锂离子电池加工

1.胶体铅酸动力锂电池特性

铅酸动力锂电池从问世到如今，一直是特种、民用范畴中运用最广泛的化学电源。因为它运用硫酸电解液，运送过程中会有酸液流出，充电时会有酸雾析出来，对环境和设备造成危害，人们就试图将电解液固定起来，将铅酸动力锂电池密封起来，于是运用胶体电解液的铅酸动力锂电池应运而生。胶体铅酸动力锂电池简略的说便是运用胶体电解液的铅酸动力锂电池，胶体铅酸动力锂电池属于锂离子电池加工企业生产的铅酸动力锂电池的一种，其最简略的做法是在硫酸中增加胶凝剂，使硫酸电解液变为胶态。

胶体铅酸动力锂电池与一般铅酸动力锂电池的差别不仅在于电解液改为胶凝状，而进一步开展至电解质基础结构的电化学特性研讨，以及在板栅和活性物质中的运用推广。例如选用非凝结态的水性胶体铅酸动力锂电池，从电化学分类和特性看同属胶体铅酸动力锂电池。又如在板栅中运用高分子资料，俗称陶瓷板栅，是胶体铅酸动力锂电池的特色。近期已有实验室在极板配方中增加一种靶向偶联剂，大大提高了极板活性物质的反响利用率。

胶体的质量和灌装工艺对胶体铅酸动力锂电池的质量有重要的影响，而胶体铅酸动力锂电池的规划、制作工艺和运用条件（尤其是充放电工艺）都制约着胶体铅酸动力锂电池的功能。胶体的特性有必要和蓄电池的结构及运用条件相互适用。阀控密封铅酸动力锂电池的结构和运用条件有利于胶体的安稳，胶体的特性使阀控密封铅酸动力锂电池的功能愈加完美。现代优秀的胶体铅酸动力锂电池都是基于阀控密封铅酸动力锂电池工艺出产的，而用一般铅酸动力锂电池半成品不经改动制成的胶体铅酸动力锂电池也是近来颇有争议的问题。

胶体灌装、凝胶安稳性和确保胶体铅酸动力锂电池容量是胶体铅酸动力锂电池的三项关键技能，德国阳光公司出产的胶体铅酸动力锂电池的胶体粘度很低，用常压自然法灌装胶体铅酸动力锂电池。即便大型胶体铅酸动力锂电池也像灌注稀硫酸相同灌注满。胶体在铅酸动力锂电池中充沛凝胶，在极群表里上下都呈均匀的糊状凝胶，在胶体铅酸动力锂电池的整个寿命期间，完全没有液化现象，这是我国出产的胶体铅酸动力锂电池很难做到的。

阳光公司的技能是国际最先进的，其Dryfit系列胶体铅酸动力锂电池安全可靠，寿命长，是国际上最优秀的胶体铅酸动力锂电池。可是，阳光公司出产的胶体铅酸动力锂电池的比能量和大电流放电不及选用超细玻璃纤维隔阂阀控密封铅酸动力锂电池电池。别的，阳光公司的极板化成工艺复杂，出产周期长，有些型号的胶体铅酸动力锂电池需经10次充放电循环才出厂，降低了出产功率，增大了产品成本，不利于大规模的产品开发和市场竞争。

2.胶体铅酸动力锂电池的结构

阀控密封铅酸动力锂电池经过两种方式来固定电解液，一种是选用超细玻璃纤维隔阂来固定电解液，别的一种为胶体结构，即经过胶体来固定电解液。美国的C&D技能公司则将两种方式结合起来固定电解液，称为复合技能。在胶体铅酸动力锂电池的意义中，只提到电解液为凝胶状(比较直观的认识为果冻状)，没有对隔板的运用做出规定，所以只需运用凝胶来固定电解液的蓄电池就可称为胶体铅酸动力锂电池。

不论运用液态二氧化硅和气相二氧化硅，其成胶的原理是相同的，它们之间存在粒径和纯度的差异，所以参加蓄电池后，对蓄电池的功能有比较大的影响。凝胶的强度与二氧化硅的含量和酸的含量成正比，强度越大，其水化和破裂的可能性越小。

铅酸动力锂电池的内阻与胶体中的二氧化硅的含量成正比，所以胶体铅酸动力锂电池的高倍率(3C以上)放电特性比相同结构的AGM-VRLA蓄电池差，但额外容量比相同结构的AGM-VRLA蓄电池大5～10%。运用PVC-SiO2或者酚醛树酯等专用隔板的胶体铅酸动力锂电池，因为二氧化硅含量的联系，使其额外容量比AGM-VRLA蓄电池小一些。如运用PVC或PE做隔板，二氧化硅的含量要适当高才能构成安稳的胶体。用复合技能出产的胶体铅酸动力锂电池，其浮充寿命为相同结构的AGM-VRLA蓄电池的1.5～2倍，循环才能能够提高20%。

