胶体蓄电池

Endurance cycles according to IEC 61427
120 100
ed C10 ％of the rate
80 60 40 20 0 0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350
故障停试
Photovoltaic cycles A &B
12V的平胶电池也能达到1500次左右！普通AGM 大约450～900次的水平！
欠充电循环寿命对比曲线
放 放电时间(h h)
胶体电池均充
胶体电池浮充 AGM电池均充 AGM电池浮充
51
101
151
201
251
301
351
401
451
501 551 循环次数
分析：胶体电池的欠充电循环次数是AGM电池的2倍以上。
密封胶体蓄电池的特点
5
电池实际使用寿命长
电池的比热容较大,电池温升较小,电池热失控风险很低
胶体密封蓄电池的特点
3
优异的电池深度放电,过放电恢复性能
1997年6月邮电部设计院电 源在武汉测试（见右图） 1）充满电后静置2小时,再 以10小时率容量放电至 1.0V/只后再短路12小时 2）对上述电池在充满电 后，进行10小时率容量测 试。 3）10小时率容量测试结果 可达110%。
胶体密封蓄电池的特点
益 处
电解液较多,活性物利用率低,电池使用寿命长 活性物质利用均匀,结构更稳定
密封胶体蓄电池的特点
6
电池的浮充电流较小(约AGM电池的1/3～1/4),浮充 充电能耗较低，升温较小，降低电池热失控风险。 充 能耗较低 升 较小 降低 热失控风险
负ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ板表面被胶体覆盖，反应面积减小
要 因
电解液较多(接近富液电池)初期氧循环效率较低,负极的去极 化作用不明显
均充时间
据中国移动均充循环方法进行的2V500Ah电池充电接受能力对比，电池过程放电10小时30分。 胶体在充电10小时时电流为2.88mA/Ah,已经充足电；AGM电池在充电10小时时电流为8.4mA/Ah。 胶体电池10h已经充足电，而AGM电池则只充电16h以上！
胶体密封蓄电池的特点
2
硅胶电解液使铅酸电池可以深放电，抑制大颗粒硫酸 铅形成。从而大大延长了电池的循环使用寿命。
不流动电解液技术-胶体状电解液 (液密/液固技术) 氧循环技术-免维护原理 (气密/免维护技术)
胶体铅酸电池密封原理
胶体电池密封原理
充电后期： 密封电池的 氧循环过程 负极：Pb + O2 →PbO PbO+H2SO4→PbSO4 +H2O PbSO4 + 2e→Pb + SO42正极：H2O →2H+ +(1/2)O2 ↑+2e
微孔塑料隔板样品
解剖的电池微孔塑料复合隔板
铅酸电池各部件
3
电池极板
P iti Positive 涂膏式: 正负极通过板栅涂填铅膏制成 (A200、A400、A500、A700和Rail胶体) 管式: 通过在含铅芯的纤维管中填入活性物质制成 如OPzV、EPzV系列电池 Negative (基本为平板式极板)
内部副反应少(无分层,电极更洁净,板栅更耐蚀)
密封胶体蓄电池的特点
7
电池的自放电率较低，仅约1.5～2%/月(AGM电池 一般为2～3％/月)，电池的搁置寿命长.
