管状凝胶电池
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什么是管状凝胶电池?

与锂离子电池和其他电化学系统相比,铅酸电池技术具有明显的优势。 可负担性、可靠性、可回收性和安全性是为特定应用选择合适电池的关键问题,铅酸电池在这些类别中得分很高。 然而,将传统的富液式铅酸电池用于深循环应用时存在一个缺点。 这是由于放气造成的水分流失而为电池充电所需的维护。 在许多应用中,例如在牵引电池应用中,需要在有限的时间范围内对电池进行完全充电。

这通常需要更高的电压,这反过来又会导致电解液中的水分通过放气而击穿和流失。 这些充满水的铅酸电池需要加水,造成不便和成本,并且在通常需要昂贵提取设备的大型装置中。 还有其他缺点,特别是在运输、储存和处置方面。 铅酸电池中的液态酸被归类为运输危险材料。 虽然这在使用安全且经过验证的程序运行的行业内不被视为问题,但最好将酸固定以防止溢出。

胶体电池和管状电池的区别

胶体电池和普通电池有什么区别? 这是我们经常被问到的问题。 在充满水的管状电池中,酸在电池内自由流动。 顶部有一个排气口,通过它添加水以补偿由于放气而发生的正常损失。 富液电池或排气电池必须在垂直位置使用。

管状板电池 – 如何将酸固定在凝胶和 AGM 电池中

酸固定的一个幸运结果是,它能够重新结合充电时电池内部水分解产生的氢气和氧气。 酸固定有两种主要方法:

这两种方法虽然非常不同,但都达到了固定在凝胶和 AGM 电池中的目标。

它们还提供了重新组合充电时释放的气体以重整水的额外好处,从而消除了前面提到的富液式铅酸电池的加水维护程序的需要。 在这两种方法中,使用硅胶电解质被普遍认为是深度放电管状凝胶铅酸电池设计的最佳解决方案。 这有两个主要原因:第一个是使用凝胶电解质允许使用管状正极铅板,这被认为为铅酸电池提供了最佳的深循环性能。 第二个原因是在管状凝胶电池中避免了与深度放电和无放气的有限电压充电相关的酸分层。

如果您在太阳能电池应用中具有深循环要求,那么这些都是显着的优势。 管状铅板电池的使用提供了最坚固的铅酸管状凝胶电池设计,具有所有铅酸设计中最高的深循环能力。 管状凝胶电池的分层抗性在许多以部分充电状态 (PSoC) 运行的应用中大有裨益,例如备用电源、UPS 和太阳能清洁环境市场。

管状凝胶电池技术

管状凝胶电池的主要优点是无需为电池充电。 那么为什么缺少充值,这样的优势呢? 您必须考虑在难以接近的偏远地区维护铅酸电池的问题。 在充满水的电池中,如果您忘记加水,它们可能会变干并出现故障。 每月或每季度定期访问维护这些富液电池的成本可能非常高。 对于企业而言,这会使安装变得不经济。

管状电池的缺点? 没有任何!

印度管状凝胶电池制造商

什么是管状凝胶电池 - Microtex

管状胶体电池价格

这种昂贵硬币的另一面是维护,特别是在设备可靠性是提供可靠和定期服务的关键的商业环境中。 如果为基本设备供电的电池由于缺乏维护而出现故障,则对信誉和声誉的影响可能相当大。 对于私人用户来说,这同样令人沮丧。 例如,有时必须接触已安装的电池并获取蒸馏水并不容易,更不用说保留日志和记录以备可能的保修索赔。 当然,在某些情况下,我们只是非常忙碌,而访问和维护电池可能是一项非常耗费时间的工作。

在清洁环境中,给电池充电会产生破坏性甚至爆炸性烟雾,尤其是在密闭空间中。 这与计算机备份和医疗设备应用中使用的电池相关,这些应用中的电池保存在机柜中或复杂而敏感的设备内。 为了去除充电电池产生的烟雾,有时需要安装昂贵的抽气设备,以去除机柜或设备的密闭空间中的爆炸性氢气和腐蚀性酸烟雾。

