胶体蓄电池的应用特点和使用

气体反应效 率 充电接受能 力
需经时效胶体电液中形成氧穿透裂隙后 开始，初期效率较低 深放电恢复能力，以0.55C10A放电，以 2.3V恒压限流1.0I10A充9h容量＞95%， 充10 h ＞100%
氧的穿透是直接通过隔膜中的自由孔，开 始时效率较高。 用同容量电池做平行试验表明，充电达13 h 后C10容量＞95%。
阀控密封胶体蓄电池与普通铅酸蓄电 池的区别
－负极材料具有较高析氢电位,一般负板栅中无
锑，通常采用含钙的铅合金。 －正负间存在透气通道,实现氧的再化合。 －单向排气阀取代排气阀。 —电池中电解液为胶状形式。
胶体阀控蓄电池的特点
具有较长的浮充或循环使用寿命 具有较大热容,高温循环使用有较高的可靠性 有很高的充电效率[在同条件下比AGM电池提高2530%] 在欠充电状态循环时,能保持很长的寿命 深放电循环时,有较好的再充电恢复能力 优秀的小电流放电能力和恒功率放电平稳可靠 有良好的大电流冲击放电能力 固体的电解质无泄露，更环保
2V胶体阀控备用电 源
12V胶体阀控备用电 源
从50Ah—200Ah共8 个规格.(符合美国 80Ah,90Ah2个规格) 狭长110Ah—200Ah, 共3个规格. 还有12V管式 100Ah规格 (共12个)
二、2V固定型胶体阀控蓄电池
双登牌2V阀控密封胶体蓄电池
㈠2V胶体蓄电池主要部件结构特点
2V胶体电池与2VAGM电池在相同条件下充电效率对比
2V胶体、AGM中国移动均充时间与电流曲线
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
GFMJ-500 GFM-500
充电电流（A）
15
16
GFMJ-500 100 100 100 100 100 40.4 14.8 7.68 2.35 1.99 1.44 1.2 1.09 1.05 0.99 0.72 0.55 GFM-500 100. 100. 100. 100. 76.9 43.6 25.8 15.7 9.59 6.11 4.22 3.23 2.62 2.23 2.02 1.82 1.73
胶体阀控蓄电池的 特性和使用维护
双登集团
内容简介
胶体蓄电池简介. 2V胶体蓄电池结构及特性. 12 V胶体蓄电池结构特性. 胶体阀控电池的失效模式 和使用维护.
一、胶体阀控蓄电池简介
当代在工业电池领域广泛使用的两种阀控铅酸电 池。 一种阀控电池技术称为AGM，在这种电池内，电 解液不是通过胶体化，而是将电解液通过吸附到 玻璃纤维毡隔膜内实现固化。 另一种是采用胶体电解液技术，电解液是以胶状 形式存在正，负极板和隔板之间。同时，正负极 板材料活性物质及产品结构上有很多变化，具有 AGM电池无法取代的优点。
胶体阀控蓄电池充放电工作原理
GFMJ系列胶体蓄电池在充放电过程中产生如下反应： Pb﹢PbO2﹢2H2SO4
放电 充电
2Pb SO4﹢2H2O
电池在充电后期或过充电情况下，正极析出氧气，负极析出氢气。 负板栅采用了高纯度的铅钙合金板栅，提高了负极析氢过电位， 抑制了氢气的析出。 电池采用了独特的胶体电解质技术，电池内的硅凝胶为三维多孔 结构，经时效后存在许多细小裂缝（气体通道），在充电期间正 极析出的氧气通过这些裂缝到达负极，与负极板上的海绵状铅发 生反应复合成水又重新回到系统中，几乎没有水的损失。
气相二氧化硅（SiO2）。
胶体电解质使用的材料 （SiO2）。
配制成待灌入电池内的胶液
胶体电解质的特性