选用高纯生产材料和先进的生产工艺，工艺控制严格， 电池内杂质含量极低
双循环过程 H2O → O2 → H2O Pb PbO PbSO4
硅胶+硫酸
充电 失水
龟裂、缝隙
凝固态胶体产生的裂缝
氧循环
胶体铅酸电池密封原理
胶体电池密封原理
氧循环通道
电解液
正极板
O2
负极板
H2O
微孔隔板
胶体裂缝 氧气通道
胶体铅酸电池的基本结构
3
胶体密封铅酸蓄电池结构特征 胶体电池关键特征：
安全阀 电池盖 正极
平板式极板/板栅
管式极板/板栅
铜拉网板栅
内 容
第一部分 第 部分 胶体铅酸电池简介 第二部分 胶体铅酸电池特点 第三部分 胶体电池的应用 第四部分 胶体电池和AGM电池的比较
胶体密封蓄电池的特点
胶体密封蓄电池的特点
1
解决电解液层化现象 硫酸分布均匀 消除了使用过程 解决电解液层化现象，硫酸分布均匀，消除了使用过程 中的分层。活性物质利用率更均匀。
4
优异的耐欠充电性能
欠充电,过充电100%DOD循环性能曲线
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 1
欠充电循环性能试验: ◆放电：电池以0.1C放电至1.8V/单体； ◆浮充电:电池以0 1C限流2 25V/单体浮充电10h; ◆浮充电:电池以0.1C限流2.25V/单体浮充电10h; ◆均充电:电池以0.15C限流2.35V/单体均充电10h; ◆结束条件:电池容量低于额定容量的50%。
胶体铅酸蓄电池综述
2014.10.15
Baron BSB Power Company Limited
仅供内部使用
内 容
第一部分 第 部分 胶体铅酸电池简介 第二部分 胶体铅酸电池特点 第三部分 胶体电池的应用 第四部分 胶体电池和AGM电池的比较
胶体铅酸电池发展概述
1
胶体铅酸电池的发展历史
(1) 1957~1958 年，德国Sonnenschein(阳光)公司研发 出第一款胶体铅酸蓄电池，并成功申请了胶体铅酸 蓄电池的专利。 (2) 1966~1967年 阀控式胶体蓄电池实现了工业化生产。 阀控式胶体蓄电池实现了工业化生产 70年代，Sonnenschein(阳光)公司研发成功2V管式胶体并全力推广 Dryfit胶体蓄电池，应用于后备领域和小电流应用领域。 (3) 80年代以后，Sonnenschein成功开发了牵引和动力型胶体蓄电池并推向市 场。欧洲Varta、HAGEN、Tudor、Hawker和FlAMM，美国的Eastpenn和 Trojan，与亚洲的 与亚洲的Global Yuasa(韩国)都投入人力物力资源研发胶体蓄电 池，陆续开发了大容量管式胶体电池和平板式胶体电池。 (4) ( ) 国内90年代后期，双登从国外引进管式电池工艺技术和生产设备,开始生产管 式胶体电池。2000年后，国内一些较有实力的大公司如南都、圣阳、海志、雄 韬,BSB等也都投入资金进行研究,开发胶体蓄电池。
胶体密封蓄电池的特点
降低电解液分层,减少副反应,提升蓄电池充电接受
Differences between different types of SLA
电解液分层和充电效率
Charge factor -1.04~1.06 for Gel
-1.05~1.12,for AGM -1.15~1.30 for Vented
1
负极
电池内为胶体电解液
硅胶
2
电池隔板采用微孔塑料隔板
胶体电解液
电池槽
微孔塑料隔板
胶体铅酸电池的基本结构
2V管式胶体蓄电池结构特征
D Wet Dry W Inside I id
BSB Power Company Limited
胶体铅酸电池的基本结构
80 70 60 50 40 30 20 10 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
GFMJ-500 J 100 100 100 100 100 40. 14. 7.6 2.3 1.9 1.4 1.2 1.0 1.0 0.9 0.7 0.5 GFM-500 100 100 100 100 76. 43. 25. 15. 9.5 6.1 4.2 3.2 2.6 2.2 2.0 1.8 1.7
10h50min0s 11h02min0s 10h56min13s 10h42min0s 10h17min0s 10h02min0s 9h48min0s 9h43min0s
与额定容量 比(％) 108.34 110.34 109.35 107.0 102.85 100.35 98.00 97.15
环境温度40℃
硅胶会抑制大颗粒硫酸铅的形成，防止硫酸盐化。
要 因
硅胶覆盖在极板表面，抑制活性物质的脱落。
硫酸分布均匀，没有分层，放电后充电电流分布比较均匀 极板上下部活性物质均能较充分利用。
胶体密封蓄电池的特点
A600电池循环放电试验(德国)
IEC60896之60%DOD循环1000次后，容量仍可达额定容量的 次后 容量仍可达额定容量的 105％以上!
