膠體鉛酸蓄電池是對液態(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，對環(huán)境溫度的適應(yīng)能力（高、低溫）強(qiáng)，承受長時(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)，有過充電及過放電自我保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

用于電動自行車的國產(chǎn)膠體鉛酸蓄電池是在AGM隔板中通過真空灌注，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)極板都包圍起來了，正極板上面產(chǎn)生的氧氣無法擴(kuò)散到負(fù)極板，無法實(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。所以針對電動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白色粉末，俗稱氣相法白炭黑，它是一種無定形二氧化硅產(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，它們在液體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、電場力等)時(shí)會破壞，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)生的氧氣通過這無數(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、可以明顯延長蓄電池的使用壽命。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，可以延長蓄電池壽命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充能力強(qiáng)，通過對兩只鉛酸蓄電池（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^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)，正極會析出氧氣，負(fù)極會析出氫氣。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)極本身氫過電位的提高，從而避免了大量析氫反應(yīng)。

對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的功能化合物，流變性較好，容易實(shí)施對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，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。

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倉體被銹蝕；安全閥口裂紋。

從維護(hù)記錄和現(xiàn)場的情況分析，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”，充電過程中的氣體析出量大。如果安全閥出現(xiàn)問題使排氣不暢，當(dāng)電池在充電過程中的氣體析出量大到一定程度時(shí)，就會因“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。通過對比鼓脹電池站點(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，勢必造成開關(guān)電源每次均充都對電池過充電，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、膠體電池倉溫度傳感線沒有被接入，導(dǎo)致溫度達(dá)到40℃時(shí)系統(tǒng)無法實(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，電池組在充電過程中產(chǎn)生的溫度得不到及時(shí)擴(kuò)散，這也對電池發(fā)生殼體鼓脹產(chǎn)生一定影響。