3.膠體鉛酸蓄電池

膠體鉛酸蓄電池簡單的說就是使用膠體電解液的蓄電池。膠體鉛酸蓄電池屬于鉛酸蓄電池的一種，其最簡單的做法是在硫酸中添加膠凝劑，使硫酸電解液變?yōu)槟z態(tài)。膠體鉛酸蓄電池與普通鉛酸蓄電池的區(qū)別不僅在于電液改為膠凝狀，進(jìn)一步發(fā)展至電解質(zhì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的電化學(xué)特性研究，以及在板柵和活性物質(zhì)中的應(yīng)用推廣。例如采用非凝固態(tài)的水性膠體鉛酸蓄電池，從電化學(xué)分類和特性看同屬膠體鉛酸蓄電池。又如在板柵中使用高分子材料，俗稱陶瓷板柵，是膠體鉛酸蓄電池的特點(diǎn)。近期已有實(shí)驗(yàn)室在極板配方中添加一種靶向偶聯(lián)劑，大大提高了極板活性物質(zhì)的反應(yīng)利用率。

膠體鉛酸蓄電池為密封結(jié)構(gòu)、電解液凝膠、無滲漏、充放電無酸霧、無污染，是國家大力推廣應(yīng)用的環(huán)保產(chǎn)品。膠體鉛酸蓄電池最重要的特點(diǎn)為：放電曲線平直，拐點(diǎn)高，比能量特別是比功率要比普通鉛酸蓄電池大20%以上，壽命一般也比普通鉛酸蓄電池長一倍左右，充電接收能力強(qiáng);自放電小，耐存放;過放電恢復(fù)性能好，大電流放電容量比普通鉛酸蓄電池增加30%以上;低溫性能好，高溫特性穩(wěn)定，滿足65℃甚至更高溫環(huán)境使用要求;循環(huán)使用壽命長，可達(dá)到800～1500充放電次，單位容量工業(yè)成本低于普通鉛酸蓄電池，經(jīng)濟(jì)效益高。

膠體的質(zhì)量和灌裝工藝對(duì)膠體鉛酸蓄電池的質(zhì)量有重要的影響，而膠體鉛酸蓄電池的設(shè)計(jì)、制造工藝和應(yīng)用條件(尤其是充放電工藝)都制約著膠體鉛酸蓄電池的性能。膠體的特性必須和蓄電池的結(jié)構(gòu)及使用條件相互適用。密封蓄電池的結(jié)構(gòu)和使用條件有利于膠體的穩(wěn)定，膠體的特性使密封蓄電池的性能更加完美?，F(xiàn)代優(yōu)良的膠體鉛酸蓄電池都是閥控式密封鉛酸蓄電池(Valve-RegulatedLeadAcidBattery，VRLA)，而用普通鉛酸蓄電池半成品不經(jīng)改動(dòng)制成的膠體鉛酸蓄電池也是頗有爭議的問題。

膠體灌裝、凝膠穩(wěn)定性和確保蓄電池容量是膠體鉛酸蓄電池的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。德國陽光公司生產(chǎn)的膠體鉛酸蓄電池的膠體粘度很低，用常壓自然法灌裝膠體鉛酸蓄電池。即使大型膠體鉛酸蓄電池也像灌注稀硫酸一樣灌滿膠體鉛酸蓄電池。膠體在蓄電池中充分凝膠，在極群內(nèi)外上下都呈均勻的糊狀凝膠，在膠體鉛酸蓄電池整個(gè)壽命期間，完全沒有液化現(xiàn)象，這是我國生產(chǎn)的膠體鉛酸蓄電池很難做到的。陽光公司的技術(shù)是世界最先進(jìn)的，其Dryfit系列膠體鉛酸蓄電池安全可靠，壽命長，是世界上最優(yōu)良的膠體鉛酸蓄電池。但是，陽光公司生產(chǎn)的膠體鉛酸蓄電池的比能量和大電流放電不及AGM-VRLA蓄電池(即采用超細(xì)玻璃纖維隔膜的閥控式密封鉛酸蓄電池)。另外，陽光公司的極板化成工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，有的品種膠體鉛酸蓄電池需經(jīng)10次充放電循環(huán)才出廠，降低了生產(chǎn)效率，增大了產(chǎn)品成本，不利于大規(guī)模的產(chǎn)品開發(fā)和市場競爭。

閥控式密封鉛酸蓄電池通過兩種方式來固定電解液，一種為通過AGM來固定電解液。另外一種為膠體結(jié)構(gòu)，即通過膠體來固定電解液。但是美國的C&D技術(shù)公司將兩種方式結(jié)合起來固定電解液，稱為復(fù)合技術(shù)。在膠體鉛酸蓄電池的定義中，只提到電解液為凝膠狀(比較直觀的認(rèn)識(shí)為果凍狀)，沒有對(duì)隔板的使用做出規(guī)定，所以只要使用凝膠來固定電解液的蓄電池就可稱為膠體鉛酸蓄電池。

不管使用液態(tài)二氧化硅和氣相二氧化硅，其成膠的原理是相同的，它們之間存在粒徑和純度的差異，所以加入蓄電池后，對(duì)蓄電池的性能有比較大的影響。凝膠的強(qiáng)度與二氧化硅的含量和酸的含量成正比，強(qiáng)度越大，其水化和破裂的可能性越小。

蓄電池的內(nèi)阻與膠體中的二氧化硅的含量成正比，所以膠體鉛酸蓄電池的高倍率性能(3C以上)比相同的結(jié)構(gòu)的AGM-VRLA蓄電池差，但額定容量比相同結(jié)構(gòu)的AGM-VRLA蓄電池大5～10%。使用PVC-SiO2或者酚醛樹酯等專用隔板的膠體鉛酸蓄電池，由于二氧化硅的含量的關(guān)系，使其額定容量比AGM-VRLA蓄電池小一些。如使用PVC或PE做隔板，二氧化硅的含量要相當(dāng)高才能形成穩(wěn)定的膠體。用復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)的膠體鉛酸蓄電池，其浮充壽命為相同結(jié)構(gòu)的AGM-VRLA蓄電池的1.5～2倍，循環(huán)能力可以提高20%。

國際上的生產(chǎn)鉛酸蓄電池的大公司幾乎都生產(chǎn)膠體鉛酸蓄電池，如：德國的陽光、哈根，美國的DEKA，Trojan，Exide，SEC等，但日本的YUASA不生產(chǎn)膠體鉛酸蓄電池，但其UXL系列蓄電池中有膠體成分，其主要作用是為了減輕電解液的分層現(xiàn)象。在應(yīng)用方面主要在太陽能、動(dòng)力蓄電池等方面，其市場比較大，價(jià)格比AGM-VRLA蓄電池高20%左右。