Ինչպե՞ս է աշխատում ժելե մարտկոցի մեջ գտնվող ժելե էլեկտրոլիտը

Sealed lead acid energy storage, a revolution of gel battery. Perhaps you don’t even know the technology behind a sealed lead acid energy storage or perhaps you think it’s same as an AGM battery, gel cell is a breakthrough in lead acid cell technology. At JOZOKING (TIANJIN) TECHNOLOGY CO., LTD. we provide high quality sealed lead acid battery maintenance free for solar power system storage, communication, back up system and many other industrial applications. How does it distinguish from other kinds of lead acid cell? Because of its main character, Gel electrolyte. Here comes a detail study of the principle of the Gel Battery technology, its properties and the reasons why people prefer in the whole world like Europe, North America and Australia.

The Chemistry of Immobilization: From Liquid to Gel

Որպեսզի ճիշտ իմանանք՝ ինչ է ներառում ժելային մարտկոցի աշխատանքը, սկզբում պետք է հասկանանք՝ ինչ չի ներառում այն և ինչու է անհրաժեշտ եղել ստեղծել ժելային մարտկոց մեր սովորական 12 Վ կապար-թթվային մարտկոցից։ Ստանդարտ «լցված» կապար-թթվային բջիջը օգտագործում է հեղուկ էլեկտրոլիտ, որը հիմնականում կազմված է ծծմբական թթվից և ջրից։ Քանի որ այն հեղուկ է, այն կարող է թափվել, գոլորշանալ և շերտավորվել, իսկ թթուն ժամանակի ընթացքում իջնում է բջիջի ստորին մասը։

Գելային մարտկոցը վերացնում է այս խնդիրը՝ էլեկտրոլիտը կիսապինդ վիճակի վերածելով: Ավելի ճշգրիտ՝ ծծմբական թթվի որոշակի քանակ ավելացվում է մածուցիկ սիլիցիումի օքսիդի մասնիկների (սիլիցիումի երկօքսիդ) ավելի բարակ դիսպերսիային: Դա քիմիապես արտադրում է թիքսոտրոպ գել, որը հանգստի վիճակում տեղաշարժվել չի կարող, սակայն խանգարման դեպքում փոխում է վիսկոզությունը, թույլ տալով իոններին շարժվել թթվի միջով լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ: Արդյունքում, ստացվում է էլեկտրոլիտ, որն ունի հաստ ժելեի վիսկոզություն և երկար ժամանակ պահում է թթուն իր մեջ:

Այս էլեկտրոլիտի ամրացումը ժելի մեջ հենց դա է ժելային մարտկոցի հիմնական առանձնահատկությունը և պատճառը, որի համար այն ունի իր բազմաթիվ ցանկալի հատկանիշները։ Դա ոչ միայն թույլ է տալիս տեղադրել մարտկոցը ցանկացած դիրքում՝ առանց լցանյութի թափվելու, այլև ժելային մատրիցայի կառուցվածքը ստեղծում է ներքին իդեալական սարքավորում, որը հեշտացնում է շատ կարևոր ներքին մեխանիզմը՝ գազերի վերամիացման գործընթացը։ Եվ հենց դա է պատճառը, որ ժելային մարտկոցները կոչվում են անձայնային արագահաղորդիչ մարտկոցներ։

Գազերի վերամիացման ցիկլը՝ անձայնային շահագործման գաղտնիքը

Ժելային մարտկոցների հետաքրքիր առանձնահատկությունն այն է, որ նրանք կարող են վերամիացնել լիցքավորման ժամանակ առաջացած գազերը ջրի մեջ, այսպես որ էլեկտրոլիտի լրացում չի պահանջվում։ Լիցքավորման ընթացքում առաջացած գազերը վերամիացվում են, ինչը ժելային մարտկոցներին դասակարգում է VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid) տիպի մարտկոցների շարքում։

