管狀凝膠電池
Contents in this article

什麼是管狀凝膠電池?

與鋰離子電池和其他電化學系統相比,鉛酸電池技術具有明顯的優勢。 可負擔性,可靠性,可回收性和安全性是為特定應用選擇合適電池的關鍵問題,鉛酸電池將在這些類別中得分很高。 然而,將傳統的淹沒式鉛酸電池用於深循環應用時,存在一個缺點。 這是由於氣流造成的水損失而為電池充氣所需的維護。 在許多應用中,例如在牽引電池應用中,需要在有限的時間內完全充電。

這通常需要更高的電壓,這反過來又導致電解質通過氣體分解和損失水。 這些被淹沒的鉛酸電池將需要加滿水,造成不便和成本,並且在大型安裝中通常需要昂貴的提取設備。 還有其他缺點,特別是在運輸、儲存和處置方面。 鉛酸電池中的液酸被歸類為運輸危險物質。 雖然這在行業內不被認為是一個問題,該行業使用安全和經過驗證的程序進行操作,但最好將酸固定以防止溢出。

凝膠電池和管狀電池的區別

凝膠電池和普通電池有什麼區別? 這是我們經常被問到的一個問題。 在被淹沒的管狀電池中,酸在電池內自由流動。 頂部有一個通風口,通過該通風口添加水以補償由於氣體而發生的正常損失。 淹沒的電池或通風的電池必須在垂直位置使用。

管狀板電池 – 酸如何在凝膠和AGM電池中固定

酸固定的一個幸運結果是,它創造了重新組合氫氣和氧氣的能力,這些氣體是在充電時電池內水分解產生的。 酸固定化有兩種主要方法:

這兩種方法雖然非常不同,但都實現了在凝膠和AGM電池中固定的目標。

它們還提供了重新組合充電釋放的氣體以改造水的額外好處,從而消除了前面提到的淹沒鉛酸電池的加水維護程式的需要。 在這兩種方法中,矽膠電解質的使用被普遍認為是深放電管狀凝膠鉛酸電池設計的最佳解決方案。 這主要有兩個原因:首先是使用凝膠電解質允許使用管狀正極鉛板,這被認為是為鉛酸電池提供最佳的深迴圈性能。 第二個原因是,在管狀凝膠電池中,避免了與深度放電和無氣體的有限電壓充電相關的酸分層。

如果您有像太陽能電池應用那樣的深迴圈要求,這些都是顯著的優勢。 管狀鉛板電池的使用提供了最強大的鉛酸管狀凝膠電池設計,具有所有鉛酸設計中最高的深迴圈能力。 管狀凝膠電池中的抗分層性在許多以部分充電狀態(PSoC)運行的應用中具有很大的好處,例如待機電源,UPS和太陽能清潔環境市場。

管狀凝膠電池技術

管狀凝膠電池的主要優點是無需為電池充電。 那麼,為什麼缺乏充值,這是一個優勢呢? 您必須考慮在難以接近的偏遠地區維護鉛酸電池的問題。 在被淹沒的電池中,如果您忘記加滿水,它們可能會變幹並失效。 通過每月或每季度定期訪問來維護這些淹沒的電池的成本可能非常高。 對於企業來說,這可能會使安裝變得不經濟。

管狀電池的缺點? 沒有!

印度的管狀凝膠電池製造商

什麼是管狀凝膠電池 - Microtex

管狀凝膠電池價格

這種昂貴硬幣的另一面是維護,特別是在商業環境中,設備可靠性是提供可靠和定期服務的關鍵。 如果為基本設備供電的電池由於缺乏維護而發生故障,那麼對信譽和聲譽的影響可能會很大。 對於私人用戶來說,這可能同樣令人沮喪。 例如,有時必須訪問已安裝的電池並獲得蒸餾水並不容易,更不用說為可能的保修索賠保留日誌和記錄了。 當然,在某些情況下,我們只是非常忙碌,訪問和維護電池可能是一項非常耗費時間的工作。

還有一些清潔的環境,充電電池會產生破壞性甚至爆炸性煙霧,特別是在密閉空間中。 這與電腦備份和醫療設備應用中使用的電池有關,其中電池保存在機櫃中或複雜和敏感的設備內部。 為了清除充電電池中的煙霧,有時需要安裝昂貴的提取設備,以從機櫃或設備的密閉空間中去除爆炸性氫氣和腐蝕性酸性煙霧。

