当今阀控式密封铅蓄电池有两类，即分别采用玻璃纤维隔板和硅凝胶二种不同方式来“固定”硫酸电解液。它们都是应用阴极吸收原理使电池得以密封的，但给阳极析出的氧抵达阴极提供的通道是不同的，因此二种电池的性能各有所长。

1  历史的简单回忆

   铅酸蓄电池从问世到往常，不断是军用民用范畴中运用最普遍的化学电源。由于它运用硫酸电解液，运输过程中会有酸液流出，充电时会有酸雾析出来，对环境和设备形成损伤，人们就试图将电解液“固定”起来，将电池“密封”起来，于是运用胶体电解液的铅酸蓄电池应运而生。

    初期的胶体铅蓄电池运用的胶体电解液是由水玻璃制成的，然后直接加到干态铅蓄电池中。这样固然到达了“固定”电解液或减少酸雾析出的目的，但却使电池的容量较原来运用自在电解液时的电池容量要低20%左右，因此没有被人们所承受。

我国在50年代也展开了初期胶体电池的研制工作，到60年代末也就根本上中止了。但是70年代后期至80年代，国内又有一些非电池行业界的人应用媒体大肆宣扬本人创造了固体电解质的铅蓄电池，声称使电池容量和寿命进步1倍。这种经不起

事实检验的肥皂泡式的“创造发明”，不只未能使铅蓄电池性能有所进步，而且还败坏了胶体蓄电池的名声。

    简直在研制胶体电池的同时，采用玻璃纤维隔阂的阴极吸收式密封铅蓄电池却降生了，它不但使铅蓄电池消弭了酸雾，而且还表现出内阻小、大电放逐电特性好的优点。因此在国民经济中，特别是原来运用固定型铅蓄电池的场所，得到了疾速的推行和应用，于是人们就把胶体铅蓄电池抛在脑后了。

    80年代，德国阳光公司的胶体密封铅蓄电池产品进入中国市场，多年来运用效果标明它的性能的确不同于以前的胶体铅蓄电池。这就迫使人们要重新认识胶体铅蓄电池。

    本文将依据近年来的两种阀控式密封铅蓄电池的研制、消费和运用效果对它们停止比拟，供选用电池的同事们作参考。

2  电池的工作原理

    不管是采用玻璃纤维隔阂的阀控式密封铅蓄电池(以下简称AGM密封铅蓄电池)还是采用胶体电解液的阀控式密封铅蓄电池(以下简称胶体密封铅蓄电池)，它们都是应用阴极吸收原理使电池得以密封的。

    电池充电时，正极会析出氧气，负极会析出氢气。正极析氧是在正极充电量到达70%时就开端了。

析出的氧抵达负极，跟负极起下述反响，到达阴极吸收的目的。

    2Pb十O2=2PbO

    2PbO十2H2SO4：2PbS04+2H20

    负极析氢则要在充电到90%时开端，再加上氧在负极上的复原作用及负极自身氢过电位的进步，从而防止了大量析氢反响。

    对AGM密封铅蓄电池而言，AGM隔阂中固然坚持了电池的大局部电解液，但必需使10%的隔阂孔隙中不进入电解液。正极生成的氧就是经过这局部孔隙抵达负极而被负极吸收的。

    对胶体密封铅蓄电池而言，电池内的硅凝胶是

以SiQ质点作为骨架构成的三维多孔网状构造，它将电解液包藏在里边。电池灌注的硅溶胶变成凝胶后，骨架要进一步收缩，使凝胶呈现裂痕贯串于正负极板之间，给正极析出的氧提供了抵达负极的通道。

    由此看出，两种电池的密封工作原理是相同的，其区别就在于电解液的“固定”方式和提供氧气抵达负极通道的方式有所不同。

3  电池构造和工艺上的主要差别

    AGM密封铅蓄电池运用纯的硫酸水溶液作电解液，其密度为1.29—1.3lg/cm3。除了极板内部吸有一局部电解液外，其大局部存在于玻璃纤维膜之中。为了给正极析出的氧提供向负极的通道，必需使隔阂坚持有10%的孔隙不被电解液占有，即贫液式设计。为了使极板充沛接触电解液，极群采用紧装配的方式。

    另外，为了保证电池有足够的寿命，极板应设计得较厚，正板栅合金采用Pb'-q2w-Srr--A1四元合金。

    胶体密封铅蓄电池的电解液是由硅溶胶和硫酸配成的，硫酸溶液的浓度比AGM式电池要低，通常为1.26～1.28g/cm3。电解液的量比AGM式电池要多20%，跟富液式电池相当。这种电解质以胶体状态存在，充溢在隔阂中及正负极之间，硫酸电解液由凝胶包围着，不会流出电池。

    由于这种电池采用的是富液式非紧装配构造，正极板栅资料能够采用低锑合金，也能够采用管状电池正极板。同时，为了进步电池容量而又不减少电池寿命，极板能够做得薄一些。电池槽内部空间也能够扩展一些。

4  电池放电容量

    初期的胶体蓄电池的放电容量只要富液式电池的80%左右，这是由于运用性能较差的胶体电解液直接灌人未加改动的富液式电池之中，电池的内阻较大，电解质中离子迁移艰难惹起的。

    近来的研讨工作标明，改良胶体电解液配方，控制胶粒大小，掺人亲水性高分子添加剂，降低胶液浓度进步浸透性和对极板的亲合力，采用真空灌装工艺，用复合隔板或AGM隔板取代橡胶隔板，进步电池吸液性；取消电池的沉淀槽，适度增大极板面积活性物质的含量，结果可使胶体密封电池的放电容量到达或接近启齿式铅蓄电池的程度。

