气相二氧化硅和硅溶胶的性能比较

产 品质量 稳定 、均 一 。离 子 交换
法制 备硅 溶胶 是 间歇 式生 产 ，产
品质量 是 波动 的。例 如 ，用一 厂
硅溶 胶 的胶体 ，将其 灌入 透 明外 壳 的矿灯 电池 中 ，凝 胶后 进 行初
充 电，产生 的气 泡会 逐步 破 坏凝
家生产 的硅溶 胶 有时 像水 一样 清 澈 透 明 ，有 时像 米 汤 一 样 浑 浊 。 硅 溶胶 浊 度 的变 化反 映胶 粒粒 径 化硅 ，ຫໍສະໝຸດ 果很快 过 了关 ，于 １ ９ ９３
业硅 酸钠 的水 溶液 ，含较 多杂质 ） 经离 子交 换 ，除去 部 分离 子性 杂
质 的产 物 ，其 纯度 不及 气相 二 氧
化硅 。
年 初通 过 了技 术鉴 定 。这件 事 让
我 们坚 信 ，用硅 溶胶 很 难做 出优
及 稳定 性取 决于 许 多 因素 ，其 中
样 的努力 用在 气相 二氧 化硅 上 效
胶 ，在 国 内首 家采用 气相 二氧 化 硅 制作胶 体 电池。
气相 二氧化硅是连 续生产 的 ，
１８ ９ ５年 初 ，笔 者按 当时 流 行 的
胶体酉 己方 （ Ｏ Ｈ Ｓ 为 ３ ％ ～ ５
３ ％ ，ＳＯ 为 ５ ～６ ）配 制 ８ ｊ， ％ ％
３７～４７ ． ．，呈酸 性 。
从 制 备 方法 可见 ，Ｓｃ 气 化 ｉ ｌ 后 丢 弃 了所 有 的固体 杂质 ，经 高 温 气相 水 解后 所 得到 的产 品非 常
纯 净 ，含 ＳＯ， ９ ．％ 。 气 相 ｉ 达 ９８
气相 白炭 黑 。 它是德 国 Ｄ ｇ ｓ ａ ｅ ｕ ｓ
公 司于 １ ４ １年 开 发成 功 的 ，制 ９ 备 方法是 将 四氯化 硅 （ ｉｌ）在 ＳＣ 氢 气一 氧 气 火 焰 中水 解 得 到 的 ，
化学反 应式 是：
Ｓｉｌ Ｈ２ ｃ４ ＋２ ＋Ｏ２ Ｓｉ ＋ ＝ Ｏ２ ４ＨＣＩ
家还 莫 衷一是 。
硅 溶 胶 （ ｉ ａＳ ｌ ｏｌｉａ Ｓｌ ｏ Ｃ ｌ ｄ ｌ ｉ ｃ ， ｏ
我们 采 用真 空灌 胶 法并 从德 国购
买 气相 二氧 化硅 ，就 放 弃 了硅 溶
稀 硫 酸 混 合 配 制 成 胶 体 （ 解 电
质 ） 胶 慢 、强度 低 、易 水化 。 ，凝
是 ，其 中凝胶 剂 的 品种是 最 主 要 的 。可 以作 为胶体 电池凝 胶 剂 的 物质 是 多种 多样 的 ，如 硅 藻 土 、 硅 酸 钠 、沉 淀二氧 化 硅 、硅 溶胶 等 ，但气 相 二氧 化硅 的凝胶 力是 最 优 良 的。 ２ ０多 年 来 ，我 们 一 直 在 试验 ，比较硅 溶胶 和 气相 二 氧 化硅 。虽 然硅溶 胶 配制胶 体 的 性能 是可 以改进 提高 的 ，但 将 同
法很 多。现 在 ，中国用 作凝 胶 剂
的硅 溶胶 是 将硅 酸钠 经 离 子交换
制 取 的 ，是 南 京 大 学 １ ５ ８年 开 ９
发 的 ，主 要 用 作 涂 料 、 精 密 铸
造 、纺织 、造 纸 等 。本 文谈 论 的
