ما هو الجيد في بطاريات الجل؟

تنتمي بطارية الجل إلى تصنيف تطوير بطاريات الرصاص الحمضية، وتتمثل الطريقة في إضافة عامل التبلور إلى حمض الكبريتيك، بحيث يصبح إلكتروليت حمض الكبريتيك في حالة هلامية. عادةً ما تسمى البطارية التي تحتوي على إلكتروليت متبلور بالبطارية الهلامية. تم تطوير الفرق بين بطارية الهلام وبطارية الرصاص الحمضية التقليدية بشكل أكبر بدءًا من الفهم الأولي لتبلور الإلكتروليت إلى البحث في الخصائص الكهروكيميائية للبنية الأساسية للإلكتروليت وتعزيز التطبيق في شبكة اللوحة والمادة الفعالة. أهم خصائصها هي: تصنيع بطاريات ذات جودة أفضل بتكلفة صناعية أقل، ومنحنى تفريغها مستقيم، ونقطة انعطاف عالية، وطاقتها وقوتها أكبر بنسبة 20% من بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية، وعمرها بشكل عام حوالي ضعف طول بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية، وخصائص درجة الحرارة العالية ودرجة الحرارة المنخفضة أفضل بكثير.

تعريف
مورد بطاريات الجل هو تصنيف تطويري للشركة المصنعة لبطاريات الرصاص الحمضية. في أبسط صوره، تتم إضافة عامل التبلور إلى حمض الكبريتيك لتغيير إلكتروليت حمض الكبريتيك إلى حالة هلامية. عادةً ما تسمى البطارية التي تحتوي على إلكتروليت متبلور بالبطارية الهلامية.

الهيكل الداخلي
بشكل عام، الفرق بين بطارية الهلام وبطارية الرصاص الحمضية التقليدية لا يكمن فقط في تحول الإلكتروليت إلى شكل هلامي. على سبيل المثال، المادة الغروية المائية في الحالة غير المتصلبة هي نفس البطارية الهلامية من حيث بنية وخصائص التصنيف الكهروكيميائي. مثال آخر هو ربط مواد البوليمر في شبكة الألواح، والمعروفة باسم شبكة الألواح الخزفية، والتي يمكن اعتبارها أيضًا خصائص تطبيق البطاريات الغروية. أضافت بعض المختبرات عامل اقتران مستهدف في تركيبة لوحة القطب، مما يحسن بشكل كبير معدل استخدام تفاعل المادة الفعالة للوحة القطب، ووفقًا للمعلومات غير العامة، يمكن أن يصل إلى مستوى الوزن إلى الطاقة 70 وات/كجم، وهي أمثلة على تطبيق البطاريات الغروية في هذه المرحلة من الممارسة الصناعية وفي انتظار التصنيع. المادة الغروية المائية هي مصطلح معياري غير تخصصي لتمييز المادة الغروية المتصلبة.
يختلف فهم الغرويات كثيرًا بين التصنيف الأكاديمي والفهم العرفي. تعتبر العادة في الغالب المواد التي تكون في حالة فيزيائية متبلورة في درجة حرارة الغرفة بمثابة غرويات، بينما في تصنيف التركيب الكيميائي، يتم تعريفها على أنها مواد ذات بنية قاعدية طورية مشتتة في حدود 1-100 نانومتر.

إن حجم جسيم المادة الغروية والمادة الخافضة للتوتر السطحي هي التي تحدد الخواص الكهروكيميائية.
لقد غرقت بطاريات الجل عدة مرات في التاريخ، وهو ما يرتبط بتطور المواد والنضج التكنولوجي للجيل. في السنوات الثلاث أو السنتين الماضيتين، على الرغم من تطوير محلول نانوي الحجم وإجراء المزيد من ممارسات الإنتاج للتطبيق الكهروكيميائي للمواد الخافضة للتوتر السطحي، فمن الصعب على الشركات المصنعة اختيار الغرويات ذات الحالة الهلامية القابلة للتطبيق على المدى القصير.
تم تصميم المواد الهلامية ذات الأساس المائي كمنتج وسيط في تطوير بطارية حمضية إلى بطارية هلامية، وتتميز بالتخلص من هيكل التبلور الفيزيائي، والاحتفاظ بخصائص مجموعة البوليمر الوظيفية والمواد الخافضة للتوتر السطحي، وهي في شكل سائل نقي، وتستخدم كمادة مضافة لحمض الكبريتيك، ومناسبة لإنتاج جميع بطاريات الرصاص.

المزايا
لا تنتج مشاكل صناعية شائعة في البطاريات الهلامية، فعملية التصنيع هي نفسها تمامًا مثل البطاريات الحمضية، وتزيد السعة بنسبة 5-15% بعد الاستخدام، وتطيل عمر البطارية بنسبة 50-100%، ولها مقاومة قوية لكبرتة لوحة القطب، وقوة تآكل أقل بكثير على شبكة اللوحة بعد تعديل حمض الكبريتيك. السعر أيضًا أرخص من المواد الهلامية التقليدية.
بعد استخدام المضافات الغروية ذات الأساس المائي، ليست هناك حاجة لإضافة كبريتات الصوديوم وحمض الفوسفوريك إلى حمض الكبريتيك. الكمية المضافة القياسية: 8% من حيث الحجم.

سمات
بدءًا من الفهم الأولي لتبلور الإلكتروليت، تطور الأمر إلى دراسة الخواص الكهروكيميائية للبنية التحتية للإلكتروليت وتعزيز التطبيقات في شبكات الألواح والمواد الفعالة.
أهم خصائص بطاريات الجل هي كما يلي.
①: الجزء الداخلي من بطارية الجل عبارة عن هيكل شبكي مسامية SiO2 مع عدد كبير من الفجوات الصغيرة، مما يمكّن الأكسجين الناتج عن القطب الموجب للبطارية من الانتقال بسلاسة إلى لوحة القطب السالب وتسهيل امتصاص القطب السالب للكيمياء.
②: كمية الحمض التي تحملها بطارية الجل أكبر، لذا فإن سعتها هي في الأساس نفس قدرة بطارية AGM.
③: المقاومة الداخلية للبطارية الهلامية أكبر، ولا تتمتع بشكل عام بخصائص تفريغ تيار عالية أفضل.
④: الحرارة سهلة الانتشار، وليس من السهل تسخينها، وفرصة الهروب الحراري صغيرة جدًا.

الخصائص الأساسية
اعتماد لوحة القطب من نوع اللوحة المسطحة وصيغة معجون الرصاص الخاصة، المنحل بالكهرباء الغروية، لا يوجد تصفيح سائل، لا حاجة لشحن معادلة، معدل تفريغ ذاتي أقوى من بطارية الرصاص الحمضية من النوع العادي، قدرة التفريغ العميق للبطارية تتجاوز إلى حد كبير بطارية النوع العادي، والقدرة على التكيف مع درجة الحرارة تتعزز بشكل كبير!