管狀凝膠閥控式密封鉛酸鉛酸蓄電池無洩漏老化

還有清潔環境應用,如醫院和食品儲存。 在這些環境中,氣味和腐蝕性氣體可能會污染食物或損害人體健康。 再看看消費者應用,他們最不需要的就是家裡、車庫或太陽能移動電源中的電池,充電時會產生爆炸性氣體或腐蝕性煙霧。
凝膠電池是密封電池。 它們不會洩漏。 沒有酸洩漏的風險。 它們是免維護的。 它將它們歸類為非危險運輸,通過鐵路或航空運輸。 端子沒有任何腐蝕。

管狀 凝膠電池具有很長的使用壽命

由於電解質是凝膠形式的,因此管狀凝膠電池中沒有洩漏的風險。 由於它們不會洩漏,管狀凝膠電池可以在任何方向上使用。 如果管狀凝膠電池掉落或破裂,則不會有酸溢出。 不會因為意外溢出的酸而造成環境破壞,例如從淹沒的電池中溢出。 管狀凝膠電池具有抗振動和衝擊的能力。 它們不會像在大型電池組安裝的淹沒電池中那樣釋放爆炸性氣體。

從深度放電中快速恢復

它們從深度放電或長時間排出后恢復得更快。 它們具有巨大的使用壽命,並且無需維護!

管狀凝膠電池的唯一缺點是與淹沒電池或AGM電池相比,初始成本更高。 管狀凝膠電池的成本通常比普通電池高出30%至40%。 雖然這個成本似乎更多,但很容易被上面解釋的投資回報率所抵消。 除了成本之外,只有優勢!

管狀凝膠電池 - 重要設計特點

那麼管狀鉛板和GEL電解質的這種組合是如何工作的呢? 要理解,我們必須查看影響電池性能的幾個元素,它們是:
一種電解質,其固定為GEL以確保不溢出,並且還能夠將充電時釋放的氫氣和氧氣(在壓力下保持在電池內部)的運輸重新組合以形成水。 固定化的好處進一步擴展,它防止在細胞內產生具有不同密度的酸層,稱為酸分層。

在淹沒電池中,有時是AGM VRLA設計中,充電期間在鉛板上產生的緻密重力硫酸會通過重力下降到電池的底部,從而將較弱的比重酸留在頂部。 在這種情況下,電池會因電池硫酸化、容量過早損失 (PCL) 和電網腐蝕而發生早期故障。 管狀 凝膠電池通過酸的”凝固”克服了這個問題,並且不會遭受酸分層 – 在非常高的電池中,這是一種嚴重的故障模式,需要保持垂直。 Microtex擁有一家從德國進口的管狀凝膠電池製造廠,並使用高檔進口氣相二氧化矽,使其管狀凝膠電池具有不折不扣的使用壽命和性能。

吸水性玻璃墊或AGM電池使用像海綿一樣的玻璃墊來保持電池內的硫酸。 沒有遊離硫酸,通常被稱為饑餓電解質條件電池。 AGM類型的電池使用扁平鉛板用於正極和負極,這與管狀正極板不同,更容易腐蝕。 與管狀凝膠電池類型電池相比,AGM電池的壽命較短。

管狀凝膠型電池採用管狀設計電池鉛板。

這本質上是一個壓力鑄造鉛合金脊柱,而不是重力鑄造網格,它被織物手套覆蓋,然後填充正向活性物質(PAM)。 這可以是乾氧化鉛粉末或濕氧化鉛漿料。 板的管狀凝膠電池設計有幾個優點:首先是它與硫酸接觸具有更高的表面積,以提供更好的材料利用率(高達60%)。 (如上圖所示)。 第二個原因是,管狀凝膠型電池和2V電池在整個鉛酸電池系列中具有最高的循環壽命。

管狀電池與凝膠電池

與鋰離子電池和其他電化學系統相比,鉛酸電池技術具有明顯的優勢。 可負擔性,可靠性,可回收性和安全性是為特定應用選擇合適電池的關鍵問題,鉛酸電池將在這些類別中得分很高。 然而,將傳統的淹沒式鉛酸電池用於深循環應用時,存在一個缺點。 這是由於氣流造成的水損失而為電池充氣所需的維護。 在許多應用中,例如在牽引電池應用中,需要在有限的時間內完全充電。

