胶体电池专题报告

胶体密封铅酸蓄电池介绍及与AGM电池的比较埃克塞德电源（上海）有限公司赵杰权博士2014年05月ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary主要内容：第一部分胶体铅酸电池简介第二部分胶体铅酸电池特点及应用第三部分胶体电池和AGM电池的比较ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary1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。70年代，德国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，德国阳光公司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GlobalYuasa(韩国)都投人人力物力资源研发胶体蓄电池，取得了突破性的进展，仿制阳光电池，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，国内个别蓄电池厂家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、雄韬等也都投入资金进行研究，开发胶体蓄电池。胶体密封铅酸电池发展概述1ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary2密封铅酸电池基本原理成流反应及密封原理正极：负极：电池总反应：电池密封的两大关键技术不流动电解液技术（液密技术）氧循环技术（气密技术）2ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary3胶体铅酸电池密封原理密封电池的氧循环过程充电后期：正极：H2O→2H++(1/2)O2↑+2e负极：Pb+O2→PbOPbO+H2SO4→PbSO4+H2OPbSO4+2e→Pb+SO42-ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary4胶体铅酸电池密封原理电解液胶体裂缝氧气通道正极板负极板O2H2O微孔隔板ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary5胶体电池关键特征：铅酸电池的基本结构电池内为胶体电解液电池隔板采用微孔塑料隔板胶体密封铅酸蓄电池结构特征123ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary6铅酸电池各部件介绍胶体电池部件介绍：安全阀：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一定值时自动关闭c、提供氧循环过程所需压强。1ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary7铅酸电池各部件介绍微孔塑料隔板特点：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微孔塑料隔板样品解剖的阳光电池微孔塑料复合隔板2ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary8电池极板铅酸电池各部件介绍涂膏式:正负极通过板栅涂填铅膏制成A200、A400、A500、A700电池和Rail胶体电池）管式:正极板通过在含铅芯的纤维管中填入活性物质制成如A600电池、EPzV系列电池正极板负极板（基本为平板式极板）正极板平板式极板正\负板栅管式极板/板栅铜拉网板栅3ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary9主要内容：第一部分胶体铅酸电池简介第二部分胶体铅酸电池特点及应用第三部分胶体电池和AGM电池的比较ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary10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，消除了使用过程中的分层。活性物质利用率更高。胶体密封蓄电池的特点ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary11密封胶体蓄电池的特点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。硅胶覆盖在极板 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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。硅胶会抑制大颗粒硫酸铅的形成，防止硫酸盐化。要因ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary12密封胶体蓄电池的特点实验产品在循环1000次后，容量仍可达额定容量的105％以上A600电池循环放电试验(德国)ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary13密封胶体蓄电池的特点电池具有非常好的循环耐久性能，实际测试时间超过14年。A600电池循环放电试验(德国)ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary14密封胶体蓄电池的特点3优异的电池深度放电恢复性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。1997年6月邮电部 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 院电源在武汉测试（见右图）ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary15密封胶体蓄电池的特点4胶体电池容纳更多的电解液，电池使用寿命长。电池的比热容较大，电池温升较小，电池热失控风险很低电解液较多，电池使用寿命长。益处ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary16密封胶体蓄电池的特点电池的浮充电流较小（约AGM电池的1/3），浮充充电能耗较低，升温较小，降低电池热失控风险。