国际上出产铅酸动力锂电池的大公司简直都出产胶体铅酸动力锂电池，如：德国的阳光、哈根，美国的DEKA，Trojan，Exide，SEC等，但日本的YUASA不出产胶体铅酸动力锂电池，但其UXL系列蓄电池中有胶体成分，其重要用处是为了减轻电解液的分层现象。在运用方面重要在太阳能、风力发电、动力蓄电池等方面，其市场比较大，价格比AGM-VRLA蓄电池高20%左右。

在国内的大公司中，有双登、深圳雄韬等公司出产胶体铅酸动力锂电池，双登的GFM系列选用管式极板，一般选用PVC-SiO2隔板和酚醛树脂隔板。广东番禺恒达蓄电池总厂的课题组经过三年的研讨，开发了二种胶体铅酸动力锂电池，一种选用AGM隔板，其技能与C&D技能公司的技能相同，另一种选用PVC-SiO2隔板，同DEKA的产品相同。

胶体铅酸动力锂电池是对液态电解质的铅酸动力锂电池的改进，用胶体电解液代换液态电解液，在安全性、蓄电量、放电功能和运用寿命等方面较铅酸动力锂电池有所改进。胶体铅酸动力锂电池选用凝胶状电解质，内部无游离液体存在，在平等体积下电解质容量大，热容量大，热消散才能强，能避免AGM-VRLA蓄电池易呈现热失控现象。胶体铅酸动力锂电池电解质的浓度低，对极板的腐蚀用处弱；浓度均匀，不存在电解液分层现象。

胶体铅酸动力锂电池具有运用功能安稳，可靠性高，运用寿命长，对环境温度的适应才能（高、低温）强，承受长期放电才能、循环放电才能、深度放电及大电流放电才能强，有过充电及过放电自我保护等长处。

胶体铅酸动力锂电池在运用初期无法进行氧循环是因为胶体把正、负极板都包围起来了，正极板上面呈现的氧气无法分散到负极板，无法实现与负极板上的活性物质铅还原，氧气只能由排气阀排出，与富液式铅酸动力锂电池一致。

在胶体铅酸动力锂电池运用一段时间后，胶体开端干裂和缩短，呈现裂缝，氧气经过裂缝直接到负极板进行氧循环。排气阀就不再经常敞开，胶体铅酸动力锂电池进入密封作业，失水很少。胶体电解液中加有胶体安稳剂和增容剂，有些胶体配方中还加有延缓胶体凝结的延缓剂，以便于胶体的加注。胶体铅酸动力锂电池电解液的固定方式选用气体二氧化硅及多种增加剂，注入时为液态，可充满蓄电池内的一切空间。

3.胶体电解质的优缺点

胶体电解质和一般液态电解质比较具有如下长处：

1）硫酸被胶体均匀地固化散布，无浓度层化问题，胶体铅酸动力锂电池可竖直或水平恣意放置。超纯资料和胶体确保了胶体铅酸动力锂电池在正常环境下浮充运用寿命达10年以上。能够显着延伸蓄电池的运用寿命。根据有关文献，能够延伸蓄电池寿命2～3倍。

2）免维护功能好。因为选用胶体电解质，胶体铅酸动力锂电池的自放电功能得到显着改进，在相同的硫酸纯度和水质情况下，胶体铅酸动力锂电池的存放时间能够延伸2倍以上。可储存两年无需充电即可运用，2V系列静置两个月容量仍保存99.9%以上。

3）胶体铅酸动力锂电池在严峻缺电的情况下，抗硫化功能显着。

4）充放电无回忆效应（N次数），在严峻放电情况下的康复才能强，反弹容量大，康复时间短，在放完电数分钟后仍能应急运用。

5）胶体铅酸动力锂电池充电承受才能强，纳米胶体和特别合金确保了蓄电池杰出的充电承受才能，抗过充才能强，具有比较好的深循环才能，有着很好的过充和过放才能。经屡次反复深放电至0V仍能正常康复，下限保护可降低至1.75V/单格，这对深循环蓄电池十分重要。

6）胶体铅酸动力锂电池的后期放电功能得到显着改进。

7）胶体铅酸动力锂电池不会呈现漏液、渗酸等现象，逸气量小，对环境危害很小。

8）低温特性好。一般铅酸动力锂电池在低于0℃的环境下运用容量骤降，而胶体铅酸动力锂电池适用于多种恶劣环境。在-40℃～＋70℃环境都可正常运用。在-20℃环境下，仍能够释放额外容量的80%以上。

尽管胶体电解质具有以上许多长处，可是也有必定的缺点，具体表现在以下方面：

1）胶体电解质相关于一般电解液来说加注比较困难，这一点要经过改动胶体配方、加注缓凝剂来改动。

2）假如在胶体的配制过程中，出产工艺不合理或操控不好，胶体铅酸动力锂电池的初容量会比较小。

3）胶体铅酸动力锂电池早期排气带出的胶粒是含酸的，胶粒容易贴附在蓄电池的外壳上，所以，反映出蓄电池假漏酸现象。

4）氧循环尽管按捺了失水，但氧循环呈现热量，使蓄电池内部温升较高。

相关经验表明，胶体铅酸动力锂电池要在极板出产、胶体电解质配方、灌装办法、充电工艺等方面拟定一套完善的工艺流程，以确保胶体铅酸动力锂电池功能的更好发挥。

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