這通常需要更高的電壓,這反過來又導致電解質通過氣體分解和損失水。 這些被淹沒的鉛酸電池將需要加滿水,造成不便和成本,並且在大型安裝中通常需要昂貴的提取設備。 還有其他缺點,特別是在運輸、儲存和處置方面。 鉛酸電池中的液酸被歸類為運輸危險物質。 雖然這在行業內不被認為是一個問題,該行業使用安全和經過驗證的程序進行操作,但最好將酸固定以防止溢出。

管狀凝膠鉛酸電池 - 酸如何在凝膠和AGM電池中固定

酸固定化的一個幸運結果是,它創造了重新組合氫氣和氧氣的能力,這些氣體是在充電時電池內水分解產生的。 酸固定化有兩種主要方法:

  • 使用吸收性玻璃墊,將酸保持在適當的位置,稱為 AGM VRLA電池
  • 另一種是加入細矽微粉製成凝膠,如在管狀凝膠鉛酸電池中

這兩種方法雖然非常不同,但都實現了在凝膠和AGM電池中固定的目標。

它們還提供了重新組合充電釋放的氣體以改造水的額外好處,從而消除了前面提到的淹沒鉛酸電池的加水維護程式的需要。 在這兩種方法中,矽膠電解質的使用被普遍認為是深放電管狀凝膠鉛酸電池設計的最佳解決方案。 這主要有兩個原因:首先是使用凝膠電解質允許使用管狀正極鉛板,這被認為是為鉛酸電池提供最佳的深迴圈性能。 第二個原因是,在管狀凝膠電池中,避免了與深度放電和無氣體的有限電壓充電相關的酸分層。

如果您有像太陽能電池應用那樣的深迴圈要求,這些都是顯著的優勢。 管狀鉛板電池的使用提供了最強大的鉛酸管狀凝膠電池設計,具有所有鉛酸設計中最高的深迴圈能力。 管狀凝膠電池中的抗分層性在許多以部分充電狀態(PSoC)運行的應用中具有很大的好處,例如待機電源,UPS和太陽能清潔環境市場。

管狀凝膠電池 - 長壽命

由於電解質是凝膠形式的,因此管狀凝膠電池中沒有洩漏的風險。 由於它們不會洩漏,管狀凝膠電池可以在任何方向上使用。 如果管狀凝膠電池掉落或破裂,則不會有酸溢出。 不會因為意外溢出的酸而造成環境破壞,例如從淹沒的電池中溢出。 管狀凝膠電池具有抗振動和衝擊的能力。 它們不會像在大型電池組安裝的淹沒電池中那樣釋放爆炸性氣體。

管狀凝膠電池 – 從深度放電中快速恢復

它們從深度放電或長時間排出后恢復得更快。 它們具有巨大的使用壽命,並且無需維護!

管狀凝膠電池的唯一缺點是與淹沒電池或AGM電池相比,初始成本更高。 管狀凝膠電池的成本通常比普通電池高出30%至40%。 雖然這個成本似乎更多,但很容易被上面解釋的投資回報率所抵消。 除了成本之外,只有優勢!

管狀凝膠電池 – 主要設計

那麼管狀鉛板和GEL電解質的這種組合是如何工作的呢? 要理解,我們必須查看影響電池性能的幾個元素,它們是:
一種電解質,其固定為GEL以確保不溢出,並且還能夠將充電時釋放的氫氣和氧氣(在壓力下保持在電池內部)的運輸重新組合以形成水。 固定化的好處進一步擴展,它防止在細胞內產生具有不同密度的酸層,稱為酸分層。

在淹沒電池中,有時是AGM VRLA設計中,充電期間在鉛板上產生的緻密重力硫酸會通過重力下降到電池的底部,從而將較弱的比重酸留在頂部。 在這種情況下,電池會因電池硫酸化、容量過早損失 (PCL) 和電網腐蝕而發生早期故障。 管狀 凝膠電池通過酸的”凝固”克服了這個問題,並且不會遭受酸分層 – 在非常高的電池中,這是一種嚴重的故障模式,需要保持垂直。 Microtex擁有一家從德國進口的管狀凝膠電池製造廠,並使用高檔進口氣相二氧化矽,使其管狀凝膠電池具有不折不扣的使用壽命和性能。

