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AGM电池和胶体电池一样吗?

2023-05-11 21:27:27 点击:

     尽管这两种类型都属于阀控 (VR) 类型的电池,但这两种类型之间的主要区别在于电解液。 AGM 用作 AGM 电池中的隔膜,其中整个电解液都包含在极板的孔隙和高度多孔的 AGM 隔膜的孔隙中。 AGM 隔板的典型孔隙率范围为 90-95%。 不使用额外的分隔符。 在填充电解液和后续加工过程中,要注意 AGM 没有被电解液饱和,并且至少有 5% 的空隙没有被酸填充。 这是为了便于氧气循环的操作。

AGM 电池与凝胶

在充电过程中,氧气从正极板通过隔板输送到负极板。 只有当分离器没有完全饱和时,这种传输才能有效地发生。 95%或更低的饱和度水平是优选的。 (孔隙率:它是 AGM 中孔隙体积占材料总体积的百分比,包括孔隙)。

但是在凝胶电解质电池中,电解质与气相二氧化硅粉末混合以固定它,从而使凝胶电池变得不溢出。 隔板是聚氯乙烯 (PVC) 或纤维素类型。 在这里,氧气通过凝胶基质中的裂缝和裂缝扩散。 凝胶电池可以用粘贴式或管式板构成。 这两种胶体电池都有单向释放阀,并根据“内氧循环”原理工作。

在两种 VRLA 电池类型中,都留有足够的空隙空间,允许氧气通过气相快速传输。 只需溶解氧渗透负极表面的薄润湿层,内部氧循环的效率接近100%。 当电池最初被电解液饱和时,它会阻碍氧气的快速传输,从而导致水分流失增加。 在循环过程中,这种“湿”电池会产生有效的内部氧循环。

对于大多数应用,两种类型的 VRLA 电池之间的差异很小。 对比相同尺寸和设计的电池,胶体电池的内阻略高,主要是因为采用了传统的隔膜。 AGM 电池具有较低的内阻,因此 AGM 电池是高负载应用的首选。 [D. Berndt, J 电源 95 (2001) 2]

另一方面,在凝胶电池中,酸的结合力更强,因此重力的影响几乎可以忽略不计。 因此,胶体电池不显示酸分层。 一般来说,它们在循环应用中表现优异,并且高凝胶电池也可以在直立位置运行,而通常建议在水平位置运行高 AGM 电池,以将隔板的高度限制在 30 厘米左右。
在凝胶电解质中,大部分氧气必须围绕隔板。 聚合物隔板充当氧气传输的屏障并降低传输速率。 这也是胶体电池内部氧循环的最大速率较低的原因之一。

另一个原因可能是表面的某个部分被凝胶掩盖了。 这个最大速率的粗略数字在 AGM 电池中为 10 A/100 Ah,在胶体电池中为 1.5A/100Ah。 超过此最大值的充电电流会导致气体逸出,就像在排气电池中一样。 但这种限制通常不会影响充电或浮动行为,因为 VR 铅酸电池在恒定电压下充电,过充电率远低于 1A/100 Ah,即使在每节 2.4V 时也是如此。 凝胶电池内部氧循环的最大速率更有限,甚至提供了这样的优势,即当在过高电压下过度充电时,凝胶电池对热失控不太敏感。

AGM电池的温度为100ºC,而凝胶版本的温度保持在50ºC以下。 因此,胶体电池的浮充电压可以保持在更高的水平,最高可达 50ºC,而不会出现热失控的危险。 这也将使负极板在较高温度下保持良好充电状态。

AGM和凝胶电池之间的真正区别
 

AGM 电池使用的极板通常最大高度为 30 至 40 厘米。 如果使用更高的板,则 AGM 电池应在其侧面使用。 但是在凝胶电池中,没有这样的高度限制。 板高度为 1000 毫米(1 米)的海底凝胶池已经投入使用。
AGM 电池是高电流、短周期应用的首选。 AGM 电池的高倍率性能比阀控凝胶电池的制造成本更高。 但是,凝胶电池非常适合更长的放电时间,并且每单位货币提供更多的能量。

VRLA 平板设计 (OGiV) 与溢流平板设计具有相同的特性。 它们更适合短桥接时间。

在 10 分钟速率下,单位制造成本的功率输出比 VRLA 凝胶管状设计 (OPzV) 高 30%,而在更长的放电时间(30 分钟以上)时,管状 VR 凝胶 OPzV 设计每美元可提供更多功率。 在 3 小时速率下,OPzV 每美元提供 15% 的更高功率。 在 3 小时到 10 小时的区域内,富液管式 OPzS 每美元提供的功率比 OPzV 电池多 10% 到 20%,而在 30 分钟到 100 分钟之间的重要区域,富液管式 (OPzS) 每美元提供相同的功率$ 作为 VRLA 凝胶管状 (OPzV)。


每美元 AGM 电池的电池电量