管狀凝膠電池。

什麼是管狀凝膠電池?

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管狀凝膠電池。

There are distinct advantages of lead-acid battery technology compared to lithium-ion battery & other electrochemical systems. Affordability, reliability, recyclability and safety are key issues in choosing the right battery for a particular application and lead-acid batteries will score highly in these categories. There is, however, a drawback when using conventional flooded lead-acid batteries for deep cycle applications. This is the maintenance required in topping up the batteries due to water loss by gassing. In many applications, like in traction battery applications, there is a need to completely recharge a battery in a limited time frame.

This normally will require higher voltages which in turn leads to the breakdown and loss of water from the electrolyte through gassing. These flooded lead-acid batteries will require topping up with water, creating inconvenience and costs and in large installations which often requires expensive extraction equipment. There are also other disadvantages, particularly with transport, storage and disposal. The liquid acid in the lead-acid battery is classified as a hazardous material for transport. Whilst this is not considered a problem within the industry, which operates using safe and proven procedures, it is much better to immobilise the acid to prevent spillages.

管狀凝膠電池 - 酸是如何固定的。

酸固定化的一個幸運後果是,它創造了重新組合氫氣和氧氣的能力,這些氫氣和氧氣是在充電時電池內部水分解產生的。 酸固定有兩種主要方法:

  • 使用吸收玻璃墊,將酸放在稱為 AGM VRLA 電池和。
  • 另一種,加入細矽粉,使凝膠,如在管狀凝膠電池。

這兩種方法雖然大相徑庭,但實現了固定化的目標。

They also provide the added benefit of recombining the gases released on charge to reform water, thereby removing the need for the water-addition maintenance procedures mentioned earlier for flooded lead-acid batteries. Out of these two methods, the use of silica-gelled electrolyte is universally recognised as the best solution for deep discharge tubular gel battery designs. There are two main reasons for this: the first is that the use of gelled electrolyte allows a tubular positive plate to be used, which is recognised as providing the best deep cycle properties for lead-acid batteries. The second reason is that the stratification of acid associated with deep discharges and limited-voltage recharging without gassing is avoided, in tubular gel battery.

管狀凝膠電池 - 主要優點。

These are significant advantages if you have deep cycle requirements as in solar battery applications. The use of tubular plate batteries provides the most robust lead-acid tubular gel battery design with the highest deep cycle capability of all lead-acid designs. The resistance to stratification, in tubular gel battery is of great benefit in many applications which operate at partial state of charge (PSoC) such as standby power, UPS and Solar Energy clean environment markets.

管狀凝膠電池的主要優點是無需為電池進行充電。 那麼,為什麼缺乏充值,這樣的優勢呢? 您必須考慮在難以訪問的偏遠地區維護鉛酸電池的問題。 在被淹沒的電池中,如果你忘記用水來充水,它們可能會乾涸和失效。 定期或每季度訪問一次,維護這些被淹沒的電池的成本可能非常高。 對於企業來說,這會使安裝不經濟。

管狀凝膠電池 - 免維護。

這種昂貴的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因缺乏維護而出現故障,對信譽和聲譽的影響可能相當大。 對於私人用戶來說,這同樣令人沮喪。 例如,有時必須使用已安裝的電池並獲得蒸餾水並非易事,更不用說保存可能保修索賠的日誌和記錄了。 當然,在有些情況下,我們只是非常忙碌,訪問和維護電池可能是一次非常浪費時間的練習。

凝膠電池的管狀板。
凝膠電池的管狀板。
微特克斯凝膠電池。
微特克斯凝膠電池。

There are also those clean environments where charging batteries can produce damaging or even explosive fumes, particularly in confined spaces. This is particularly relevant for batteries used in computer backup and medical equipment applications where batteries are kept in cabinets or inside complex and sensitive equipment. To remove fumes from charging batteries it is sometimes necessary to install expensive extraction equipment to remove explosive hydrogen gas and corrosive acid fumes from confined spaces in cabinets or equipment.

管狀凝膠電池 - 無洩漏。

醫院和食品儲存中也有清潔的環境應用。 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類健康。 再看看消費者的應用,他們最不需要的就是家裡、車庫或太陽能發電庫的電池,充電時產生爆炸性氣體或腐蝕性煙霧。
它們是密封電池。 不要洩漏。 沒有酸洩漏的風險。 它們無需維護。 它們被歸類為運輸、鐵路或航空無危險品。 端子沒有任何腐蝕。

管狀凝膠電池 - 長壽命。

由於電解質為凝膠形式,因此管狀凝膠電池中無洩漏風險。 由於它們不能洩漏,管狀凝膠電池可以放置在任何方向。 如果管狀凝膠電池跌落或斷裂,不會因意外從濕電池中溢出的酸而造成溢出的酸損傷。 管狀凝膠電池旨在抵抗振動和衝擊。 它們不會像在大型電池庫安裝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。

它們從深度放電中恢復得更快,或者如果長時間放電。 他們有一個巨大的壽命 & 來免維護!