管状凝胶阀控式密封铅酸蓄电池无泄漏寿命

还有清洁环境应用,如医院和食品储存。 在这些环境中,气味和腐蚀性气体可能会污染食物或损害人类健康。 再看看消费类应用,他们最不需要的就是家中、车库或太阳能电池组中的电池,这些电池在充电时会产生爆炸性气体或腐蚀性烟雾。
胶体电池是密封电池。 它们不会泄漏。 没有酸泄漏的风险。 它们是免维护的。 它将它们归类为通过铁路或航空运输无危险。 端子没有任何腐蚀。

管状胶体电池寿命很长

由于电解质呈凝胶形式,因此管状凝胶电池没有泄漏风险。 由于它们不会泄漏,因此管状凝胶电池可以用于任何方向。 如果管状凝胶电池掉落或破裂,则不会有酸液溢出。 不会因电池漏液等意外溢出酸液而造成环境破坏。 管状凝胶电池抗振动和冲击。 它们不会像大型电池组中的富液电池那样释放爆炸性气体。

快速从深度放电中恢复

它们从深度放电或长时间放电后恢复得更快。 它们的使用寿命很长,而且无需维护!

与富液电池或 AGM 电池相比,管状凝胶电池的唯一缺点是初始成本。 管状胶体电池的成本通常比普通电池高 30% 至 40%。 这个成本虽然看起来更多,但很容易被上面解释的投资回报所抵消。 除了成本,只有优点!

管状凝胶电池 - 重要的设计特征

那么管状铅板和凝胶电解质的这种组合是如何工作的呢? 要理解我们必须查看影响电池特性的几个元素,它们是:
一种固定为 GEL 的电解质,以确保不会溢出,并使充电时释放的氢和氧(在压力下保持在电池内)能够重新结合形成水。 固定化的好处进一步扩展,它可以防止在细胞内形成不同密度的酸层,称为酸分层。

在富液式电池和有时 AGM VRLA 设计中,充电期间铅板上产生的密度较大的重力硫酸会因重力下降到电池底部,而在顶部留下较弱的比重酸。 这种情况下的电池会因电池硫酸盐化、过早容量损失 (PCL) 和电网腐蚀而过早失效。 管状凝胶电池通过酸的“凝胶化”克服了这个问题,并且不会受到酸分层的影响——在需要保持垂直的非常高的电池中,这是一种严重的故障模式。 Microtex 拥有从德国进口的管状凝胶电池制造工厂,并使用高档进口气相二氧化硅,使其管状凝胶电池具有不妥协的寿命和性能。

吸收性玻璃垫或 AGM 电池使用像海绵一样的玻璃垫将硫酸保留在电池内。 没有游离硫酸,通常被称为缺乏电解质的电池。 AGM 型电池的正极和负极使用扁平铅板,与管状正极板不同,它更容易腐蚀。 与管状凝胶类型的电池相比,AGM 电池的寿命较短。

管状凝胶型电池采用电池引线板的管状设计。

这本质上是一个压铸铅合金脊柱,而不是重力铸造网格,它被织物手套覆盖,然后填充正极活性材料 (PAM)。 这可以是干燥的氧化铅粉末或湿的氧化铅浆料。 管状凝胶电池极板设计有几个优点:首先是它与硫酸接触的表面积更大,从而提供更好的材料利用率(高达 60%)。 (如上图所示)。 第二个原因是管状凝胶类型的电池和 2v 电池在整个铅酸电池范围内具有最高的循环寿命。

管状电池与凝胶电池

与锂离子电池和其他电化学系统相比,铅酸电池技术具有明显的优势。 可负担性、可靠性、可回收性和安全性是为特定应用选择合适电池的关键问题,铅酸电池在这些类别中得分很高。 然而,将传统的富液式铅酸电池用于深循环应用时存在一个缺点。 这是由于放气造成的水分流失而为电池充电所需的维护。 在许多应用中,例如在牵引电池应用中,需要在有限的时间范围内对电池进行完全充电。

