什么是干式荷电铅酸蓄电池，详解干式荷电铅酸蓄电池

1 ）普通铅酸蓄电池：普通铅酸蓄电池也叫做干封蓄电池，此种蓄电池启用时需加电解液再经初充电后才能使用。普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。业内也叫做开口式蓄电池(排气式蓄电池)、富液型蓄电池。这种蓄电池属于淘汰产品。

 

（2 ）干式荷电铅酸蓄电池：与普通干封式电池的区别是极板组在干燥状态下能够长期保存在制造过程中所得到的电荷，在规定的保存期内（两年）如需使用，只要灌入符合规定相对密度的电解液，搁置 30min，调整液面高度至规范值，不需要充电，即可使用。因此，它使用方便，是应急的理想电源，已成为近年来发展的方向。干荷电铅蓄电池之所以具有干荷电性能，主要在于负极板的制造工艺与普通蓄电池不同。正极板的活性物质——PbO2 化学活性比较稳定，其荷电性能可以较长期的保持。而负极板上的活性物质铅（Pb），由于表面积大，化学活性高，容易氧化，所以在负极板的铅膏中加入松香、油酸、硬脂酸等防氧化剂；并且在化成过程中有一次深放电循环，使活性物质达到深化。化成后的负极板，先用清水冲洗后，再放入防氧化剂溶液（硼酸、水扬酸混合液）中进行浸渍处理，让负极板表面生成一层保护膜，并采用特殊干燥工艺（干燥罐中充入惰性气体），这样即可制成干荷电极板。

 

 （3 ）阀控密封式铅酸蓄电池：阀控密封式铅酸蓄电池简称 VRLA 电池（ValveRegulatedLead－

Acid Battery），早期也称为密封铅酸蓄电池 (SLA)。阀控密封式铅酸蓄电池指采用内部氧气复合技术、装有一个允许气体在一定释放压力下逸出但不允许任何气体进入的释压阀(也称为安全阀)的蓄电池。

 

密封铅酸蓄电池可分为 AGM  电池：采用玻璃纤维隔板: 胶体电池（GEL）：采用触变型胶体电解液）：采用触变型胶体电解液

 

 AGM  密封铅蓄电池：AGM 密封铅蓄电池电池使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部分电解液外，其大部分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，必须使隔膜保持有 10%的孔隙不被电解液占有，即贫液式设计。为了使极板充分接触电解液，极群采用紧装配的方式。AGM 式密封铅蓄电池电解液量少，极板的厚度较厚，活性物质利用率低于开口式电池，因而电池的放电容量比开口式电池要低 10%左右。与当今的胶体密封电池相比，其放电容量要小一些。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，且电池采用紧装配形式，离子在隔板内扩散和电迁移受到的阻碍很小，所以 AGM 密封铅蓄电池具有低内阻特性，大电流快速放电能力很强。对于 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，电池寿命结束。

 

 胶体电池：属于铅酸蓄电池的一种发展分类，最简单的做法，是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体电池（colloid battery）。广义而言，胶体电池与常规铅酸电池的区别不仅仅在于电液改为胶凝状。例如非凝固态的水性胶体，从电化学分类结构和特性看同属胶体电池。又如在板栅中结附高分子材料，俗称陶瓷板栅，亦可视作胶体电池的应用特色。近期已有实验室在极板配方中添加一种靶向偶联剂，大大提高了极板活性物质的反应利用率，据非公开资料表明可达到 70wh/kg 的重量比能量水平，这些都是现阶段工业实践及有待工业化的胶体电池的应用范例。

 

 

 

 胶体电池与常规铅酸电池的区别，从最初理解的电解质胶凝，进一步发展至电解质基础结构的电化学特性研究，以及在板栅和活性物质中的应用推广。其最重要的特点为：用较小的工业代价，沿已有 150 年历史的铅酸电池工业路子制造出更优质的电池，其放电曲线平直，拐点高，比能量特别是比功率要比常规铅酸电池大 20% 以上，寿命一般也比常规铅酸电池长一倍左右，高温及低温特性要好得多。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，充满在隔膜中及正负极之间，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结构，正极板栅材料可以采用低锑合金，也可以采用管状电池正极板。同时，为了提高电池容量而又不减少电池寿命，极板可以做得薄一些。电池槽内部空间也可以扩大一些。

