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胶体太阳能路灯蓄电池之所以采用贫液式结构,是为了密封的需要。所谓贫液结构是指电解液全部被极板上的活性和隔膜所吸附,电解液处于不流动的状态,且电解液在极板和隔膜中的饱和度小于,目的是使隔膜中未被电解液充满的孔成为气体(氧气)扩散通道。通常电解液的饱和程度为60%到90%;低于60%的饱和度,说明电池失水严重,极板上的活性不能与电解液充分;90%的饱和度,则正极氧气的扩散通道被电解液堵塞,不利于氧气向负极扩散。普通铅太阳能路灯蓄电池采用隔板,而胶体太阳能路灯蓄电池采用隔膜。隔板(膜)的作用是防止正、负极因直接而短路,同时要允许电解液中的离子顺利通过。组装时将隔板(膜)置于交错排列的正负极板之间。用作隔板(膜)的材料以下要求。
太阳能路灯胶体化学性能。隔板(膜)材料有良好的耐酸性和抗氧化性,因为隔板(膜)始终浸泡在具有相当浓度的溶液中,与正极相的一侧还要受到正极活性以及充电时产生的氧气氧化。具有一定的机械强度。极板活性因电化学反应会在铅和二氧化铅与铅之间发生变化,而铅的体积大于铅和二氧化铅,所以在充放电中极板的体积有所变化,如果不好,极板会产生变形。由于隔板(膜)处于正、负极板之间,而且与极板紧密,所以隔板(膜)有一定的机械强度才不会因为破损而电池短路。
胶体太阳能路灯蓄电池的电池槽也有单一槽和复合槽两种结构。一般而言,小容量电池采用单一槽结构,而大容量电池则通常采用复合槽结构,如容量为1000A*h的电池分成两格,容量为2000到3000A.h的电池分为四格。因为大容量电池的电池槽壁加厚才能承受紧装配和内压力所带来的压力,但槽壁太厚不利于电池散热,所以采用多格的复合槽结构。大容量电池有高型和矮型之分,但由于矮型结构的电解液分层现象不明显,且具有优良的氧复合性能,所以采用等宽等深的矮型槽。若单体电池采用复合槽结构,则其串联组合如图4-6所示。排气栓,排气栓的作用是电池在充电中产生的气体,或在放置中因自放电或水蒸发等产生的气体。启动用铅太阳能路灯蓄电池的排气装置就是注液孔盖上的小孔;防酸隔爆式铅太阳能路灯蓄电池的排气栓为防酸隔爆帽;阀控式密封铅太阳能路灯蓄电池的排气装置是一单向排气阀。
胶体太阳能路灯蓄电池的排气栓又称阀或节流阀,其作用有二:
一是当电池中积聚的气体压力达到阀的开启压力时,阀门打开以多余气体,减小电池内压;
二是单向排气,即不允许空气中的气体进人电池内部,以免引起电池的自放电。
阀主要有三种结构形式:胶帽式、伞式和胶柱式。阀帽罩的材料采用的是耐酸、耐臭氧的橡胶,如丁苯橡胶、异乙二烯共聚物、氯丁橡胶等。
这三种阀的可靠性是:柱式大于伞式和帽式,而伞式大于帽式。阀开闭是在规定的压力条件下进行的,阀开启和关闭的压力分别称为开阀压和闭阀压。开阀压的大小适中,开阀压太高易使电池内部积聚的气体压力过大,而过高的内压力会电池外壳或破裂,影响电池的运行;若开阀压太低,阀开启,使电池内部水分损失严重,并因失水而失效。闭阀压的作用是让阀及时关闭,其值大小以接近于开阀压值为好。及时关闭阀是为了防止空气中的氧气进人电池,以免引起电池负极的自放电。极柱:是指从正负极板群的汇流排上引出,并穿过电池盖的正负极端子。
胶体密封铅太阳能路灯蓄电池为富液式电池,电解液的量比胶体太阳能路灯蓄电池要多20%;而胶体太阳能路灯蓄电池为了给正极析出的氧提供向负极的通道,使隔膜保持有10%的孔隙不被电解液占有,即为贫液式电池。胶体密封铅太阳能路灯蓄电池的装配与普通铅太阳能路灯蓄电池相同,为非紧装配结构;而胶体太阳能路灯蓄电池为了使电解液与极板充分而采用了紧装配。
胶体密封铅太阳能路灯蓄电池的胶体电解质是硅酸凝胶,为多孔道的高分子聚合物,内部呈相互交错的细线状结构,铅太阳能路灯蓄电池所需的溶液就固定在它的孔道中,其密度低于胶体太阳能路灯蓄电池的电解液密度,为1.26到1.28g/cm3;而胶体太阳能路灯蓄电池的溶液密度为1.29到1.30g/cm3,固定在极板和超细玻璃纤维隔膜中。胶体密封铅太阳能路灯蓄电池的隔板与普通铅太阳能路灯蓄电池相同,但在隔板的不起伏面有一层很薄的的超细玻璃纤维隔膜(约0.4mm厚),目的是让电解液能与极板活性充分,而胶体太阳能路灯蓄电池的隔膜是超细玻璃纤维隔膜。
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