这通常需要更高的电压,而这反过来又会导致电解液中的水分因放气而击穿和流失。 这些充满水的铅酸电池需要加水,造成不便和成本,并且在通常需要昂贵提取设备的大型装置中。 还有其他缺点,特别是在运输、储存和处置方面。 铅酸电池中的液态酸被归类为运输危险材料。 虽然这在使用安全且经过验证的程序运行的行业内不被视为问题,但最好将酸固定以防止溢出。

管状凝胶铅酸电池 - 如何将酸固定在凝胶和 AGM 电池中

酸固定的一个幸运结果是,它能够重新结合充电时电池内部水分解产生的氢气和氧气。 酸固定有两种主要方法:

  • 使用吸收性玻璃垫将酸固定到位,称为AGM VRLA 电池
  • 另一种,加入细硅粉制成凝胶,如管状凝胶铅酸电池

这两种方法虽然非常不同,但都实现了凝胶和银电池的固定化目标。

它们还提供了重新组合充电时释放的气体以重整水的额外好处,从而消除了前面提到的富液式铅酸电池的加水维护程序的需要。 在这两种方法中,使用硅胶电解质被普遍认为是深度放电管状凝胶铅酸电池设计的最佳解决方案。 这有两个主要原因:第一个是使用凝胶电解质允许使用管状正极铅板,这被认为为铅酸电池提供了最佳的深循环性能。 第二个原因是在管状凝胶电池中避免了与深度放电和无放气的有限电压充电相关的酸分层。

如果您在太阳能电池应用中具有深循环要求,那么这些都是显着的优势。 管状铅板电池的使用提供了最坚固的铅酸管状凝胶电池设计,在所有铅酸设计中具有最高的深循环能力。 管状凝胶电池的分层抗性在许多以部分充电状态 (PSoC) 运行的应用中大有裨益,例如备用电源、UPS 和太阳能清洁环境市场。

管状凝胶电池 - 长寿命

由于电解质呈凝胶形式,因此管状凝胶电池没有泄漏风险。 由于它们不会泄漏,因此管状凝胶电池可以用于任何方向。 如果管状凝胶电池掉落或破裂,则不会有酸液溢出。 不会因电池漏液等意外溢出酸液而造成环境破坏。 管状凝胶电池抗振动和冲击。 它们不会像大型电池组中的富液电池那样释放爆炸性气体。

管状凝胶电池 – 快速从深度放电中恢复

它们从深度放电或长时间放电后恢复得更快。 它们的使用寿命很长,而且无需维护!

与富液电池或 AGM 电池相比,管状凝胶电池的唯一缺点是初始成本。 管状胶体电池的成本通常比普通电池高 30% 至 40%。 这个成本虽然看起来更多,但很容易被上面解释的投资回报所抵消。 除了成本,只有优点!

管状凝胶电池 – 关键设计

那么管状铅板和凝胶电解质的这种组合是如何工作的呢? 要理解我们必须查看影响电池特性的几个元素,它们是:
一种固定为 GEL 的电解质,以确保不会溢出,并使充电时释放的氢和氧(在压力下保持在电池内)能够重新结合形成水。 固定化的好处进一步扩展,它可以防止在细胞内形成不同密度的酸层,称为酸分层。

在富液式电池和有时 AGM VRLA 设计中,充电期间铅板上产生的密度较大的重力硫酸会因重力下降到电池底部,而在顶部留下较弱的比重酸。 这种情况下的电池会因电池硫酸盐化、过早容量损失 (PCL) 和电网腐蚀而过早失效。 管状凝胶电池通过酸的“凝胶化”克服了这个问题,并且不会受到酸分层的影响——在需要保持垂直的非常高的电池中,这是一种严重的故障模式。 Microtex 拥有从德国进口的管状凝胶电池制造工厂,并使用高档进口气相二氧化硅,使其管状凝胶电池具有不妥协的寿命和性能。