 

 

胶体密封铅蓄电池的电解液是硅凝胶，虽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受到凝胶结构的影响，离子在凝胶中扩散的途径越弯曲，结构中孔隙越狭窄，所受到的阻碍也越大。因而胶体密封铅蓄电池内阻要比 AGM 密封铅蓄电池要大。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%，对失水的敏感性较低。这些措施均有利于延长电池使用寿命。根据德国阳光公司提供的资料，胶体电解液所含的水量足以使电池运行 12～14 年。

 

（4）卷绕式阀控密封铅酸蓄电池: 卷绕蓄电池的结构与众不同。其采用了蓄电池单元螺旋卷绕的技术：即将正极板固体酸和负极板紧紧地螺旋卷绕成卷。正极板采用氧化铅，负极板采用纯铅，固体酸经精确计算量后被玻璃纤维网所吸附。这些都被制作得很薄（极间距只有 0.3 毫米）并一起卷绕成卷。卷绕式阀控密封铅酸蓄电池是一种新型铅酸蓄电池，该电池应用纯铅板栅配备独特的卷绕式结构，具有极高的装配压力和工作压力，最大程度上减少了电池的失水，比普通铅酸电池更具优异的高低温放电性能及大电流放电性能，更高的安全性，更好的快速充电能力。

 

二

干荷电蓄电池的特点及使用

干荷电蓄电池的外观与普通蓄电池的内部零件结构及使用效果基本相同。二者的根本区别在于前者的极板在干燥状态下能较长期地保存制造过程中所得到的电荷。普通蓄电池在开始使用之前，必须进行 60-70h 初充电，甚至还需要更长时间的充、放电循环；而对干荷电蓄电池，由于其负极板的制造工艺不同，故初次使用时，只需按规定加足电解液，浸泡 2-3h 后即可装车使用，不需要进行长时间的初充电，因而使用更方便。

 

（1） 干荷电蓄电池的特点

a.在规定的贮存期内(一般 2 年)，只要加注符合规定密度的电解液，并调整好液面高度，搁置 2h 后即可使用，勿需进行初充电。

b.对存储时间超过规定贮存期的干荷电蓄电池，因为极板可能部分氧化，所以在使用前应以补充充电的电流充电 5-1Oh 后再用。

c.正、负极板都具有干荷电性能。正极板的活性物质是二氧化铅，其化学性比较稳定，荷电性能可长期保持；负极板的活性物质是海绵状铅，因其表面积较大，化学活性较高，易被氧化，故要制成干荷电极板(其制造工艺与普通负极板大不相同)。

d.干荷电蓄电池的补充充电是采用恒电流充电法，充电电流值应为蓄电池额定容量值的1/10。当充电至蓄电池电解液密度在 2h 内不再上升、端电压上升到 1.65V 左右、有大量气泡从加液口冒出、电解液密度为 1.27-1.29 时，表明已充足电，勿需继续充电了。

 

判断干荷电蓄电池是否需进行补充充电有两种方法：

一是检测电解液密度。试验证明，电解液密度比充足电时的密度每下降 0.1，就相当于蓄电池放电 6%。如用密度表检查电解液时发现密度已降至 1.24 以下，则应补充充电；

二是用电压表检测蓄电池每个单格电池的端电压。如低于 1.7V，应补充充电，否则会造成极板硫化而损坏。

 

（2）干荷电蓄电池的使用维护要点

a.为使干荷电蓄电池的极板在贮存和装运期间不受潮，应用密封物密封新出厂的干荷电蓄电池的通气孔；在未加注电解液时，切忌打开通气孔塞蜡封或拧开加液口孔塞，以防干荷电蓄电池内部受潮而影响其性能。

b.电解液必须使用纯净的硫酸和蒸馆水配制，以防止干荷电蓄电池自放电而降低容量。

c.初次加注电解液几 min 后，电解液液面将有所下降，此时应重新向每个单格电池内添加相同密度的电解液，以恢复原来的电解液液面高度，盖上通气孔塞后即可使用。

d.虽然干荷电蓄电池能保证起动性能，但是电荷量并非十分充足，因此使用前若有充裕时间，最好用 6A 电流充电 3-4h，以利于使用。

e.干荷电蓄电池的电解液密度应为 1.27(夏季)-1.29(冬季)，以保证其有足够高的端电压。