産品 | 氣相法二氧化矽在膠體(tǐ)蓄電池的應用

發布時間：

2021-02-26

鉛酸蓄電池由法國人普朗特（Gaston Plante）于1859年發明，已經曆了近160年的發展曆程，鉛酸蓄電池不論在交通、通信、電力、軍事還是在航海、航空各個經濟領域，都起到了不可缺少的重要作用。

膠體(tǐ)鉛酸蓄電池是對液态電解質的普通鉛酸蓄電池的改進，用膠體(tǐ)電解液代換了硫酸電解液，在安全性、蓄電量、放(fàng)電性能和使用壽命等方面較普通電池有所改善。其中(zhōng)膠體(tǐ)電解質就是使用氣相二氧化矽作爲膠體(tǐ)。
 

閥控密封式鉛酸蓄電池結構圖


一(yī)

氣相法二氧化矽的結構
氣相二氧化矽是矽的鹵化物(wù)在氫氧火(huǒ)焰中(zhōng)高溫水解生(shēng)成的納米級白(bái)色粉末俗稱白(bái)炭黑。

 

表面未處理的氣相法二氧化矽聚集體(tǐ)是含有多種矽羟基：一(yī)是孤立的、未受幹擾的自由羟基；二是連生(shēng)、彼此形成氫鍵的鍵合矽羟基。氣相法二氧化矽顆粒間一(yī)部分(fēn)是通過羟基的氫鍵作用鏈接在一(yī)起，形成三位網絡結構，一(yī)部分(fēn)的羟基在酸性條件下(xià)硫酸根離(lí)子起到架橋作用，最終二氧化矽微粒子間形成矽氧矽氧鍵，從而達到高強度的凝膠。

 

AEROSIL® 200的電鏡照片

 

氣相法二氧化矽在膠體(tǐ)電池增稠機理

二

氣相法二氧化矽在膠體(tǐ)蓄電池中(zhōng)的使用工(gōng)藝

由于氣相法二氧化矽有較大(dà)的比表面積，在使用時重點在于如何分(fēn)散好氣矽。當分(fēn)散效果好時，就會大(dà)大(dà)增加生(shēng)産效率；如分(fēn)散效果差，則會影響電池性能以及生(shēng)産效率（初始容量降低較大(dà)、灌膠機容易堵塞等）。


目前市場上分(fēn)爲兩個方式：直接法和間接法（又(yòu)稱母液法）

01直接法

直接法

直接将氣相法二氧化矽按照最終比例和硫酸混合，由氣沖進行混合。攪拌不停止。（由于該種方法我(wǒ)德固賽已經在實驗室進行過對比，完全無法将氣矽分(fēn)散，就會造成灌膠困難、電池充電鼓包等現象。建議客戶不使用）

02

間接法

設定好氣相法二氧化矽和水的比例，直接由分(fēn)散設備進行自動吸粉、攪拌，即可得到分(fēn)散性很好的矽膠母液。再将母液直接和稀釋好的硫酸進行混合。
優點：分(fēn)散效果好，自動化程度高，易操作，也是目前大(dà)部分(fēn)電池企業使用的工(gōng)藝。

 

三

氣相法二氧化矽在膠體(tǐ)蓄電池使用影響因素

随着溫度的升高，氣相法二氧化矽凝膠時間會呈現幾何式增長，所以在二氧化矽分(fēn)散液在跟酸混配的時候需要使用冷酸，這樣延遲凝膠時間，利于電池灌膠。
圖片溫度對凝膠時間的影響

 

添加二氧化矽後能明顯提高電池的循環壽命，還能顯著提高電池的配組率

 

不同添加比例AERSIL 200的電性能測試


 

産品問答時刻


Q1:一(yī)般做百分(fēn)比多少固含量的氣相法二氧化矽分(fēn)散液？放(fàng)置時間多久爲宜？

A1：一(yī)般電池企業做7-15%固含量的分(fēn)散液，做好的分(fēn)散液最好在當天内使用完，如果做一(yī)批分(fēn)散液需要用幾天，一(yī)般放(fàng)置在10℃以下(xià)儲存，如果放(fàng)置時間超過7天，需要添加少量氫氧化鈉保持分(fēn)散液穩定性。

Q2：氣相法二氧化矽在小(xiǎo)密動力電池、儲能電池的添加量多少爲宜？

A2：目前市場上主流的20AH小(xiǎo)密動力電池，二氧化矽在電解液硫酸添加比例爲0.5-1%之間；儲能電池根據客戶需求添加2-7%不等。

Q3：海逸有沒有分(fēn)散設備推薦？

A3:目前市場上使用的設備大(dà)部分(fēn)都是德國的BRT 分(fēn)散乳化均質機，能夠充分(fēn)實現AEROSIL® 200高質量的分(fēn)散。

Q4:赢創和新安化工(gōng)在鎮江合資(zī)的氣相法二氧化矽工(gōng)廠進展如何？建成後生(shēng)産出來的AEROSIL® 200質量有沒有變化？

A4：赢創和新安化工(gōng)合資(zī)工(gōng)廠生(shēng)産的AEROSIL® 200預計于2021年第三季度可以出貨，生(shēng)産出的AEROSIL® 200牌号質量将完全按照赢創企業标準生(shēng)産