-
Эл. почта
Hifull@hifull.com
Зачем гелевым батареям нужен осажденный диоксид кремния ?
2026-05-15
История китайской индустрии гелевых батарей восходит к исследовательскому проекту Шэньянского научно-исследовательского института батарей по разработке гелевых батарей в 1950-х и 60-х годах. В 1980-х годах люди за пределами батарейной индустрии активно продвигали концепцию «гелевых батарей». В то время наблюдалась революционная тенденция полного отказа от свинцово-кислотных батарей и их замены на батареи на основе кремнеземного золя. На некоторое время на рынке появилось много некачественной продукции, что создало хаотичную ситуацию. Эта тенденция продолжалась до середины 1990-х годов, вызывая тревогу у правительств всех уровней и средств массовой информации.
Однако производители гелевых батарей неизменно используют осажденный диоксид кремния (FHD) при производстве гелевых электролитов. FHD, широко известный как «осажденный диоксид кремния », бывает гидрофильным и гидрофобным, но в гелевых электролитах можно использовать только гидрофильную форму. FHD состоит из аморфных белых ультрадисперсных частиц. Его первичные частицы имеют структуру Si-O-Si и сферическую форму. Гидроксильные группы [-OH] на его поверхности взаимодействуют, образуя цепочкообразные вторичные частицы. Эти вторичные частицы слипаются и агрегируются друг с другом, образуя рыхлое состояние, которое представляет собой коммерчески доступный осажденный диоксид кремния, используемый в производстве гелей. Активность осажденного диоксида кремния проявляется в его «загущающих» и «тиксотропных» свойствах. Он загущается за счет того, что силанольные группы между частицами связываются водородными связями, образуя трехмерную полимерную структуру, увеличивая вязкость среды. И наоборот, при приложении внешних сил (сил сдвига, электрических полей и т. д.) трехмерная структура разрушается, и среда становится тоньше. После исчезновения внешнего воздействия трехмерная структура медленно восстанавливается. Это тиксотропное свойство среды, и оно обратимо.
Коллоидные электролиты как раз и требуют именно такой «активности». Эта «активность» проявляется в батареях следующим образом: во время зарядки повышенная концентрация серной кислоты в электролите приводит к его «загустению», сопровождающемуся образованием трещин. На более поздних стадиях зарядки реакция «электролиза воды» позволяет кислороду, первоначально образовавшемуся на положительном электроде, поглощаться отрицательным электродом через эти многочисленные трещины и далее восстанавливаться до воды, таким образом завершая кислородный цикл. Во время разрядки концентрация серной кислоты в электролите снижается, вызывая его «разжижение», возвращаясь к жидкому гелеобразному состоянию, в котором он находился до заполнения батареи. В качестве резервного источника питания батарея проводит 90% своего срока службы в режиме зарядки. Поскольку наряду с положительной реакцией неизбежно происходят побочные реакции, суть батарей с регулируемым клапаном заключается в техническом решении проблемы контроля этих побочных реакций. В течение всего срока службы батареи структура и состав коллоидного электролита определяют отсутствие расслоения электролита и минимальную потерю воды.
Таким образом, с точки зрения контроля побочных реакций — ключевой технологии аккумуляторов с регулируемым клапаном — гелевые аккумуляторы значительно более совершенны и превосходят AGM-аккумуляторы. Это одно из преимуществ гелевых аккумуляторов.