继续放至1.0V/cell 1 0V/cell的时间和每一分钟后的端电压及与前一 分钟相比的电压降 6-GFMJ100 (胶体) 首次10h28分 (104.7Ah) AGM12V100Ah 放电时 间(分) 1 2 3 4 5 10 15 17 端电压 (V) 1.791 1 774 1.774 1.732 1.675 1.632 1.486 1.187 1.020 电压降 (mv) 11 17 42 57 43 35 70 89 胶体12V100Ah 放电时 间(分) 1 2 3 5 10 15 20 30 40 50 52 端电压 (V) 1.797 1 794 1.794 1.791 1.783 1.764 1.740 1.717 1.672 1.465 1.080 1.004 电压降 (mv) 3 3 3 4 4 5 4 6 31 41 67
试验方法(中国移动循环) 1.10小时率至终压1.80V/组; 2.恒压2.35V/只，限流2I10充电16h ; 3、当 当10小时率容量低于首次容量的80%时试验结束。 时试验结束
电池具有非常好的深循环耐久性能,实际寿命可达1000次以上。
胶体密封蓄电池的特点
超长的浮充使用寿命
电池具有非常好的浮充寿命 实际测试时间超过14年。 电池具有非常好的浮充寿命，实际测试时间超过 年
胶体密封蓄电池的特点
优异的PSOC循环性能
6‐GFMJ‐200胶体电池按BS EN61427‐2002标准 (以1.03I 1 03I10充电3h, 3h 以I10放3h连续
进行49次后再充满电;以1.25 I10放2h,以I10电流,恒压14.40V充电6h反复100次,进行 容量检测)。
循环 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C10容量检查 放电时间
所有电池均存在电解液分 层现象,只是程度不同 只是程度不同。而 而 胶体最为轻微。 电解液分层对深循环寿命 的影响是非常大的！
胶体密封蓄电池的特点
2V Gel电池与AGM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 GFMJ-500 GFM-500
充 充电电流（A）
12V平板式胶体蓄电池结构特征
8
铅酸电池各部件
胶体电池部件介绍： 安全阀： 阀 1 安
安全阀的作用：
a、电池密封，外界气体无法进入 b、保证安全，内压大时可排气 内压降至 定值时自动关闭 内压降至一定值时自动关闭 c、提供氧循环过程所需压强。
铅酸电池各部件
2
微孔塑料隔板 特点：
a、强度好。 b、微孔小，能有效防止短路 c、优良的耐酸和耐氧化腐蚀性
C10放至终止电压1.80V/单格后,如继续深放,电池将出现严重不稳定状态(可观查 AGM电池的电压降),胶体电池要稳定得多！！
胶体密封蓄电池的特点
优异的PSOC循环性能
电池耐过充，过放电性能极佳！ 充电接受能力高 胶体体系抑制硫酸盐化的能力高
12V OPzV可达2250次；2V的OPzV可达3750次以上！
密封铅酸电池基本原理
2
成流反应及密封原理
正 极： 极 负 极：
PbO2 + Pb + 3H+ + HSO42e+ 2e放电 充电
PbSO4 + 2H2O
HSO4-
+ PbSO + H 4 充电
放电
电池总反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4
放电 充电
2PbSO4 + 2H2O
Gel电池密封的 两大关键技术
优异的电池深度放电稳定性
放C10至1.80V/cell 1 80V/cell的时间 6-GFM100 (AGM) 首次11h08 (111.3Ah)
2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 AGM端电压(V) Gel端电压(V)
胶体密封蓄电池的特点
OPzV2-420电池循环放电试验(德国)
第三方测试结构对OPzV420 O 实际测试结果 实际测试结果：
循环1700次60%DoD后，容量仍可达额定容量的 后 容量仍可达额定容量的80％以上
胶体密封蓄电池的特点
100%DoD电池循环放电试验(BSB)
87次后循环曲线
OPzV2-600