主要 是这种硅 溶胶 。 气相 二氧 化硅 又称 火成 二氧
包括 ：凝 胶 剂 的品 种和 浓度 、 硫 酸 的浓度 、助凝 胶 剂 、 电池 的板
栅合 金 、 隔板 、充 电电压 等 。 但
良的胶体 电池 ，凝胶 剂 必须 走气 相 二氧 化硅 的道路 。 １９ ９ ５年 ，
作 为凝胶 剂 ，硅 溶胶 最 主 要 的缺点 是凝 胶 力弱 。将硅 溶 胶 和
变化 。我 们在 测试 胶体 矿灯 电池
胶体 ，使凝胶 完 全破 碎 ，析 出大 量 的酸液 。将 这 种硅 溶胶 的胶 体 灌入 常 规起动 用 电池 中 ，在使 用 中的胶体 电池上 部看 到 的全 是液 体 。我们 曾从 ～ 只 １ ６ Ｖ ０Ａｈ起 ２
目前 ，中国制 作胶 体 电池所
用 的凝胶 剂 主要 有气 相 二氧 化硅 和 硅 溶胶 。二 者性 能优 劣 ，使 用
者 仁 者见仁 ，智者 见 智 ，常 有争 论 。 其发 展趋 势如 何 ，蓄 电池厂
Ｓｌ ａ ｙｏ ｅ ｉ Ｓｌａ） ｉ ，Ｐ ｒｇ ｎｃ ｉ ｉ ｃ ｉ ，俗 称 ｃ
化硅 或烟 熏 二氧 化硅 （ ｕ ｄ Ｆ ｍｅ
田 ２１￣３ ・ ００ 期
０＿毫 渤 自 籽 窜
－＿ Ｉ一 ● １ 一薯 －ｌ ： 哪 Ｈ一 呻一｜＿ ¨
触 变剂。 硅溶 胶是 将 水玻 璃 （ 工
不水化 ，能确 保胶 体 电池任 意 方
向放置使 用不 漏液 ，安全 可靠 。 凝胶 剂在 电池 中 的凝胶 能 力
粉 末 ，非 常 轻 ，密度 为 ３ ／ ， ０ ｇＬ
其 ４ 的水性分散液 的 Ｐ ％ Ｈ值 为
有高 纯 度 ，高 凝 胶 性 和 触 变 性 ， 高 表面 活 性 ，是优 良 的增 粘 剂和
１． ６之间 ，呈碱性 。硅 溶胶 含 ０
二氧 化硅在 １ ％ ～４ ％之 间 ，比 ０ ０ 重 １０ ．５～１３ 。硅 溶胶 的制备 方 ．０
二氧 化硅 粒子 表 面有 很 多硅烷 醇 基 团 （ ｉＯＨ ，这是 亲水 性 的活 Ｓ— ）
性 基 团。 所 以 ，气相 二氧 化硅 具
Ｓｌａ） ｉ ｉ 是硅 酸 多分子聚 合 物胶 体 ｃ 溶 液 ，乳 白色液体 。 Ｐ Ｈ值 在 ９０ ．
～
气 相 二氧 化硅 是 无定 形 白色
摘 要：中国的胶体 电池主要 采用气相二 氧化硅或硅溶胶作凝 胶剂。用 离子 交换法制 备的硅
溶 胶 价 格 较 便 宜 ，粘 度 低 、使 用 方 便 。 但 是 ，其 质 量 不 稳 定 、 凝 胶 力 弱 ，在 电池 中 易 水化 。 气 相 二氧 化 硅 纯 度 高 ，凝 胶 力 强 ，表 面 活性 高 ，所 制 备 的 胶 体 电池 性 能 优 于 硅 溶 胶 。世 界 各 国 大 都 采 用 气 相 二 氧 化 硅 做 凝 胶 剂 ， 中 国越 来越 多 的 蓄 电 池 厂 家 也 转 向 用 气 相 二 氧 化 硅 。 关键 词 ： 胶 体 电 池 ；硅 溶 胶 ； 气相 二氧 化 硅 ；性 能 比较