电池注入胶液后，电池内的胶液逐渐凝胶，胶液的 体系结构形成以大量的SiO2质点做骨架的三维多孔网 状结构。它由液相和固相组成。液相，它存在于极板 活性物质和隔板孔内；固相，它存在于极板之间和极 板与隔板的孔隙。这种结构不稳定而发生的骨架收 缩，使凝胶容易出现不规则的裂缝，电池中及电池之 间氧传输的所需的气体通道结构不均一，使各单体电 池和电池内不同点氧的扩散速度存在差异。使用初期 胶体电池的气体再化合效率较低仅在50-80%范围，电 池在均充和浮充使用中出现水的损耗，直接影响胶体 电池中正，负极板电极电位。在浮充运行中电池组之 间各个电池内胶体电解质出现裂缝的先后和通道结构 的大小，使电池之间出现浮充压差的不均一，出现裂 缝晚或通道结构小的电池浮充电压偏高，电池排气量 多。 随着胶体电池投入使用时间的逐步延伸，（3-6 月）胶体电池内的胶体电解质随着少量水分的消耗， 使电解质内的体系逐步发生变化，骨架的体系发生收 缩，胶液逐渐产生大量的裂纹，（横向和纵向）也称 为“时效”。电解质经过时效后，很多裂纹穿插于正、负 极板之间，提供了氧气自正极达到负极的气体通道， 这种通道的逐步形成使离子扩散的速度加大，同时阻 力也逐渐减小，此时，电池的内阻降低。电池的气体 再化合效率逐步上升，达到95%以上。
均充时间
根据中国移动均充循环方法进行的GFMJ-500和GFM-500电池充电接受能力对比，电池过 程放电10小时30分。 GFMJ-500在充电10小时时电流为2.88mA/Ah,已经充足电；GFM-500在充电10小时时电流 为8.4mA/Ah。
两种电池在不同限流值时恒压充电试验(试验方法;先以0.1C10放
双登胶体阀控蓄电池的种类和执行标准
蓄电池种类名称 蓄电池的规格 从200Ah—3000Ah 共17个规格 执行标准 产品按德国工业标准DIN40742标准 设计； 产品性能满足DIN43539／T5 标准。 同时满足IEC60896-21和22 标准及 国内各行业标准要求。 产品按德国工业标准DIN 43534标准 设计；产品性能满足 DIN43539T5 ； 同时满足IEC60896-21和22标 准及国内各行业标准要求。
电到1.80V/单体.然后,分别以限流0.1C10、0.15C10，恒压2.35V/单体充电。当 充电到设定的恒压值2.35V/单体时,再继续充电10h结束)
充电电流（A） 电池类别 首次放出容量Ca （Ah）
0.10 C10 胶体500 500.9 9h04 min 453.4 90.52 76.90 530.3 105.87 AGM500 578.3 8h56 min 447.2 77.33 141.7 588.9 101.83
电 压 （ V）
2 .1
2 .0
1 .9
1 .8
1H R
2HR
5HR
10HR 8H R
1 .7
0.01
0.1
0.5
1
2
5
10
20
放 电 时 间 (h )
㈣.2V胶体电池与2VAGM电池浮充状态下失水对比
(胶体500Ah和AGM500Ah在常温下以2.23V和2.25V浮充60周累计失水量. 胶体电池 60克, AGM电池126克)
胶体电池 电池组电压一 致性 预期寿命 开路电压＜20mv.浮充时电池间压差不大 于50 mv. 浮充运行大于15年（20℃）循环寿命60% 深度放电＞1500次，80%深度放电＞800 次，
AGM电池 电池使用前期浮充压差不大于50 mv.后期电池间压差波动。 浮充运行寿命6～8年。
㈢. 2V胶体电池不同放电率放电曲线
①正极板 2V胶体电池正极板管式结构； 骨架材料选用铅锡多元合金； 生产工艺采用高压压铸成型， 耐腐寿命＞ 20年。
管式正极板
正极板构成
管式正极板生产制造过程图片
骨架压铸
切断骨架
自动套管
插入挤膏
正极板骨架结构形式
19 根 芯 条 的 骨 架
②负极板结构形式和特点
▲采用偏中极耳和竖筋条放射状设计 ▲ 材料选用铅钙锡多元合金,析氢电位较高
㈤. 2V胶体电池浮充寿命和循环寿命
2V系列胶体电池用于浮充的寿命大于15年和良好的循环寿命 是基于下述理由: －管式极板结构,总厚度是9.6mm; －高压压铸成型的正骨架及管式正极板，活性物质包容管内; －足够的酸量和较少的失水.
