選用高純度的氣相二氧化硅。


請輸入搜索關鍵字

確定
413273996 侯經理
522406863 鄭經理
021-50313752
TOP
极品尤物AV美乳在线观看,伊人色综合久久天天人手人婷,国产精品视频一区无码,9.久久综合无码中文字幕无码