Was ist gut an Gelbatterien?307

Gelbatterien gehören zu einer Entwicklungsklasse von Blei-Säure-Batterien. Die Methode besteht darin, der Schwefelsäure das Geliermittel zuzusetzen, sodass der Schwefelsäureelektrolyt in einen Gelzustand übergeht. Eine Batterie mit einem gelierten Elektrolyten wird üblicherweise als Gelbatterie bezeichnet. Der Unterschied zwischen Gel-Batterie und der herkömmlichen Blei-Säure-Batterie wird vom anfänglichen Verständnis der Elektrolytgelierung über die Erforschung der elektrochemischen Eigenschaften der Elektrolytgrundstruktur bis hin zur Förderung der Anwendung im Plattengitter und in der aktiven Substanz weiterentwickelt. Seine wichtigsten Eigenschaften sind: die Herstellung von Batterien besserer Qualität zu geringeren Industriekosten, seine Entladekurve ist gerade, der Wendepunkt ist hoch, seine Energie und Leistung sind mehr als 20 % höher als bei herkömmlichen Blei-Säure-Batterien, seine Lebensdauer ist im Allgemeinen etwa doppelt so lang wie bei herkömmlichen Blei-Säure-Batterien und seine Hochtemperatur- und Tieftemperatureigenschaften sind viel besser.

Definition
Anbieter von Gelbatterien sind eine Entwicklungsklassifikation der Hersteller von Blei-Säure-Batterien. In der einfachsten Form wird der Schwefelsäure ein Geliermittel zugesetzt, um den Schwefelsäureelektrolyten in einen Gelzustand zu überführen. Eine Batterie mit einem gelierten Elektrolyten wird üblicherweise als Gelbatterie bezeichnet.

Interne Struktur
Im Großen und Ganzen liegt der Unterschied zwischen einer Gel-Batterie und einer herkömmlichen Blei-Säure-Batterie nicht nur in der Umwandlung des Elektrolyten in eine Gelform. Beispielsweise ist ein wässriges Kolloid in einem nicht verfestigten Zustand hinsichtlich der elektrochemischen Klassifizierungsstruktur und der Eigenschaften dasselbe wie eine Gelbatterie. Ein weiteres Beispiel ist die Anbringung von Polymermaterialien im Plattengitter, allgemein bekannt als Keramikplattengitter, das auch als Anwendungsmerkmal kolloidaler Batterien angesehen werden kann. Einige Labors haben der Formulierung der Elektrodenplatte ein Zielkopplungsmittel hinzugefügt, das die Reaktionsausnutzungsrate des aktiven Materials der Elektrodenplatte erheblich verbessert und nicht öffentlichen Informationen zufolge ein Gewicht-Energie-Niveau von 70 Wh/kg erreichen kann, was Beispiele für die Anwendung kolloidaler Batterien in diesem Stadium der industriellen Praxis und der bevorstehenden Industrialisierung sind. Ein wässriges Kolloid ist ein nicht-disziplinärer normativer Begriff zur Unterscheidung eines verfestigten Kolloids.
Das Verständnis von Kolloiden unterscheidet sich stark zwischen der akademischen Klassifizierung und dem herkömmlichen Verständnis. Der Brauch betrachtet Stoffe, die sich bei Raumtemperatur in einem gelierten physikalischen Zustand befinden, meist als Kolloide, während in der chemischen Strukturklassifikation Stoffe mit einer dispersen Phasengrundstruktur im Bereich von 1–100 nm definiert werden.

Es ist die Partikelgröße des Kolloids und seines Tensids, die die elektrochemischen Eigenschaften bestimmt.
Gelbatterien sind in der Geschichte mehrfach gesunken, was mit der Materialentwicklung und Technologiereife des Gels zusammenhängt. Obwohl in den letzten drei oder zwei Jahren nanoskalige Sole entwickelt und mehr Produktionspraktiken für die elektrochemische Anwendung von Tensiden eingeführt wurden, ist es für Hersteller kurzfristig schwierig, die geeigneten Kolloide im Gelzustand auszuwählen.
Gele auf Wasserbasis sind als Zwischenprodukt bei der Entwicklung einer Säurebatterie zu einer Gelbatterie konzipiert, zeichnen sich durch die Beseitigung des physikalischen Gelgerüsts, die Beibehaltung der Eigenschaften funktioneller Polymergruppen und Tenside aus, sind in reiner flüssiger Form, werden als Schwefelsäurezusatz verwendet und sind für die Herstellung aller Bleibatterien geeignet.

Vorteile
Verursacht keine industriellen Probleme, die bei Gelbatterien üblich sind, der Herstellungsprozess ist genau der gleiche wie bei Säurebatterien, erhöht die Kapazität nach der Verwendung um 5–15 %, verlängert die Batterielebensdauer um 50–100 %, weist eine hohe Beständigkeit gegen Sulfatierung der Polplatte auf und weist nach der Modifikation mit Schwefelsäure eine viel geringere Korrosionskraft auf das Plattengitter auf. Auch der Preis ist günstiger als bei herkömmlichen Gelen.
Nach der Verwendung wasserbasierter Kolloidzusätze ist es nicht erforderlich, der Schwefelsäure Natriumsulfat und Phosphorsäure zuzusetzen. Standardzusatzmenge: 8 Vol.-%.

Merkmale
Vom anfänglichen Verständnis der Elektrolytgelierung hat es sich weiterentwickelt zur Untersuchung der elektrochemischen Eigenschaften der Elektrolytinfrastruktur und der Förderung von Anwendungen in Plattengittern und aktiven Substanzen.
Die wichtigsten Eigenschaften von Gelbatterien sind folgende.
①: Das Innere der Gelbatterie besteht hauptsächlich aus einer porösen SiO2-Netzstruktur mit einer großen Anzahl winziger Lücken, die es dem von der positiven Elektrode der Batterie erzeugten Sauerstoff ermöglichen, reibungslos zur negativen Elektrodenplatte zu wandern und die Absorption der Chemie durch die negative Elektrode zu erleichtern.
②: Die von der Gel-Batterie transportierte Säuremenge ist größer, sodass ihre Kapazität im Wesentlichen mit der einer AGM-Batterie übereinstimmt.
③: Der Innenwiderstand der Gelbatterie ist größer und sie weist im Allgemeinen keine besseren Hochstromentladungseigenschaften auf.
④: Wärme lässt sich leicht verteilen, lässt sich nicht leicht erwärmen und die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Durchgehens ist sehr gering.

Grundlegende Eigenschaften
Durch die Verwendung einer Polplatte mit flacher Platte und einer speziellen Bleipastenformel, kolloidalem Elektrolyten, keiner Flüssigkeitsablösung, keine Notwendigkeit einer Ausgleichsladung, einer stärkeren Selbstentladungsrate als herkömmliche Blei-Säure-Batterien, einer Tiefentladungskapazität der Batterie, die die herkömmlicher Batterietypen bei weitem übersteigt, und einer deutlich verbesserten Anpassungsfähigkeit an die Temperatur!