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1、气相法二氧化硅在胶体蓄电池中的应用1 前言气相法二氧化硅是一种高纯度白色无味的纳米粉体材料，具有增稠、抗结块、控制体系流变和触变等作用，除传统的应用外，近几年在胶体蓄电池中得到了广泛的应用。胶体蓄电池是在传统的铅酸蓄电池基础上发展起来的一种新型电池，又称 “免维护蓄电池”，具备不污染环境、自放电小、耐震动性能好耐超高温、耐超低温、电池性能稳定等优点。2 气相法二氧化硅的结构及性能气相法二氧化硅是硅的卤化物在氢氧火焰中高温水解生成的纳米级白色粉末，俗称气相法白碳黑，它是一种无定形二氧化硅产品，原生粒径在740nm 之间，聚集体粒径约为200500纳米，比表面积100400m2/g，纯度高，SiO
2、2含量不小于99.8%，氯含量低。表面未处理的气相二氧化硅聚集体是含有多种硅羟基，一是孤立的、未受干扰的自由羟基；二是连生、彼此形成氢键的键合硅羟基。表面未处理的气相法白炭黑聚集体是含有多个-OH的集合体，它们在液体体系中极易形成均匀的三维网状结构(氢键)。这种三维网状结构(氢键)有外力(剪切力、电场力等)时会破坏，介质变稀，粘度下降，外力一旦消失，三维结构(氢键)会自行恢复，粘度上升，即这种触变性是可逆的。气相二氧化硅在胶体蓄电池中主要是利用其优异的增稠触变性能. 胶体电解质 由气相二氧化硅和一定浓度的硫酸溶液按一定的比例配置而成，这种电解液中的硫酸和水被 “存贮”在硅凝胶网络中，呈 “软固
3、态状凝胶”，静止不动时显固态状。当电池被充电时，由于电解质中的硫酸浓度增加使之 “增稠”并伴有裂隙产生，充电后期的 “电解水”反应使正极产生的氧气通过这无数的裂隙被负极所吸收，并进一步还原成水，从而实现蓄电池密封循环反应。放电时电解质中的硫酸浓度降低使之 “变稀”，又成为灌注电池前的稀胶状态。因此，胶体电池具有 “免维护” 的作用。我国过去一直采用硅酸盐类和硅溶胶作为基本原材料配制胶体电解质，以硅酸盐类 (结构式可以表示为A-OXSiO (A表示金属离子)材料制成的胶体铅酸蓄电池容易水化，胶体结构不稳定，其使用寿命比普通铅酸蓄电池更短，几乎没有使用价值以硅溶胶 (化学结构式为 SiOXH 0)
4、作为基本原材料配制胶体电解质，它在硫酸溶液中(pH110 Q的高纯水或去离子水将密度为 1.84g/cm3的浓度 (符合GB4554-84标准的化学纯或分析纯)稀释至所需密度的稀硫酸，其成分及杂质含量应符合铅酸电池和纯水国家标准技术指标，然后将溶液静置，使其稳 定降至室温待用。胶体的配制：根据胶体电解质中硫酸及二氧化硅含量的要求计算硫酸密度及配制时胶酸比，根据配制比例先降所需量的硅胶溶液迅速倒入硫酸中，将混合液用高速搅拌机(1800r/min以上)搅拌 l2分钟，使其充分搅拌均匀。5 结论气相二氧化硅具有比表面积大、纯度高，良好的触变性能等特性，已越来越受到人们的重视。随着应用技术的突破和价格
5、的降低 ，在胶体蓄电池中必将得到更广泛的应用。AEROSIL200 应用于胶体电池特点及原理 铅酸发展经历了一个半世纪的发展，到现在技术仍在不断创新发展，目前普通的铅酸电池存在不少的问题，用户使用要求不断提高，产品要发展，就要不断提高，胶体电池是改进了电解液的铅酸电池，极大的提高了电池的稳定性和寿命，为铅酸电池将带来又一次革命。胶体电池是采用高纯度纳米级气相法二氧化硅AEROSIL 200材料制成，有效抑制铅酸电池的电解液分层，支晶短路等问题，用AEROSIL 200制成的胶体吸附作用，降低了PbSO4的过饱和度，生成疏松多孔的PbSO4：1、延缓了致密PbSO4结晶层的形成，以及其对负极板表面的覆盖，提高电池低温性能。2、降低电流密度，获得结合牢固的二氧化铅，延缓极板的软化和脱落；提高电池深循环能力。胶体收缩形成的微裂隙，使氧能够以气相形式从正极扩散到负极实现氧的再化合，提高氧复合效率，减小水损耗。胶体电解质不降低电池容量，在电池原来的基础上可以使其寿命提高50%以上。纯净的气相法二氧化硅AEROSIL 200，不存在影响蓄电池性能的物质，表面活性高，凝胶力强。稳定剂可以增加体系粘度，消除胶体电解质的水化分层，延缓凝胶时间。正负极电压抑制剂：减少正负极的析氢和析氧。灌注工艺简单，可以用普通加酸机直接灌注，不需要对电池极板进行处理。