均充状态两种电池的循环能力的比较
AGM2V 500Ah 循环次数 1 5 10 15 20 25 30 34 电池组 放电时间 11:20 11:36 11:30 10:59 10:25 9:51 9:19 9:02 胶体2V 500Ah 与首次容量比（%） 循环次数 100 102.35 101.47 96.91 91.91 86.91 82.21 79.71 1 10 20 30 40 50 100 150 200 250 347 电池组 放电时间 10:57 10:08 9:51 9:47 9:48 9:40 9:33 9:25 9:03 8:37 8:07 与首次容量比（%） 100 92.54 89.95 89.35 89.50 88.28 87.1 85.9 83.5 78.7 74.1
胶体电解液经时效后（氧的循环体系形成）胶体电池随着 使用时间电解液龟裂变化图
电池刚投入使用初期
电池使用60天后
电池使用180天后
胶体电池的时效和气体反应效率
㈠2V固定型胶体电池结构剖图
㈡.2V胶体电池与2VAGM电池的主要区别
胶体电池 电解液量的 设计 D＝1.24g／cm3,富液量，电解液不分 层，PVC－SiO2隔板 AGM电池 D＝1.30～1.32g／cm3,贫液量，使用中电 液有分层(立式摆放明显)。玻毡隔膜
胶体阀控蓄电池内氧的循环方式
第一步：充电后期或过充电情况下，水在正极分解，并析出氧气： H2O→2H＋＋1/2O2＋2e－ 第二步：正极析出的氧气通过 胶体的缝 隙扩散到负极，并同负 极的海绵状铅及硫酸发生反应，重 新化和回到系统中： O2﹢2H2SO4﹢2Pb = 2Pb SO4﹢2H2O 第三步：负极生成的硫酸铅在电 池充电过程中生成铅和硫酸，参加 充电反应： PbSO4＋2H＋＋2e－→Pb﹢H2SO4
试验方法(中国移动循环) 1、10小时率至终压10.80V/组; 2、恒压2.35V/只，限流2I10充电16h ;
3、当10小时率容量低于首次容量的80%时试验结束。
从社会效益上看:电池剩余容量达82%时胶体电池200次，AGM
电池为30次。胶体电池是AGM电池的7倍以上。按浮充使用年限，胶 体电池为AGM电池2～2.5倍。按2倍计算：50万组／全国都选用 AGM电池／6年＝8.33万组／年，以500Ah为例（30kg)，年需更换 电池总重为： 8.33万组×24只×30kg＝5.9万吨，(每年的更换费用 也是一笔不小的支出) 处理5.9万吨电池耗电：100KWh／T×59000＝5900000KWh 处理5.9万吨电池耗煤；130kg ／T ×59000＝7670 T 胶体电池／12年＝4.17万组／年，以500Ah为例（40kg) 4.17万组 ×24只×40kg＝4万吨 处理4万吨电池耗电：100KWh／T×40000＝4000000KWh 处理4万吨电池耗煤；130kg ／T ×40000＝5200T 使用胶体电池全国可节省旧电池处理耗电1900000KWh，耗煤2470T。 同时冶炼过程排放铅尘、铅蒸气及二氧化硫污染物等 相应减少。
AGM和GEL电池组过充电循环对比曲线
GFMJ-500循环放电数据 GFM-500循环放电数据
105.00
100.00
放电时间h
95.00
4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 循环次数
负极板
负板栅
③隔板：采用欧洲AMER-SIL公司的胶体电池专用微孔PVC-SiO2隔 板，其隔板孔率大，电阻低。
进口阿莫-西尔公司PVC-SiO2隔板
其它主要部件和原材料
④安全阀 采用德国技术帽式阀开闭阀压力恒定可性高。
⑤电池槽、盖为ABS材料。
帽 式 安 全 阀
⑥ 胶体电解质：特殊的制作工艺和配方，主要原料为进口高纯度
正极板 耐热失控 浮充电
管式，压铸成型，骨架结晶致密，有较 高高的耐腐性。 非紧装配，槽中空间较大，热容大，散 热性好，无热失控。 浮充电压Vf＝2.23V，浮充电流小，在 0.08～0.28mA／Ah.
平板式。重力浇铸成型。 必须紧装配，槽内热容小，易发生热失控。 浮充电压Vf＝2.25～2.27V，浮充电流在在 0.2～0.7mA／Ah.