胶体电池的发展.doc

胶体电池八十年代中后期，有人看中胶体电池的商业价值，开始进行胶体电池的研究开发。由于国外技术封锁还没打开，国内对胶体电池知之甚少，只是知道胶体电解液只要成分是硅溶胶；就在不改变电池任何结构的情况下，用起动型电池充电后，将经处理的硅酸钠加入电池内，再加入硫酸电解液的方法生产所谓的“胶体电池”，并称：该种胶体电池电池容量增加 10以上，寿命增加1.52倍。而实际上这种胶体电池的实际容量只能达到同容量起动型电池的8085。并且电池几十个周期后容量急剧下降，原因是硅溶胶封住PVC隔板微孔，隔板电阻增大（有些隔板根本不导电）；“海王牌”胶体蓄电池与沈阳蓄电池研究所的一场官司大概大家还有印象吧？当时惊动辽宁省和第一机械工业部的有关领导，最后以该项发明人消失而不了了之。随后在河南、上海、天津、辽宁等地先后出现很多出售胶体电解液和生产胶体电池的厂家和研究所，所出售的胶体电解液与前者大同小异，并且都自称是：“国内领先技术，质量与德国“阳光电池”相媲美，甚至部分指标超过阳光电池”。进一步了解，原来是用 10G 隔板或用玻璃棉隔板做成电池后加入上述硅溶胶就成了胶体电池了，更有甚者用贫液式密封蓄电池(AGM)充电后，在极群上面加一层硅溶胶也成胶体电池了！一时间“胶体电池”如雨后春笋遍地“结果”。由于电池性能根本达不到承诺指标，结果用户怨声载道，人们对胶体电池怀疑骤起；当时一些业内权威人士对胶体电池的现状一言蔽之：“利益驱动”，对胶体电池前景很是无奈和深感担忧。随着改革开放深入，业内技术人员与国外技术交流增加，也有更多出国考察机会，国内对胶体电池的认识随之上了一个台阶，有人开始进行用“沉淀法二氧化硅”制做胶体电解液的实验研究。但因其制胶后二氧化硅沉淀比较严重，成胶性能差，灌入电池后二氧化硅沉底，不能成胶，或虽然成胶，但触变性能太强，稍有振动马上变为液态，所以没有进入市场就遭到淘汰。九十年代初，研究方向开始转向用气相二氧化硅配置胶体电解液的正确轨道上。由于当时虽然知道胶体电解液主要成分为“气相二氧化硅”，但对其用量（配方）、工艺还是一无所知，只能摸索“前进”；在配制胶体电解液过程中，由于工艺过程的差异，气相二氧化硅难以分散，制成的胶体电解液粘度大、流动性差，不能充满电池内空间，所以就采取降低气相二氧化硅含量的方法制备胶体电解液，因此产生电解液凝胶不完善、充电水化、气体复合效率差、热失控等一系列现象。还有的是将气相二氧化硅泡在水里，灌胶前搅拌一下（有些厂家只是人工搅拌）就灌入（AGM）电池，即为胶体电池。这样的“胶体电解液”二氧化硅根本没分散开，颗粒粗大并且不均匀，成胶性差，内阻增加较大。加之玻璃棉隔板压缩后孔径减小，起到过滤作用，二氧化硅都在极群表面，隔板内根本没有胶体电解液，也就是说胶体电解液没有与极板接触，所以不具备胶体电池特性，算不上胶体电池。而且该种胶体电池的容量大约是同型号国外胶体电池的85%90%左右。九十年代初到中期，胶体电池国内胶体电池研究进入一个新阶段。各大院校与生产厂家联合进行胶体电池研制生产胶体电池，有几个公司已经生产出接近国外胶体电池性能的胶体电池，但因为配方和制胶工艺始终没过关，所生产的胶体电池性能不稳定，容量和耐高低温性能不是很理想，并且热失控现象频频发生。研制工作又陷入瓶颈。但此时自称生产胶体电池的厂家与日俱增，胶体电池专利多达几十个。九十年代中期，国内胶体电池市场日益增大，。胶体电池市场胶体电池鱼龙混杂，胶体电池（胶体电解液）生产厂家遍布大江南北，但没有一家得到真传。95年沈阳东北蓄电池有限公司（原沈阳蓄电池厂）斥巨资从德国“哈根公司”（胶体电池技术与“阳光公司”并驾齐驱）引进全套胶体电池技术和设备，并先后派出两批人员到“哈根公司”学习胶体电池制造技术。于96年初生产出国内国内第一批胶体电池，经检测完全符合DIN标准各项指标，并得到“哈根公司”认可，首批电池安装在东北“辽宁发电池”。从那个时候起国内才算有了自己生产的胶体电池了。沈蓄引进的胶体电池（OpzV）属于内化成工艺生产的电池，负极板中添加了防止极板后期收缩延长电池寿命的添加剂；独特的和膏工艺，使得活性物质利用率得到提高；正极板采用管式正极板，骨架采用耐腐合金压铸工艺，表面光洁，耐腐性能强。涤纶排管的高强度、低电阻和良好的耐腐性能保证了电池的长寿命。采用灌粒工艺有效增加了正极板容量；合理的设计保证电池内有足够的低密度电解液；胶体电池专用隔板保证了胶体电解液与隔板和极板表面接触严密、胶体电解液即不能堵死隔板微孔又能保证氧气顺利达到负极板表面进行气体再化合；采用德国进口安全阀，开闭阀压力均衡；即提高了气体复合效率，又保证了电池组内电池压力平衡，降低了电池组内电池的电压差；合理的充电程序、低密度电解，保证了电池初期容量达到100%，浮充电压低。德国“哈根公司”制胶工艺保证了胶体电解液的稳定性。独特的“哈根公司”专利极柱、电池槽盖和极拄封合采用德国进口双组分封口剂，用德国进口专用封合机封合。该机采用电脑控制，根据不同电池或电池部位，封合机可预先设定双组分封合剂量用量，自动混合，定量封合，效果非常可靠。（千万不要以为我是为他们做广告）胶体电池用于起动性电池优势并不太大，主要是用在汽车上的电池多数安装在发动机附近，环境温度较高，对其使用寿命有很大影响。虽然震动较大，但不存在水化问题，除非有诈。如果将电池安装位置改变，并且电池设计考虑气室容量的话，胶体电池可以用到启动型电池上，而且寿命会大大提高，胶体电池大电流放电虽然不如AGM电池，但满足起动型电池标准还是没问题的。真正的胶体电池用在汽车上不会出现水化问题。第二个问题直接牵扯到电池设计问题；现在多数厂家做胶体电池都是借用同型号AGM电池槽做同等型号（容量）胶体电池。这就带来老兄说的气室小（还有电解液密度高）等一系列问题。灌胶后电解液几乎已经与注液孔平齐；或虽然有间隙但很小，充电后胶体电解液有一定膨胀，将注液孔堵死，也就产生“电动车市场无法普及胶体电池原因何在 ”文章作者所说的“大多数用户反应胶体电池在夏天因受热而严重膨胀致使电池“突然死亡”等问题的借口（其实有些危言耸听了）。AGM+胶体我称它为“复合式胶体电池”。也并不是一无是处（其实这种电池的隔板内根本就不可能有胶体电解液），由于极群表面有一层硅溶胶，在一定能够程度上阻止了极群内部的水分挥发，可以延长电池因失水而引起的寿命终止时间，又保留了AGM电池大电流放电性能好的一面。这有一个前提，就是上面的胶体必须能自然产生裂纹，不然后果是很严重的。估计热失控还是避免不了的；因为电池的实际特性没变。主要原材料/部件的供应情况1)电池壳 国内的双登和沈蓄(现在归光宇了)都是按照德国DIN标准自己开的模具制造,广东的永冠在几个电池厂的动员下开了OPZSOPZV的 全套模具,并开了一些12V胶体电池的模具.OPZSOPZV的基本还可以,12V胶体电池的模具重点是在中盖上做了改动,存在的问题是内部体积太小,如用常规电池极板套,将会出现电压/容量问题.2)气相二氧化硅已经有国家标准了,标准号GB/T 20020-2005作为胶体电池国产化的一个项目,沈化引进德国技术生产气相二氧化硅,此后,国内上海广州都有工厂生产气相二氧化硅,据报道说,江西有一个大项目投产正在进行.老牌子自然还是得数德国的DEGUSSA全系列气相二氧化硅.3)隔板记得前些年曾听说保定482在搞能用于胶体电池的PVC(PP?)隔板,以替代进口,但以后也没听到什么大动静,也不知道进展如何.国内进口的比较多还是意大利比斯坦公司的二氧化硅型微孔隔板/microporous PVC-SiO2 separator.质量是好,就是太贵,一片隔板的价格都快要相当于一块极板了.还是希望482等哥们动作快点.4)