    AGM式密封铅蓄电池电解液量少，极板的厚度较厚，活性物质应用率低于启齿式电池，因此电池的放电容量比启齿式电池要低10%左右。与当今的胶体密封电池相比，其放电容量要小一些。

  5  电池内阻及大电放逐电才能铅蓄电池的内阻是由欧姆内阻、浓差极化内阻、电化学极化内阻组成的。前者包括极板、铅零件、电解液、隔极电阻。AGM密封铅蓄电池所用的玻璃纤维隔板具有90%的孔率，硫酸吸附其内，且电池采用紧装配方式，离子在隔板内扩散和电迁移遭到的障碍很小，所以AGM密封铅蓄电池具有低内阻特性，大电流快速放电才能很强。

    胶体密封铅蓄电池的电解液是硅凝胶，固然离子在凝胶中的扩散速度接近在水溶液中的扩散速度，但离子的迁移和扩散要遭到凝胶构造的影响，离子在凝胶中扩散的途径越弯曲，构造中孔隙越狭窄，所遭到的障碍也越大。因此胶体密封铅蓄电池内阻要比AGM密封铅蓄电池要大。

    但是实验结果标明胶体密封铅蓄电池的大电放逐电性能依然很好，完整满足有关规范中对密封电池大电放逐电性能的请求。这可能是由于多孔电极内部及极板左近液层中的酸和其他有关离子的浓度在大电放逐电时起到关键性的作用。

  6  热失控

    热失控指的是：电池在充电后期(或浮充状态)由于没有及时调整充电电压，使电池的充电电流和温度发作一种累积性的互相加强作用，此时电池的温度急剧上升，从而招致电池槽收缩变形，失水速度加大，以至电池损坏。

    上述现象是AGM密封铅蓄电池在运用不当时.

  而呈现的一种具有很大毁坏性的现象。这是由于AGM密封铅蓄电池采用了贫液式紧装配设计，隔板中必需坚持10%的孔隙不准电解液进入，因此电池内部的导热性差，热容量小。充电时正极产生的氧抵达负极和负极铅反响时会产生热量，如不及时导走，则会使电池温度升高；如若没有及时降低充电电压，则充电电流就会加大，析氧速度增大，又反过来使电池温度升高。如此恶性循环下去，就会惹起热失控现象。

    关于启齿式铅蓄电池而言，由于不存在阴极吸收氧气现象，再加上其电解液量比拟大，电池散热容易，热容量也大，当然不会呈现热失控现象。胶体密封铅蓄电池的电解液量用得和启齿式铅蓄电池相当，极群四周及与槽体之间充溢凝胶电解质，有较大的热容量和散热性，不会产生热量积聚现象。

德国阳光公司的胶体密封铅蓄电池进入中国市场已有十余年，几家代理商均说没有听到用户反映电池有热失控现象。

7  运用寿命

    影响阀控式密封铅蓄电池运用寿命的要素很多，既有电池设计和制造方面的要素，又有用户运用和维护条件方面的要素。就前者而言，正极板栅耐腐蚀性能和电池的水损耗速度乃是两个最主要的要素。由于正板栅的厚度加大，采用Pb—Ca—Sn--A1四元耐蚀合金，则依据板栅腐蚀速度推算，电池的运用寿命可达10～15年。但是从电池运用结果来看，水损耗速度却成为影响密封电池运用寿命的最关键性要素。

    关于AGM密封铅蓄电池而言，由于采用贫液式设计，电池容量对电解液量极为敏感。电池失水10%，容量将降低20%；损失25%水份，电池寿命完毕。但是胶体密封铅蓄电池采用了富液式设计，电解液密度比AGM密封铅蓄电池低，降低了板栅

合金腐蚀速度；电解液量也比后者多15%～20%，对失水的敏理性较低。这些措施均有利于延长电池运用寿命。依据德国阳光公司提供的材料，胶体电解液所含的水量足以使电池运转12～14年。电池投入运转的第一年，水损耗4%—5%，随后逐年减少，4年之后总的水耗损只要2%。OP2V型密封电池在2.27V/单体条件下浮充运转10年后，其容量还有90%。从国内一些邮电通讯部门的反映来看，固然阳光公司的胶体密封铅蓄电池售价较高，但其运用寿命却善于国产的AGM密割·铅蓄电池。

8  复合效率

    复合效率是指充电时正极产生的氧气被负极吸收复合的比率。充电电流、电池温度、负极特性和氧气抵达负极的速度等要素，均会影响密封电池的气体复合效率。

    依据德国阳光公司提供的胶体密封铅蓄电池产品阐明书引见，胶体密封铅蓄电池产品运用初期，氧复合效率较低，但运转数月之后，复合效率可达95%以上。这种现象也能够从电池的失水速度得到考证，胶体密封铅蓄电池运转第一年失水速度

较大，到达4%～5%，以后逐步减少。形成上述特性的主要缘由，看来胶体电解质在构成初期，内部没有或极少有裂痕，没有给正极析出的氧提供足够的通道。随着胶体的逐步收缩，则会构成越来越多的通道，那么氧气的复合效率必然逐步进步，水损耗也必然减少。

    AGM式密封铅蓄电池隔阂中有不饱和空隙，提供了大量的氧气通道，因此其氧气复合效率很高，新电池能够到达98%以上。

9 选用名副其实的胶体密封铅蓄电池

    以上谈及的胶体密封铅蓄电池的一些特性，乃是当今国内外新一代胶体密封铅蓄电池才具有的性质。这种电池运用的胶体电解质在性能上有别于早期胶体电池运用的胶体电解质，后者是用普通水玻璃制成的，或由普通市售的硅溶胶配成的。此外，新一代胶体密封铅蓄电池的构造和选材上也不同于普通的铅蓄电池。