吸收性玻璃垫或 AGM 电池使用像海绵一样的玻璃垫将硫酸保留在电池内。 没有游离硫酸,通常被称为缺乏电解质的电池。 AGM 型电池的正负极使用扁平铅板,与管状正极板不同,它更容易腐蚀。 与管状凝胶类型的电池相比,AGM 电池的寿命较短。

管状凝胶型电池采用电池引线板的管状设计。

这本质上是一个压铸铅合金脊柱,而不是重力铸造网格,它被织物手套覆盖,然后填充正极活性材料 (PAM)。 这可以是干燥的氧化铅粉末或湿的氧化铅浆料。 管状凝胶电池极板设计有几个优点:首先是它与硫酸接触的表面积更大,从而提供更好的材料利用率(高达 60%)。 (如上图所示)。 第二个原因是管状凝胶类型的电池和 2v 电池在整个铅酸电池范围内具有最高的循环寿命。

Additional-acid-area-in-contact-with-tubular-vs-flat-plate-surface.jpg

直线距离 a 到 c 中包含的板面积取决于板长度 L
假设两块板的板长 L 相同,那么对于平板和管状板设计,一个板表面的硫酸接触面积将分别定义为:
长度 a 到 c (AC) 乘以 L 以及弧的长度 ab 和 bc 乘以 L
平板单面接触面积 = ca x L
管板单边接触面积 = (arc ab +arc bc) x L x (管数-1)

平板一个表面的酸接触面积 = L x ca
管板一个表面的酸接触面积 = (L x Π x ca)/2
管板面积与平板面积之比 = (L x Π x ca)/2 (L x ca)
管状/平板的近似理论面积增加=Π/2=1.6
这不考虑平板的板边缘和网格框架

在标准的深循环测试条件下(放电深度为 80%),一些管状设计的 2v 电池在容量下降到其原始值的 80% 之前可以实现超过 2,000 次循环。 正极脊柱中使用的耐腐蚀合金确保了市场上任何 2v VRLA 管状凝胶电池的最长使用寿命。 Microtex 制造自己的铅合金,以确保其 2v 电池具有最高质量和最佳规格。 使用具有高锡含量的优化铅钙合金可确保有效防止由于正极板栅生长和脊柱腐蚀导致的电池过早失效。

这不是最便宜的材料,自行制造也不是获得铅酸管式胶体电池组件的最便捷方式,但它确实提供了最佳控制形式,以满足 Microtex 管式胶体电池闻名的苛刻质量标准. 正极管状板和扁平负极板中使用的量身定制的铅钙锡合金几乎消除了充电时产生的氢气和氧气。 由于产生的气体量并不过量(与传统的富液式电池设计一样),它们可以在 SMF 电池的工作压力范围内重新结合形成水。 由于 Microtex 合金产生的气体很少,因此可以防止因失水而过早失效。

充电过程中水分解时,负极和正极分别产生氢气和氧气。 涉及电解水时产生的负氧和正氢离子的简化铅酸电池反应为:

• 充电时水分解:H2O = 2H+ + O-
• 正极板上的气体逸出反应:2O- – 2e = O2 Gas
• 负极板放气反应:2H+ + 2e = H2 Gas

从这些简化的方程中,我们可以看到水分解产生的带电氧和氢离子在溶液中作为离子物质存在。

然后它将它们吸引到带相反电荷的电极,在那里(由于充电过程的电化学)氢通过获得一个电子而被还原,而氧通过失去一个电子而被氧化。 因为气体随后被截留,所以水从电解质中流失。 然而,管状凝胶电池设计有效地将这些气体包含在固定电解质中产生的空隙中,这些空隙现在变成了小气袋。 这些口袋有效地储存了气体,这些气体成为随后重新组合形成水的储存库。