Այստեղ ներկայացված է վերամիավորման գործընթացը։ Դրական էլեկտրոդը առաջացնում է թթվածին լիցքավորման ժամանակ, հատկապես ցիկլի վերջում։ Ջրով լցված մարտկոցում թթվածինը պարզապես վերածվում է գազի, որը արտահանվում է բջիջից՝ միաժամանակ տանելով մի քիչ ջուր, այսինքն՝ բջիջը պետք է լրացվի ջրով։ Ժելային մարտկոցում վերամիավորման ժելային կառուցվածքի շնորհիվ այս թթվածինը անցնում է ժելի միկրոսկոպիկ ճեղքերով և հասնում բացասական էլեկտրոդին։ Այնտեղ այն հանդիպում է մեծ մակերես ունեցող, սպունգանման կառուցվածքի այն ածխածնին և կպչում է դրան։ Այդ թթվածինը այնուհետև միանում է այն ջրածնին, որը նախկինում արտահանվել էր և պահվում էր բացասական էլեկտրոդի մակերեսին, որպեսզի ստեղծի ավելի շատ ջուր։

Մեր մարտկոցը այնքան էֆեկտիվ է ներքին ռեկոմբինացիայի շնորհիվ, որ մեկուղղության ճնշման թույլատրման վերադարձային փականները սահմանված են ցածր՝ մոտավորապես 2 psi-ի վրա, որպեսզի վթարման դեպքում թույլ տան ավելցուկային ճնշումը դուրս գալու: Սովորական շահագործման ժամանակ մարտկոցը լիովին կներկայացնի կնքված համակարգ, որտեղ ներքին գազերը վերամշակվում են, և չի պահանջվում թարմ ջուր լցնել կամ թթվային գոլորշիներ արտանետել: JOZOKING մարտկոցների «սպասարկման անհրաժեշտության բացակայություն» հատկությունը հիմք է հանդիսանում մեր ժելային մարտկոցների մշակման համար, որոնք հանգեցնում են GFM շարքին, որը հարմար է հեռավոր վայրերում կամ այլ դժվար մուտք ունեցող կիրառումների համար:

Բարձրագույն խոր շրջանային կատարողական

Գելային մարտկոցները դարձել են վերականգնվող էներգիայի և ռեզերվային սնուցման համակարգերի համար հաճախ ընտրվող տարբերակ՝ իրենց բացառիկ կարողության շնորհիվ դիմանալու երկարատև շահագործման ընթացքում կրկնվող խորը արտանետման ցիկլերին: Մարտկոցի ներսում գտնվող հատուկ գելային էլեկտրոլիտը պահպանում է էլեկտրոդային սալիկների հարաբերական կառուցվածքային կայունությունը՝ նույնիսկ սովորական շահագործման պայմաններում խորը արտանետման դեպքում: Այս հատկությունը արդյունավետորեն նվազեցնում է ակտիվ նյութի շերտավորման կորուստը սալիկների մակերեսից ցիկլային շահագործման ընթացքում և հուսալիորեն ճնշում է մարտկոցի կափարիչի ներսում էլեկտրոլիտի շերտավորումը: Այս յուրահատուկ ներքին կառուցվածքի շնորհիվ գելային մարտկոցները կարող են պահպանել կայուն էլեկտրոքիմիական աշխատանքը իրենց ամբողջ կյանքի տևողության ընթացքում և խուսափել շատ տարածված ձախողման ռիսկերից, որոնք հատուկ են ավանդական մարտկոցների դիզայններին: Հետևաբար, բարձրորակ գելային մարտկոցները ապահովում են երկարացված շահագործման ժամկետ՝ հաստատուն արդյունավետությամբ, ինչը դրանք դարձնում է իդեալական ընտրություն անցանկալի և ցանցային արևային էներգիայի համակարգերում լայնորեն կիրառվող անընդհատ օրական լիցքավորման-արտանետման ցիկլերի համար:

Ճշգրտության բարձր պահանջներ լիցքավորման համար

Այս բարձր կատարողականությունը, սակայն, ունի իր թերությունները։ Ժելային մարտկոցները չեն դիմանում գերլիցքավորմանը, և դրանց լարումը պետք է ճշգրտորեն վերահսկվի։ Էլեկտրոլիտը ավելի ծակուղի է, ինչը նշանակում է, ո что իոնները շարժվում են դանդաղ, և հետևաբար ժելը ունի ավելի բարձր ներքին դիմադրություն, քան AGM-ը։ Սա նշանակում է, որ դրանք ավելի դանդաղ են լիցքավորվում և պետք է դանդաղ, հաստատուն լիցքավորում ստանան։