管狀凝膠電池的唯一缺點是初始成本與充斥電池或 AGM 電池相比。 管狀凝膠電池通常比普通電池多花 30 到 40%。 雖然這種成本似乎更多,但很容易被上述投資回報率所抵消。 除了成本只有優勢!

管狀凝膠電池 . 關鍵設計。

那麼,這種管板和GEL電解質的組合是一種如何工作呢? 要瞭解,我們必須查看幾個有助於電池性能的元素,這些元素包括:
一種電解質,作為凝膠固定,以確保不溢出,並能夠運輸在充電時釋放的氫氣和氧氣(在壓力下在電池內舉行)以形成水。 固定的好處進一步擴大,它防止在細胞內產生不同密度的酸層,稱為酸分層。

在被淹沒的電池,有時AGM VRLA設計中,充電過程中在板上產生的密度更稠密的重力酸會因重力而下降到電池的底部,使較弱的比重酸留在頂部。 在這種情況下,電池因電池硫化、過早容量損失 (PCL) 和電網腐蝕而早早失效。 管狀凝膠電池克服了這個問題的酸的『凝膠化』和不遭受酸分層 – 一個嚴重的故障模式,在非常高的細胞需要保持垂直。 Microtex 擁有從德國進口的管狀凝膠電池製造廠,使用高檔進口薰蒸二氧化矽,為管狀凝膠電池提供不折不扣的使用壽命和性能。

吸水玻璃墊或AGM電池使用像海綿一樣的玻璃墊來保留電池內的酸。 沒有自由酸和通常被稱為饑餓的電解質條件電池。 AGM 電池使用平板進行正極和負極,這與管狀正極板不同,更容易腐蝕。 與管狀凝膠電池相比,AGM 電池的使用壽命更小。

管狀凝膠電池使用電池板的管狀設計。 這基本上是一個壓力鑄造鉛合金脊柱,而不是重力鑄造網格,這是覆蓋織物鬼怪,然後充滿正活性材料(PAM)。 這可以是干鉛氧化物粉,也可以是濕鉛氧化物漿料。 板材的管狀凝膠電池設計有幾個優點:第一是它與酸接觸的表面面積較高,可提供更好的材料利用率(60%)。 (如上圖所示)。 第二個原因,管狀凝膠電池和2v電池具有最高的循環壽命的整個鉛酸電池範圍。

與管狀與平板表面接觸的附加酸區。
與管狀與平板表面接觸的附加酸區。

線性距離 a 到 c 中包含的板區域取決於板長度 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面的酸接觸面積將分別通過以下方式定義:
長度 a 到 c (AC) 時間 L 和弧線 ab 和 bc 時間 L 的長度。
平板單側接觸區域 = ca x L。
管狀板單側接觸區域 = (弧 ab = arc bc) x L x (管 – 1 無)

平板一個表面的酸接觸面積 = L x ca。
管板一個表面的酸接觸面積 = (L x = x ca)/2。
管狀板面積與平板面積的比率 = (L x + x ca)/2 (L x ca)
管面/平板的近似理論面積增加 = +/2=1.6。
這忽略了平板板的板邊和柵格框架。

在標準深度循環測試條件下(80% 的放電深度),管狀設計中某些 2v 電池可以實現 2,000 多個循環,然後容量降至原始值的 80%。 正脊柱中使用的耐腐蝕合金可確保市場上任何 2v VRLA 管狀凝膠電池的使用壽命最長。 Microtex 生產自己的鉛合金,以確保其 2v 電池具有最高的品質和最佳規格。 使用優化的鉛 – 含錫量高的鈣合金可確保有效防止因電網正增長和脊柱腐蝕而導致的電池過早故障。

This is not the cheapest material and self-manufactured not the most convenient way of obtaining the components for lead-acid tubular gel battery, but it does give the best form of control to meet the demanding quality standards for which Microtex tubular gel battery are renowned. Tailor-made lead calcium tin alloys used in the positive tubular plates and flat negative plates almost eliminate the hydrogen and oxygen gases produced on a charge. Because the volumes of gas produced are not excessive (as with conventional flooded battery designs) they can be recombined to form water within the operating pressure of the SMF battery. Because the Microtex alloys produce so little gas, premature failure due to water loss is prevented.

