胶体电池与纳米硅胶体电池及其特性

胶体电池与纳米硅胶体电池及其特性铅酸蓄电池的发明至今已有一百多年的历史，因其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点使其在化学电源中一直占有绝对优势。

到20世纪初，铅酸蓄电池历经了许多重大的改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而，开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点：1、充电末期水会分解为氢、氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重；2、气体溢出时携带酸雾，腐蚀周围设备，并污染环境，限制了电池的应用。胶体电池的发展克服了普通铅蓄电池的缺点。

胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类，最简单的做法，是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池。

广义而言，胶体电池与常规铅酸电池的区别不仅仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体，从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子材料，俗称陶瓷板栅，亦可视作胶体电池的应用特色。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂，大大提高了极板活性物质的反应利用率，据非公开资料表明可达到 70wh/kg 的重量比能量水平，这些都是现阶段工业实践及有待工业化的胶体电池的应用范例。胶体电池与常规铅酸电池的区别，从最初理解的电解质胶凝，进一步发展至电解质基础结构的电化学特性研究，以及在板栅和活性物质中的应用推广。

胶体蓄电池的内部主要是SiO2多孔网状结构，存在大量微小缝隙，能使电池正极产生的氧顺利的迁移到负极极板上，便于负极吸收化合；

胶体电池的性能和特点：密封结构，电液凝胶，无渗漏；充放电无酸雾、无污染，是国家大力推广应用的环保产品；容量高，与同级铅酸电池相比增加10-20%容量；充电接收能力强；自放电小，耐存放；过放电恢复性能好，大电流放电容量比铅酸电池增加30%以上；低温性能好，满足-30℃至-50℃起动电流要求；高温特性稳定，满足65℃甚至更高温环境使用要求；循环使用寿命长，可达到800-1500充放次；单位容量工业成本低于铅酸电池，经济效益高。

纳米硅胶体电池生产使用过程不会产生腐蚀性气体，实现了制造过程、使用过程均无污染。该电池在比能量、接受大电流放电与充电（实现快充）、回充性能、耐高、低温、使用寿命长等性能，均大大优于传统的铅酸蓄电池。尤其在电动汽车用动力电池、太阳能储能电池、UPS户外应急电源等领域其优越的性能突出。电解质凝胶，无渗漏；充放电无气体析出、无酸雾、水分析出几乎为）0，对环境无污染（对防爆、井下电机车的安全使用其优越性能更为突出），不含“鎘”，出口无限制是国家大力推广应用的环保产品。

纳米硅胶体电池特性：

（1 ）绿色环保: 生产和使用过程气体析出量接近“0”，全密封，无电解液泄漏，无污染。

（2 ）长寿命: 在25±5°C环境、电池循环寿命大于1000次；深充放循环寿命大于800次。

（3 ）耐高、低温：+65°C正常使用，-40°C低温环境下，放电容量仍可高达电池初始容量的80%以上。室外充电实测为-30°环境下，充电容量达80%以上，是传统铅酸电池和锂电池不能实现的。

（4 ）大电流充放电和小电流浮充性能优越：与纳米硅胶体电池充电设备配套产品正确使用，可实现大电流充放电，大幅提高电池充电接受能力；

降低温升及保证电池的循环使用寿命，同时可接受长时间微电流充电和长时间放电，在没有完全充电情况下，可进行放电并不对电池构成损坏等（详见具体充电器产品介绍）

（5 ）容量恢复性能强：深度放电后回充性能保证，甚至在放电后未及时补充电情况下，容量仍能100%得到回充。

（6 ）自放电率极低：常温下，日自放电率小于0.17%。电池3个月内，只需要刷新充电，故长途运输，电池不会受影响。使用时补充电即可。（7）免维护：在40°±2°C环境下，水损耗仅为0.025g/Ah远远低于国家标准的3g/Ah、大延长电池的寿命，真正做到免维护。。

（8 ）内阻小：电池采用紧装配，内阻极小，使其具有优良的充电接受能力和高倍率放电性能。较传统的铅酸电池充电时间短。

（9 ）无流动性的胶体电解液：使电解质在电池内部不产生分层现象。提高了电池寿命。

（10）高精确度的酸控制：有效保护了正极板并极大提高电池寿命。（11）无需平行充电：特别适合于太阳能，风能等充电方式。（12）高比能量：与等同容量的传统阀控式铝酸蓄电池比较，重量约轻20%。

胶体电池的使用不仅可以提高电能的利用率，增加电池的使用寿命，而且可以减少环境污染。