负极板表面被胶体覆盖，反应面积减小电解液较多，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极群较松，正负极板之间间隙较大，电池内阻相对较大要因5ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary17密封胶体蓄电池的特点电池的自放电率较低，仅约1.5~1.8%/月（AGM电池一般为2～3％/月），电池的搁置寿命较长，最长可搁置两年无需充电正负极板表面被胶体覆盖，发生腐蚀的反应面积减小正负极板之间间隙大，正负极板间杂质离子的迁移变慢，自放电降低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要因6ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary18密封胶体蓄电池的特点要因浮充电流较低，长期使用耗能较少几乎无酸分层，充电耗能少要因电池充电能耗较少，可节省电量/能量。7ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary19工业用固定备用电源固定型蓄电池主要应用于通信电源系统、电力部门(发电厂和变电所)、不停电电源(UPS)系统，以及用于一些公共场所的备用电源。（1）通信电源系统通信是当今社会生活的神经系统，一般不允许中断。因此，在通信电源系统中，除其它直流供电外都并联蓄电池。正常情况下给蓄电池小电流浮充电，一旦正常供电系统发生故障，则使用蓄电池供电，维持继续通信。待备用发电机启动运行后，蓄电池就完成了应急使命。（2）电力系统（包括电力贮存）在电力系统，如发电厂或变电所中，蓄电池主要用于供给控制、保护、自动装置、事故照明和汽机直流油泵等的用电。这些装置要求有可靠的直流电源，即使在发电厂或变电所完全停电的情况下，也能保证上述装置的可靠供电，因此都装有蓄电池。蓄电池也可用于电力贮存和调峰。胶体铅酸电池的主要应用介绍1胶体密封蓄电池的应用ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary20（3）UPS系统以计算机系统为主的信息储存、传输、控制等网络系统或设施，要求有交流不停电电源系统提供可靠的电源供应。一旦市电突然中断，可能造成不可估量的损失。（4）EPS系统城市内大型商店、剧院、旅店、工厂、医院等大型公共建筑场所内的一些自动装置、电子计算机、空调调节器、照明、紧急防灾设备等都要求稳定的电源，万一停电必然引起混乱。为此这些场所都需要备用电源，这也是固定型蓄电池的重要用途之一。（5）地铁、金融及数据中心等一些基础设施如地铁、银行、保险等公众场合或大型企业，以计算机系统进行控制或进行超大量数据贮存和交换，要求对计算机系统有绝对可靠的电源供应。万一停电必然引起巨大的经济损失或混乱。为此这些场所都需要备用电源。胶体铅酸电池的主要应用介绍ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary21工业固定备用胶体铅酸电池的主要产品介绍A200系列A400/A400FT系列A500系列A600系列A700系列设计寿命5年12年6~9年20年(2V)15年(6/12V)>12年电池电压4V/6V/8V/12V6V/12V6V/12V2V/6V/12V4V/6V极板合金及极板铅钙平板铅钙平板铅钙平板铅钙锡铜管式铅钙锡厚平板容量范围(Ah)1.0～6.55.5～1801.2～20091～329621～280应用特点通用型小容量通用型中长寿命通用型长寿命高可靠中长寿命实体照片ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary22工业固定备用胶体铅酸电池的主要产品介绍RelayGel系列（美国）G400系列（国产）G600系列（国产）设计寿命10年12年20年电池电压12V6V/12V2V极板合金及极板铅钙平板铅钙平板铅钙管式极板容量范围(Ah)30～1045.5～180150～3000应用特点通用型中长寿命通用型中长寿命通用型长寿命实体照片ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary23新能源储能用—光伏太阳能系统应用（1）风力发电系统小型风力发电设备中，蓄电池是必不可少的辅助设备。蓄电池在风力发电中主要起两个作用。一是贮能。由于自然风是不稳定的，时大时小，一旬或一日之内相差很大，所以有风时必须把风能储存起来，保证正常供电。二是稳压，风力发电机的转速和输出电压值取决于风速大小。由于自然风速变化极大，使电压剧烈的变动，无法用电。而通过蓄电池调节，供电电压可保持稳定。（2）太阳能发电系统用太阳能发电时所用蓄电池与风能发电具有相似的情况。为了更好利用新能源，提高系统的可靠性，电池也用于太阳能和风能联合的系统(风光发电系统)。胶体铅酸电池的主要应用介绍2ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary24太阳能用胶体铅酸电池的主要产品介绍Solar系列SolarBlock系列A600Solar系列@Home系列循环寿命（IEC60254 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ）800次(60%DoD)1200次(60%DoD)3000次(60%DoD)3800次（50%DoD)电池电压12V6V/12V2V12V极板合金及极板铅钙平板铅钙平板铅钙管式极板铅钙平板容量范围(Ah)5.7～20056～280218～3038165应用特点耐恶劣环境设计可深循环，耐恶劣环境设计长寿命、高可靠性前端子设计、家用光伏系统实体照片ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary25启动用胶体电池铅酸电池是汽车的重要装置之一，它为汽车起动提供电源，并供给汽车发动、点火及照明用电，此外蓄电池也给汽车内其他用电装置供电如灯泡，收音机，喇叭，刮水器，点烟器、空调控制器、电子锁等。汽车启动用胶体电池如下：胶体铅酸电池的主要应用介绍3ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary26动力牵引用胶体铅酸电池的主要应用介绍主要应用于工矿企业、仓库、码头及车站等场合。作为电动车辆及设备的动力电源。