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霍克 HAWKER凝胶电池化学解释

2023-07-05

在凝胶电池中,电解质中添加有二氧化硅。这会将电池内部的液体转化为半硬糊(凝胶),从而提供许多与 AGM 相同的优点。

例如,凝胶电池是防溢的,因为凝胶混合物“固定”了硫酸。此外,如果电池外壳有任何损坏,例如刺穿等,酸也不会轻易从电池中泄漏。

气体重组是另一个优点。凝胶有利于气体流过电池进行重组,从而降低安全风险并消除排气的需要。

凝胶细胞图凝胶细胞的简单方案。请注意,凝胶分离器允许氧气通过。

维护和耐用性

鉴于凝胶的粘度,这种类型的电池不易蒸发,并且通常用于几乎不需要维护的情况。

此外,与浸没式电池和 AGM 中使用的液体电解质相比,该凝胶具有更低的凝固点和更高的沸点,使其适合极端条件(尤其是高温)。


旧设计

由于凝胶电池是在 20 世纪 70 年代开发的,因此其设计有点过时,目前几乎没有什么工程选择可以对其进行改进。


缺点

此外,与 AGM 电池相比,凝胶电解质具有显着的缺点。

首先,在充电和放电过程中,由于凝胶的高粘度,随着电流的增加,凝胶容易形成“口袋”(或裂纹)。这些口袋可防止酸液流入电池,从而导致电池容量损失。

凝胶电池在高电流下会破裂凝胶电解质中形成的口袋。

凝胶电池的另一个缺点是凝胶阻止了电解质中离子的快速运动。这降低了载流子迁移率,从而提高了浪涌电流能力。

因此,凝胶电池最常被用作深循环电池,广泛应用于离网系统。


AGM对比。胶体电池

虽然两者都具有许多优点(和一些缺点),但一种类型可能在特定领域表现出色,而在另一种领域则缺乏。


共同特征

在我们提到 AGM 和 Gel 之间的区别之前,我们先回顾一下它们的共同特征:

  • 免维护:不需要浇水通风,因为气体在电池内重新结合形成水

  • 两者都是防溢的,因为玻璃垫或凝胶含有电解质

  • 在许多方面都优于富液式铅酸电池,包括安全性、循环寿命、抗振动性和极端温度性

  • 比富液电池轻

  • 运输/运送更容易

  • 可以以任何角度/方向安装

AGM的亮点

AGM 电池通常比凝胶电池更先进。它们的设计更新,优点更多,缺点更少。

例如,AGM 电池具有较低的内阻,这使得它们能够提供高电流并用作启动电池和深循环电池。这种类型的电池不仅可以提供高电流,而且还可以接收高电流,从而可以快速充电。

相比之下,凝胶电池具有较高的内阻,限制了其浪涌电流能力(凝胶非常粘稠)。凝胶的充电时间也更长(从 10 小时到 14 小时)。

尽管这两种电池都有利于电池内的气体重组,因此无需维护且比水浸式电池更安全,但它们的性能和寿命却有很大差异。

放电深度

由于凝胶电池无法提供大量电流,因此它们通常可以比 AGM 承受更大的放电深度。

能量密度

就能量密度而言,AGM 因其压缩的单元结构而最佳。

放电率

根据普克特定律,铅酸电池的放电速率会影响电池的容量。放电率越大,容量越低。

例如,考虑 12V 100Ah AGM 电池。如果从中汲取 20A 的电流,它会比以 80A 的电流放电时持续时间更长(具有更多的可用容量)。

由于凝胶具有较高的内阻,因此更受普克特定律的影响。