Ջելային մարտկոցները չեն սիրում գերլիցքավորվել։ Լարման գերազանցումը ներսում կառաջացնի ջելի ճաքեր և բացվածքներ, որոնք անդարձելի են և կնվազեցնեն մարտկոցի ընդհանուր աշխատաժամանակը և տարողությունը։ Դա է պատճառը, որ ջելային մարտկոցների համար անհրաժեշտ է իրենց սեփական լիցքավորման պրոֆիլը՝ ճշգրիտ լարման պահանջներով։ Այդ լարումները հաճախ ավելի ցածր են (14,0–14,2 Վ՝ 12 Վ համակարգի համար), քան AGM-ի կամ հեղուկ էլեկտրոլիտով մարտկոցների դեպքում։ Քանի որ ջելային մարտկոցները շատ զգայուն են, մենք խորհուրդ ենք տալիս դրանք համատեղել ճիշտ ջելային լիցքավորման կարգավորումների հետ՝ մարտկոցի աշխատաժամանակի վնասվելու վտանգը կանխելու համար։ JOZOKING-ում մեր մարտկոցների կառավարման և համակարգի նախագծման խորհրդատվությունը երաշխավորում է, որ դուք կօգտագործեք ճիշտ սարքավորումները՝ ապահովելու ձեր մարտկոցների երկար աշխատաժամանակը։

Արեւային և վերականգնվող էներգիայի պահեստավորում

Բատարեակները հաճախ ենթարկւում են բարձր օրական լիցքավորման եւ առաքման արագության՝ հիբրիդային եւ անջատված արեւային կիրառումներում, եւ այս պատճառով ժելային բատարեակների խորը ցիկլերի հնարավորությունը եւ բարձր մակարդակի անջատման աստիճանից վերականգնվելու կարողությունը երաշխավորում են երկարաժամկետ հուսալիություն: Ջերմության նկատմամբ դիմացկունությունը, որը հանգեցնում է գոլորշիացման, դրանք դարձնում է տաք կլիմայական գոտիներում կիրառման իդեալական տարբերակ, իսկ JOZOKING-ի բատարեակների տեխնոլոգիան, որը հատուկ մշակվել է այս շուկայի համար, ներառում է նորարարական ժել, որը բարելավում է բարձր ջերմաստիճանների նկատմամբ դիմացկունությունը, ամրապնդում է ժելերը եւ բարելավում թթվածնի շարժունությունը:

Ամփոփում՝ Հուսալիության գիտությունը

Այս ժելային մարտկոցը ցույց է տալիս, թե ինչպես են իմաստուն քիմիական ճարտարագիտական սկզբունքները հաղթահարում սովորական կապար-թթվային մարտկոցների տեխնոլոգիաների առաջնային մարտահրավերները: Սիլիկայի ավելացմամբ հեղուկ էլեկտրոլիտի ժելային վիճակի վերածումը և ներքին գազերի վերամիավորման հնարավորությունը հանգեցրել են վերալիցքավորվող, սպասարկման անհրաժեշտություն չունեցող, թափվելուց պաշտպանված և կնքված կապար-թթվային մարտկոցի ստեղծման, որն ունի առանձնապես երկար ծառայության ժամկետ խորը ցիկլերի ռեժիմում: Դա դարձել է JOZOKING-ի նորարարական, սպասարկման անհրաժեշտություն չունեցող ժելային մարտկոցների հիմքը՝ նախատեսված վերականգնվող էներգիայի ոլորտի համար, որոնք ներառում են մեր հետազոտությունները ժելի ամրապնդման և էլեկտրոդների վերաբերյալ՝ ապահովելով հուսալի, արդյունավետ և անվտանգ լուծումներ ցանկացած վերականգնվող էներգիայի պահեստավորման համակարգի և էներգիայի պահեստային մատակարարման պահանջների համար: