膠體鉛酸蓄電池是對(duì)液態(tài)電解質(zhì)的普通鉛酸蓄電池的改進(jìn)，用膠體電解液代換了硫酸電解液，在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面較普通電池有所改善。

膠體鉛酸蓄電池采用凝膠狀電解質(zhì)，內(nèi)部無(wú)游離液體存在，在同等體積下電解質(zhì)容量大，熱容量大，熱消散能力強(qiáng)，能避免一般蓄電池易產(chǎn)生熱失控現(xiàn)象；電解質(zhì)濃度低，對(duì)極板的腐蝕作用弱；濃度均勻，不存在電解液分層現(xiàn)象。

膠體鉛酸蓄電池的性能優(yōu)于閥控密封鉛酸蓄電池，膠體鉛酸蓄電池具有使用性能穩(wěn)定，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)能力（高、低溫）強(qiáng)，承受長(zhǎng)時(shí)間放電能力、循環(huán)放電能力、深度放電及大電流放電能力強(qiáng)，有過(guò)充電及過(guò)放電自我保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

用于電動(dòng)自行車的國(guó)產(chǎn)膠體鉛酸蓄電池是在AGM隔板中通過(guò)真空灌注，把硅膠和硫酸溶液灌到蓄電池正、負(fù)極板之間。膠體鉛酸蓄電池在使用初期無(wú)法進(jìn)行氧循環(huán)，這是因?yàn)槟z體把正、負(fù)極板都包圍起來(lái)了，正極板上面產(chǎn)生的氧氣無(wú)法擴(kuò)散到負(fù)極板，無(wú)法實(shí)現(xiàn)與負(fù)極板上的活性物質(zhì)鉛還原，只能由排氣閥排出，與富液式蓄電池一致。

膠體鉛酸蓄電池使用一段時(shí)間后膠體開始干裂和收縮，產(chǎn)生裂縫，氧氣通過(guò)裂縫直接到負(fù)極板進(jìn)行氧循環(huán)。排氣閥就不再經(jīng)常開啟，膠體鉛酸蓄電池接近于密封工作，失水很少。所以針對(duì)電動(dòng)自行車蓄電池主要失效是失水機(jī)理，采用膠體鉛酸蓄電池可獲得非常好的效果。膠體電解質(zhì)是通過(guò)在電解液中加入凝膠劑將硫酸電解液凝固成膠狀物質(zhì)，通常膠體電解液中還加有膠體穩(wěn)定劑和增容劑，有些膠體配方中還加有延緩膠體凝固和延緩劑，以便于膠體加注。

氣相二氧化硅

膠體蓄電池凝膠劑為氣相二氧化硅，氣相法二氧化硅是一種高純度白色無(wú)味的納米粉體材料，具有增稠、抗結(jié)塊、控制體系流變和觸變等作用，除傳統(tǒng)的應(yīng)用外，近幾年在膠體蓄電池中得到了廣泛的應(yīng)用。

氣相法二氧化硅是硅的鹵化物在氫氧火焰中高溫水解生成的納米級(jí)白色粉末，俗稱氣相法白炭黑，它是一種無(wú)定形二氧化硅產(chǎn)品，原生粒徑在7～40nm之間，聚集體粒徑約為200—500納米，比表面積100～400m2/g，純度高，SiO2含量不小于99.8%。表面未處理的氣相二氧化硅聚集體是含有多種硅羥基，一是孤立的、未受干擾的自由羥基；二是連生、彼此形成氫鍵的鍵合硅羥基。表面未處理的氣相法白炭黑聚集體是含有多個(gè)-OH的集合體，它們?cè)谝后w體系中極易形成均勻的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(氫鍵)。這種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(氫鍵)有外力(剪切力、電場(chǎng)力等)時(shí)會(huì)破壞，介質(zhì)變稀，粘度下降，外力一旦消失，三維結(jié)構(gòu)(氫鍵)會(huì)自行恢復(fù)，粘度上升，即這種觸變性是可逆的。

氣相二氧化硅在膠體蓄電池中主要是利用其優(yōu)異的增稠觸變性能.膠體電解質(zhì)由氣相二氧化硅和一定濃度的硫酸溶液按一定的比例配置而成，這種電解液中的硫酸和水被“存貯”在硅凝膠網(wǎng)絡(luò)中，呈“軟固態(tài)狀凝膠”，靜止不動(dòng)時(shí)顯固態(tài)狀。當(dāng)電池被充電時(shí)，由于電解質(zhì)中的硫酸濃度增加使之“增稠”并伴有裂隙產(chǎn)生，充電后期的“電解水”反應(yīng)使正極產(chǎn)生的氧氣通過(guò)這無(wú)數(shù)的裂隙被負(fù)極所吸收，并進(jìn)一步還原成水，從而實(shí)現(xiàn)蓄電池密封循環(huán)反應(yīng)。放電時(shí)電解質(zhì)中的硫酸濃度降低使之“變稀”，又成為灌注電池前的稀膠狀態(tài)。因此，膠體電池具有“免維護(hù)”的作用。國(guó)內(nèi)外基本采用氣相法二氧化硅是德固賽公司AEROSIL200。

膠體蓄電池優(yōu)異特性

1、可以明顯延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，可以延長(zhǎng)蓄電池壽命2-3倍。

2、膠體鉛酸蓄電池的自放電性能得到明顯改善，在同樣的硫酸純度和水質(zhì)情況下，蓄電池的存放時(shí)間可以延長(zhǎng)2倍以上。

3、膠體鉛酸蓄電池在嚴(yán)重缺電的情況下，抗硫化性能很明顯。

4、膠體鉛酸蓄電池在嚴(yán)重放電情況下的恢復(fù)能力強(qiáng)。

5、膠體鉛酸蓄電池抗過(guò)充能力強(qiáng)，通過(guò)對(duì)兩只鉛酸蓄電池（一只膠體鉛酸蓄電池，一只閥控密封鉛酸蓄電池）同樣反復(fù)進(jìn)行數(shù)次過(guò)充電試驗(yàn)，膠體鉛酸蓄電池容量下降得較慢，而閥控密封鉛酸蓄電池因?yàn)楹乃^(guò)快，其容量下降顯著。

6、膠體鉛酸蓄電池后期放電性能得到明顯改善。

不論是采用玻璃纖維隔膜的閥控式密封鉛蓄電池(以下簡(jiǎn)稱AGM密封鉛蓄電池)還是采用膠體電解液的閥控式密封鉛蓄電池(以下簡(jiǎn)稱膠體密封鉛蓄電池)，它們都是利用陰極吸收原理使電池得以密封的。

電池充電時(shí)，正極會(huì)析出氧氣，負(fù)極會(huì)析出氫氣。正極析氧是在正極充電量達(dá)到70%時(shí)就開始了。

析出的氧到達(dá)負(fù)極，跟負(fù)極起下述反應(yīng)，達(dá)到陰極吸收的目的。

2Pb十O2=2PbO

2PbO十2H2SO4：2PbS04+2H20

負(fù)極析氫則要在充電到90%時(shí)開始，再加上氧在負(fù)極上的還原作用及負(fù)極本身氫過(guò)電位的提高，從而避免了大量析氫反應(yīng)。

對(duì)AGM密封鉛蓄電池而言，AGM隔膜中雖然保持了電池的大部分電解液，但必須使10%的隔膜孔隙中不進(jìn)入電解液。正極生成的氧就是通過(guò)這部分孔隙到達(dá)負(fù)極而被負(fù)極吸收的。

膠體電解液的主要成份為一種粒徑近乎于納米級(jí)的功能化合物，流變性較好，容易實(shí)施對(duì)鉛蓄電池的配液灌裝。膠體電解液進(jìn)入蓄電池內(nèi)部或充電若干小時(shí)后，會(huì)逐漸發(fā)生膠凝，使液態(tài)電解質(zhì)轉(zhuǎn)態(tài)為膠狀物，膠體中添加有多種表面活性劑，有助于灌裝蓄電池前抗膠凝，而且有助于灌裝蓄電池后防止極板硫酸鹽化，減小對(duì)板柵的腐蝕，提高極板活性物質(zhì)的反應(yīng)利用率。

膠體電池的電解液是以膠狀凝固在電池極群正、負(fù)極板和隔板之間，使電解液不流動(dòng)，具有高溫環(huán)境下循環(huán)使用可靠性高、充電效率高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在節(jié)能、減少污染方面也具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

在維護(hù)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，膠體電池在安裝使用約半年后，個(gè)別膠體電池殼體鼓脹情況非常嚴(yán)重：電池的側(cè)壁和殼蓋均有不同程度的鼓脹；安全閥處漏液非常明顯，電池蓋面的酸液痕跡分布基本上以安全閥為中心呈“噴射”狀；電池漏液造成電池倉(cāng)倉(cāng)體被銹蝕；安全閥口裂紋。

從維護(hù)記錄和現(xiàn)場(chǎng)的情況分析，造成這一現(xiàn)象的原因主要有以下幾個(gè)方面：

一、安全閥對(duì)外排氣不暢。安全閥具有調(diào)整電池內(nèi)部氣壓的作用，正常情況下應(yīng)能夠及時(shí)釋放內(nèi)部氣體。膠體電池在使用初期，由于電池內(nèi)部的電解液比較“富裕”，充電過(guò)程中的氣體析出量大。如果安全閥出現(xiàn)問(wèn)題使排氣不暢，當(dāng)電池在充電過(guò)程中的氣體析出量大到一定程度時(shí)，就會(huì)因“脹氣”導(dǎo)致殼體鼓脹，甚至出現(xiàn)安全閥口開裂。

二、開關(guān)電源系統(tǒng)的蓄電池管理程序芯片參數(shù)設(shè)計(jì)與膠體電池的使用特性不符。通過(guò)對(duì)比鼓脹電池站點(diǎn)開關(guān)電源參數(shù)設(shè)置和未鼓脹電池站點(diǎn)開關(guān)電源參數(shù)設(shè)置，發(fā)現(xiàn)蓄電池鼓脹站點(diǎn)的開關(guān)電源廠家為了讓蓄電池充飽一些，設(shè)計(jì)了續(xù)流均充功能（即充電完成后再用小電流繼續(xù)給蓄電池充電）。當(dāng)電池的均充電流降到10mA/Ah的轉(zhuǎn)換條件時(shí)，均充沒(méi)能轉(zhuǎn)換到浮充程序，而還要進(jìn)行續(xù)流均充（在高溫環(huán)境下續(xù)流階段均充的電流有可能還會(huì)反彈上升，續(xù)流均充的時(shí)間一般為4～10小時(shí)）。加之室外型基站供電條件惡劣，停電頻繁，勢(shì)必造成開關(guān)電源每次均充都對(duì)電池過(guò)充電，也加速電池電極的腐蝕速率和電池的失水，電池內(nèi)溫度極高導(dǎo)致電池發(fā)生殼體鼓脹。

三、膠體電池倉(cāng)溫度傳感線沒(méi)有被接入，導(dǎo)致溫度達(dá)到40℃時(shí)系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)從均充到浮充的轉(zhuǎn)換。在高溫環(huán)境下，溫度補(bǔ)償功能的失效，實(shí)際上就是提高了電池組總的浮充電壓，這直接導(dǎo)致電池的末期充電電流不能降低，反而會(huì)使充電電流成倍數(shù)增高，并持續(xù)影響電池內(nèi)部析氣和發(fā)熱，從而加劇膠體電解液水的電解，引起電池鼓脹。

四、電池通風(fēng)條件差。電池柜的設(shè)計(jì)由于充分考慮防盜安全性，而導(dǎo)致電池組的通風(fēng)和自然散熱能力差，電池組在充電過(guò)程中產(chǎn)生的溫度得不到及時(shí)擴(kuò)散，這也對(duì)電池發(fā)生殼體鼓脹產(chǎn)生一定影響。