當水在充電過程中分解時,氫氣和氧氣分別產生在負極和正極。 在水電解時產生的負氧和正氫離子的簡化鉛酸電池反應包括:

• 充電時水分解: H2O = 2H = O-
• 正板上的氣體演化反應:2O- + 2e = O2 氣體。
• 負板上的氣體演化反應:2H= 2e = H2 氣體。

從這些簡化的方程中,可以看到水分解產生的帶電氧離子和氫離子是作為離子物種的溶液。

然後,它們被吸引到相反充電的電極上(由於充電過程的電化學),氫通過獲得電子而減少,而氧氣通過失去電子而氧化。 由於氣體隨後被捕獲,水會從電解質中丟失。 然而,管狀凝膠電池設計有效地包含這些氣體在固定電解質中產生的空隙中,這些電解質現在變成了小氣袋。 這些口袋有效地儲存了成為儲層的氣體,以便隨後重新組合形成水。

凝膠電池的 PT 袋。
凝膠電池的 PT 袋。
凝膠電池分離器。
凝膠電池分離器。

管狀凝膠電池需要高品質的建築材料:特別是,板中使用的多管護目鏡(PT袋)和PVC分離器由Microtex按照鉛酸電池行業最苛刻的規格製造。 這可確保PT袋中的高爆裂壓力,以抵抗活性材料的循環體積變化。 如果使用具有較低沖積力的較低等級材料 PT 袋,這種體積變化可能導致粘貼脫落和產能損失。

同樣,Microtex 的時間測試 PVC 分離器具有最佳的孔隙度、低收縮率和高硫酸穩定性。 這可確保管狀凝膠電池符合其設計標準並保證使用壽命,即使在非常艱苦的條件下。

對購買元件(如用於控制電池內部壓力的壓力釋放閥)的材料規格不折不扣。 除非減壓閥的開路壓力完全相同,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細胞之間的不平衡,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操作期間,電池與電池的變異最小。

同樣,連接器和容器使用最佳材料進行作業,由認證製造商根據Microtex的要求規格提供。 Microtex 的設計、建築材料和購買元件的規格是數十年經驗的結果,他們與其供應商和客戶密切合作,支援這些產品。 正是這種專注且不折不扣的客戶滿意度方法,説明 Microtex 與競爭對手區別開來。

管狀凝膠電池內活性材料的平衡良好。

任何設計鉛酸電池的性能和壽命都嚴重取決於三種活性材料的含量:正活性材料 (PAM)、負活性材料 (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。 這些反應與硫酸電解質一起形成鉛硫酸鹽和水在以下電池反應:
• PbO2 = Pb = 2H2SO4 = 2pbSO4 = 2H2O。
• (PAM) (NAM) (ACID) (放電板) (水)
這稱為雙硫酸鹽理論,它預測了提供電池額定容量所需的最小活性材料量。

然而,這是真實的,而不是理論的世界。 在實踐中,材料的物理特性、材料品質和製造工藝的品質也會影響所需材料量和電池在使用壽命中的時間。 PAM 的效率低於 NAM,最高為 20%,因此可能需要更多才能提供與負材料相同的容量。 此外,材料利用率越高,預期壽命越低。 使問題複雜化的優化平衡變化時,考慮重組管狀凝膠電池。

Microtex 與國際德國和英國專家合作,優化了材料和製造工藝,以在板材和管狀凝膠電池中的酸含量之間實現最佳平衡。 可以說,管狀凝膠電池的性能和使用壽命可能是鉛酸電池行業其他行業羡慕的。

管狀凝膠電池的有用性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,安裝電池的人的技能也是一個重要的考慮因素。 在這方面,Microtex 已經覆蓋了所有基地,Microtex 管狀凝膠電池廣泛範圍為 12v 單體電池和 2V 管狀凝膠電池電池,其尺寸和容量不一,可滿足核電站的嚴格要求。

The tubular gel battery banks are fully insulated and designed to carry the high loads necessary for occasional or frequent high-rate discharges. The complete range of 2v OPzV tubular gel battery provides for applications like telecom, solar, standby, switchgear and controls, power generating stations and substations, nuclear and thermal power stations, electricity transmission substations with reliable and durable backup power and energy storage.

對於 Microtex 技術和製造團隊來說,在絕緣鋼容器中按訂單或標準尺寸製造的電池沒有問題。 提供高水準的技術援助,無需額外付費,幫助客戶設計最佳且最具成本效益的安裝,以滿足其需求。 這包括在客戶場所設計和安裝 4 號地震機架和外殼。

凝膠電池。
凝膠電池。
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