吸水性玻璃墊或AGM電池使用像海綿一樣的玻璃墊來保持電池內的硫酸。 沒有遊離硫酸,通常被稱為饑餓電解質條件電池。 AGM類型的電池使用扁平鉛板用於正極和負極,這與管狀正極板不同,更容易腐蝕。 與管狀凝膠電池類型電池相比,AGM電池的壽命較短。

管狀凝膠型電池採用管狀設計電池鉛板。

這本質上是一個壓鑄鉛合金脊柱,而不是重力鑄造網格,它被織物手套覆蓋,然後填充正向活性材料(PAM)。 這可以是乾氧化鉛粉末或濕氧化鉛漿料。 板的管狀凝膠電池設計有幾個優點:首先是它與硫酸接觸具有更高的表面積,以提供更好的材料利用率(高達60%)。 (如上圖所示)。 第二個原因是,管狀凝膠型電池和2V電池在整個鉛酸電池系列中具有最高的循環壽命。

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

包含在線性距離a到c中的板面積取決於板長度L
假設兩個板的板長度 L 相同,則平板和管狀板設計的一個板表面的硫酸接觸面積將分別由以下公式定義:
長度 a 到 c (AC) 乘以 L,弧的長度 ab 和 bc 乘以 L
平板單面接觸面積 = ca x L
管板單面接觸面積 = (弧 ab + 弧 bc) x L x (管數-1)

平板一面的酸接觸面積= L x ca
管狀板一面的酸接觸面積 = (L x Π x ca)/2
管板面積與平板面積之比 = (L x Π x ca)/2 (L x ca)
管板/平板的近似理論面積增加 = Π/2=1.6
這忽略了平板的板邊緣和網格框架

在標準的深循環測試條件下(80%的放電深度),管狀設計中的一些2v電池可以在容量降至其原始值的80%之前實現超過2,000次迴圈。 正脊柱中使用的耐腐蝕合金確保了市場上任何2v VRLA管狀凝膠電池最長的使用壽命。 Microtex 製造自己的鉛合金,以確保其 2v 電池的最高品質和最佳規格。 使用具有高錫含量的優化鉛 – 鈣合金,可確保有效防止由於正電網增長和脊柱腐蝕而導致的電池過早失效。

這不是最便宜的材料,也不是自製造,也不是獲得鉛酸管狀凝膠電池元件的最便捷方式,但它確實提供了最佳的控制形式,以滿足Microtex管狀凝膠電池聞名的苛刻質量標準。 正極管板和扁平負極板中使用的定製鉛鈣錫合金幾乎消除了電荷上產生的氫氣和氧氣。 由於產生的氣體量並不大(如傳統的淹沒電池設計),因此它們可以在SMF電池的工作壓力下重新組合以形成水。 由於Microtex合金產生的氣體非常少,因此可以防止因水損失而導致的過早失效。

當水在充電過程中分解時,分別在負極和正極產生氫氣和氧氣。 涉及電解水時產生的負氧和正氫離子的簡化鉛酸電池反應是:

• 水分解充電:H2O = 2H+ + O-
• 正極板上的氣體析出反應:2O- – 2e = O2 氣體
• 負板上析氣反應:2H+ + 2e = H2 氣體

從這些簡化的方程中,我們可以看到,水分解產生的帶電氧和氫離子作為離子物質在溶液中。

然後,它將它們吸引到帶相反電荷的電極上,其中(由於充電過程的電化學)通過獲得電子來減少氫,並且通過失去電子來氧化氧。 由於氣體隨後被捕獲,因此水從電解質中流失。 然而,管狀凝膠電池設計有效地將這些氣體包含在固定電解質中產生的空隙中,這些空隙現在成為小氣穴。 這些口袋有效地儲存了成為儲層的氣體,以便隨後重組形成水。

多管狀手套.jpg
PVC-Battery-Separators.jpg

管狀凝膠電池需要高質量的結構材料:特別是,板材和PVC隔膜中使用的多管手套(PT袋)由Microtex按照鉛酸電池行業中最苛刻的規格製造。 這確保了 PT 袋手套中的高爆破壓力,以抵抗活性物質的循環體積變化。 如果使用爆破強度較低的PT袋的低等級材料,這種體積變化可能導致脫模和容量損失。