Pluri-Tubular-Gauntlets.jpg
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管状凝胶电池需要高质量的结构材料:特别是,用于极板和 PVC 隔板的多管手套(PT 袋)由 Microtex 制造,符合铅酸电池行业中最苛刻的规格。 这确保了 PT Bags 手套中的高爆破压力,以抵抗活性材料的周期性体积变化。 如果使用爆破强度较低的低等级材料 PT 袋,这种体积变化会导致锡膏脱落和容量损失。

同样,Microtex 久经考验的PVC 隔膜在硫酸中具有最佳孔隙率、低收缩率和高稳定性。 这确保管状凝胶电池即使在非常恶劣的条件下也能满足其设计标准,具有最小的内阻和有保证的寿命。

不妥协购买组件的材料规格,例如用于控制单元内部压力的泄压阀。 除非泄压阀具有完全相同的开启压力,否则某些电池可能会因气体逸出而导致水分流失。 这会导致管状凝胶电池的单个电池之间的不平衡,从而导致早期故障。 使用最高质量的组件可确保在管状凝胶电池的运行过程中,电池与电池之间的内阻变化最小。

同样,连接器和容器使用最适合这项工作的材料,并由经过认证的制造商提供,符合 Microtex 的苛刻规范。 Microtex 的设计、结构材料和外购组件的规格是数十年经验以及与供应商和客户密切合作和支持的结果。 正是这种专注和不妥协的客户满意度方法有助于使 Microtex 从竞争对手中脱颖而出。

管状凝胶电池内活性材料的良好平衡。

任何设计的任何铅酸电池的性能和寿命都在很大程度上取决于三种活性材料的数量:正极活性材料 (PAM)、负极活性材料 (NAM) 和酸。 在充满电的铅酸电池中,PAM 是二氧化铅,NAM 是海绵状纯铅。 它们与硫酸电解液一起在以下电池反应中形成硫酸铅和水:
• PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
• (PAM) (NAM) (ACID)(放电板)(水)
这被称为双硫酸盐理论,它预测提供电池额定容量所需的最小活性材料量。

然而,这是现实世界,而不是理论世界。 在实践中,物理特性、材料质量和制造工艺质量也会影响所需材料的数量以及电池的使用寿命。 PAM 的效率比 NAM 低,最高可达 20%,可能需要更多才能提供与负极材料相同的容量。 除此之外还有材料的利用率,利用率越高,预期寿命越低。 在考虑重组管状凝胶电池时,优化的平衡变化使问题复杂化。

Microtex 与德国和英国的国际专家合作,优化了材料和制造工艺,以在其管状凝胶电池中实现极板材料和硫酸含量之间的最佳平衡。 平心而论,管状胶体电池的性能和寿命恐怕是其他铅酸电池行业羡慕的对象。

管状凝胶电池有用性的其他重要方面是其范围和尺寸。 有许多应用,主要具有不同的容量、电压和性能要求。 除此之外,还有必须安装电池的容器或空间,在这些情况下,安装它们的人员的技能也是一个重要的考虑因素。 在这方面,Microtex 涵盖了所有基础,Microtex 管状凝胶电池广泛的 12v 单体和 2V 管状凝胶电池具有各种尺寸和容量,以满足甚至核电站的严格要求。

管状凝胶电池组完全绝缘,设计用于承载偶尔或频繁高倍率放电所需的高负载。 全系列的 2v OPzV 管状凝胶电池适用于电信、太阳能、备用、开关设备和控制、发电站和变电站、核电站和火电站、具有可靠和耐用备用电源和储能的输电变电站等应用。

定制或标准尺寸的绝缘钢容器电池对 Microtex 技术和制造团队来说是没有问题的。 高级技术支持无需额外费用,可帮助客户根据他们的要求设计最佳和最具成本效益的安装。 这包括在客户场所设计和安装 4 区抗震机架和外壳。

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