具体应用：电动叉车、电动平板车、电动拖车、电动搬运车、电动清洁车移动式电动升降设备高尔夫球车、电动观光车电动公交车、电动轮椅车电力地铁 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 车电动船舶等4ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary27动力牵引用胶体铅酸电池的主要产品介绍GF-Y系列GF-V系列EPzV/EPzV-BS系列循环寿命（IEC60254标准）450次700次1200次电池电压12V6V/12V2V极板合金及极板铅钙平板铅钙平板铅钙管式极板容量范围(Ah)14～93.512V：50～1606V：160～240EPzV-DIN：110～720EPzV-BS：122～340应用特点动力强劲、安全中等寿命动力强劲、可靠中长寿命高性能、高可靠性长寿命实体照片ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary28铁路用胶体铅酸电池铁路客车用铅蓄电池：蓄电池可用于铁路客车的照明、广播、闭录电视和风扇等。在火车开动时，由客车发动机供电，在车站停车时，则靠蓄电池供电。具体应用如下：胶体铅酸电池的主要应用介绍电气机车1)电气机车和电气多机组用作升集电弓2)及在紧急情况下也作为机车备用电源使用列车客车紧急或异常状态下的照明高速铁路，地铁、轻轨作为备用电源使用5ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary29铁路用胶体铅酸电池的主要产品介绍Rail系列PzV系列循环寿命（IEC896-2标准）SRL/SRP:600次SRC:800次1200次电池电压6V/12V2V极板合金及极板铅钙平板铅钙管式极板容量范围(Ah)33～240110～720应用特点耐深放电、高可靠性长寿命、高可靠性实体照片ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary30密封电池性能比较主要内容：第一部分胶体铅酸电池简介第二部分胶体铅酸电池特点及应用第三部分胶体电池和AGM电池的比较ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary31密封电池结构比较1电池电解液AGM电池胶体电池电解液不分层ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary32密封电池结构比较2电池隔板AGM电池胶体电池微观结构微孔隔板样品AGM隔板样品隔板包覆方式ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary33密封电池性能比较AGM电池胶体电池ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary34密封电池性能比较疑问1：AGM电池具有更高的容量？！电池的初容量非常优异电池经历几个循环后，电池容量明显下降第①阶段：初始容量GEL:C实际<C额定AGM:C实际=C额定第②阶段：几循环后GEL:C实际≥C额定AGM:C实际<C额定第③阶段：寿命末期GEL:循环寿命长，如A600可达1200次AGM:早已结束ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary35密封电池性能比较疑问2：AGM电池价格更便宜？！非常好的初始购买价格较差的用户使用总成本胶体电池具有深放电保护。胶体电池具有更多的电解液。要因胶体的微孔隔板完全不同于AGM隔板。胶体电池内部没有酸的分层。胶体电池具有更好的循环耐久性能。胶体电池具有更强的适应性。ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary36密封电池性能比较更多电解液ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary37密封电池性能比较专用术语解释早期容量衰减来自正极活性物质(PAM)：1）活性物质晶粒之间的不良接触2）低电化学活性（PbO2）的生成3）a/βPbO2的比例来自腐蚀层(CL)：1）PbSO4阻挡层2）PbO阻挡层3）腐蚀层的开裂是指密封铅酸蓄电池池在使用一段时间后容量快速下降，很快就失效的现象。ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary38密封电池性能比较深放电保护ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary39密封电池性能比较隔板差异ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary40密封电池性能比较电解液不分层ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary41密封电池性能比较更高的容量输出ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary42密封电池性能比较ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary43密封电池性能比较更好的循环耐久性能ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary44密封电池性能比较由上分析可知：从最终用户使用成本看，胶体电池具有更低的使用总成本。 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary45密封电池性能比较疑问3：AGM+胶体是胶体电池吗？！+过滤后的稀硫酸进入AGM隔板，其实质仍为硫酸电解液，不是胶体电解液。过滤后的硅胶仍在AGM隔板外面，不能使硫酸均匀分布ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary46密封电池性能比较AGM+胶体电池的特点1胶体难以进入隔板内部，正负极板之间硫酸仍然是均匀不分布。2该电池加入胶体可一定程度改善电池的电解液量、深放电性能和电池寿命。3该电池仍为AGM隔板（强度差、孔径大），不能有效防止枝晶短路。我个人认为：AGM+胶体的电池其实质仍为AGM电池，加入的胶体只相当于电解液中加入了胶体电解液添加剂，不是真正意义上的胶体电池。国外专家认为这种结构的电池称为胶体电池是不合适的。ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary47密封电池性能比较样本上的循环寿命实际测试的循环寿命采用AGM隔板ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary48密封电池性能比较AGM+胶体仅在中国或亚太地区出现，但不会出现在大公司的国际大公司的官网ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary49ExideAsiaPacific|ConfidentialandProprietary50