同樣,Microtex經過時間考驗的 PVC隔膜 在硫酸中具有最佳的孔隙率,低收縮率和高穩定性。 這確保了管狀凝膠電池即使在非常艱苦的條件下也能以最小的內阻和保證的使用壽命滿足其設計標準。

在購買元件的材料規格上毫不妥協,例如用於控制電池內部壓力的泄壓閥。 除非洩壓閥具有完全相同的開啟壓力,否則某些電池可能會因氣體逸出而造成水損失。 這會導致管狀凝膠電池的單個電池之間的不平衡,從而導致早期故障。 使用最高品質的元件可確保在管狀凝膠電池運行期間,電池之間的內阻變化最小。

同樣,連接器和容器使用最適合這項工作的材料,並由經過認證的製造商根據Microtex的苛刻規格提供。 Microtex 的外購元件的設計、結構材料和規格是數十年經驗以及與供應商和客戶密切合作和支持的結果。 正是這種專注且不折不扣的客戶滿意度方法,有助於使Microtex從競爭對手中脫穎而出。

管狀凝膠電池內活性物質的良好平衡。

任何設計的任何鉛酸電池的性能和壽命都主要取決於三種活性材料的量:正極活性材料 (PAM),負活性物質(NAM)和酸。 在充滿電的鉛酸電池中,PAM是二氧化鉛,NAM是海綿狀純鉛。 它們在以下電池反應中與硫酸電解質一起反應,形成硫酸鉛和水:
• PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
• (PAM) (NAM) (酸) (放電板) (水)
這被稱為雙硫酸鹽理論,它預測了提供電池額定容量所需的最小活性物品質。

然而,這是真實的,而不是理論世界。 在實踐中,材料的物理特性,材料品質和製造過程的品質也會影響需要多少材料以及電池的使用壽命。 PAM的效率低於NAM,並且可能需要高達20%的效率才能提供與負極材料相同的容量。 除此之外,材料的利用率越高,預期壽命越低。 更複雜的是,在考慮重組管狀凝膠電池時,優化的平衡發生了變化。

Microtex與國際德國和英國專家合作,優化了材料和製造工藝,以在其管狀凝膠電池中產生板材料和硫酸含量之間的最佳平衡。 可以說,管狀凝膠電池的性能和預期壽命可能是鉛酸電池行業其他行業所羡慕的。

管狀凝膠電池的其他重要方面是其範圍和尺寸。 有許多應用,大多具有不同的容量、電壓和性能要求。 除此之外,還有必須安裝電池的容器或空間,在這些情況下,安裝它們的人的技能也是一個重要的考慮因素。 在這方面,Microtex已經涵蓋了所有的基礎,Microtex管狀凝膠電池具有廣泛的12v單體和2V管狀凝膠電池單元,具有各種尺寸和容量,以滿足甚至核電站的嚴格要求。

管狀凝膠電池組是完全絕緣的,設計用於承載偶爾或頻繁的高速率放電所需的高負載。 全系列2v OPzV管狀凝膠電池適用於電信,太陽能,備用,開關設備和控制,發電站和變電站,核電和火力發電站,具有可靠耐用備用電源和儲能的輸電變電站等應用。

定製或標準尺寸的電池採用絕緣鋼容器,對於Microtex技術和製造團隊來說都不是問題。 我們免費提供高水平的技術支援,幫助客戶設計出滿足其要求的最佳和最具成本效益的安裝。 這包括在客戶的場所設計和安裝區域 4 抗震機架和外殼。

Please share if you liked this article!

Did you like this article? Any errors? Can you help us improve this article & add some points we missed?

Please email us at webmaster @ microtexindia. com

On Key

Hand picked articles for you!

平板電池

平板電池

平板電池 與管狀電池相比,平板電池的壽命更短。 隨

加入我們的時事通訊!

加入我們的8890名令人驚歎的人的郵件清單,他們正在迴圈使用我們最新的電池技術更新

在此處閱讀我們的隱私政策 – 我們承諾我們不會與任何人分享您的電子郵件,也不會向您發送垃圾郵件。 您可以隨時取消訂閱。

Do you want a quick quotation for your battery?

Please share your email or mobile to reach you.

We promise to give you the price in a few minutes

(during IST working hours).

You can also speak with our VP of Sales, Balraj on +919902030022