هل يمكن ملء بطاريات الجل بالماء؟
تستخدم البطارية الغروية نوعًا من الإلكتروليت الشبيه بالهلام. لا يوجد سائل حر بالداخل ، ولكن هناك كمية معينة من"المياه مجانا". المكونات الرئيسية للإلكتروليت الغرواني هي عامل التبلور وحمض الكبريتيك ، فهل يمكن إضافة الماء إلى البطارية الغروية؟ في الواقع ، بسبب ضيق الهواء للبطارية الغروية ، فإن الماء المنبعث نادر جدًا ويمكن تجاهله. ماذا لو أضفت الماء بشكل أعمى؟
بطارية جل
بعد إضافة الإضافات العضوية للكهارل الغروي بكمية مناسبة ، من ناحية ، يمكن جعل بنية شبكة الهلام مرنة ، ومن ناحية أخرى ، يمكن تقليل جرعة عامل التبلور بشكل مناسب. هذا لا يؤدي فقط إلى هجرة وانتشار الأيونات والغازات ، مما يؤدي إلى إبطاء ظاهرة الترطيب والطبقات ، ولكن أيضًا منع الكبريت إلى حد معين وإطالة عمر بطاريات حمض الرصاص الغروية. إذا كان المحتوى الإضافي كبيرًا جدًا ، فإن بنية شبكة الهلام كثيفة جدًا ، مما يعيق انتقال الأيونات في الإلكتروليت وانتشار الغاز ، ويتم تكثيف استقطاب القطب ، مما يؤدي إلى انخفاض في قدرة تفريغ البطارية. علاوة على ذلك ، عندما يصل المحتوى الإضافي إلى حد معين ، فإن"المياه مجانا"مغلفة في بنية الشبكة المكانية يتم ضغطها بسبب انضغاط وتقلص بنية الشبكة ، ويظهر المنحل بالكهرباء الغروية الماء والطبقات. على العكس من ذلك ، إذا كان المحتوى الإضافي صغيرًا جدًا ، فلن يكون له تأثير إيجابي على المنحل بالكهرباء الغرواني والبطارية.
لذلك ، فإن إضافة الماء سيكون ضارًا بالبطارية الغروية.
يشكل عامل التبلور روابط هيدروجينية من خلال مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على سطحه ، ويشكل بنية شبكة فضائية في النظام ، ويلف حامض الكبريتيك والماء فيه ، لذلك يكون المنحل بالكهرباء الغروي صلبًا عندما يكون ثابتًا. عند تعرضه لقوة قص معينة ، يتفكك هيكل شبكته ثلاثية الأبعاد بسرعة ، ويكون المنحل بالكهرباء الغرواني في شكل محلول مائي. عندما تتوقف قوة القص ، سيعود المنحل بالكهرباء الغروي إلى بنية الشبكة المكانية الأصلية. تمنح هذه المتغيرة الانسيابية بطاريات الرصاص الحمضية الغروية مزايا النقل السهل وتقليل التسرب.
يتم تدخين هلام البطارية الغرواني السيليكا. السيليكا المدخنة عبارة عن مادة مسحوق نانو بيضاء عالية النقاوة وعديمة الرائحة ، لها وظائف التثخين ، ومكافحة التكتل ، والتحكم في ريولوجيا النظام والتسييل الانسيابي. بالإضافة إلى التطبيق ، فقد تم استخدامه على نطاق واسع في بطاريات الجل في السنوات الأخيرة.
السيليكا المدخنة عبارة عن مسحوق أبيض نانو ناتج عن التحلل المائي بدرجة حرارة عالية لهاليد السيليكون في لهب الهيدروجين والأكسجين ، والمعروف باسم السيليكا المدخنة ، وهو منتج سيليكا غير متبلور بحجم جسيم أولي يبلغ 7-40 نانومتر. حجم الجسيمات الكلي حوالي 200-500 نانومتر ، مساحة السطح المحددة 100-400 م2/ g ، درجة نقاء عالية ، و ليست كذلك2لا يقل المحتوى عن 99.8٪. تحتوي مجاميع السيليكا المدخنة غير المعالجة على مجموعة متنوعة من مجموعات السيلانول ، إحداها عبارة عن مجموعة هيدروكسيل حرة معزولة وغير مضطربة ؛ الآخر عبارة عن مجموعة سيلانول مرتبطة مستمرة وتشكل روابط هيدروجينية مع بعضها البعض. إن مجاميع السيليكا المدخنة غير المعالجة عبارة عن مجاميع تحتوي على عدة -أوه ، والتي يسهل تكوين هيكل شبكة ثلاثي الأبعاد موحد (رابطة هيدروجينية) في النظام السائل. سيتم تدمير بنية الشبكة ثلاثية الأبعاد (رابطة الهيدروجين) عندما تكون هناك قوة خارجية (قوة القص ، قوة المجال الكهربائي ، إلخ) ، وسيصبح الوسط أرق ، وستنخفض اللزوجة. هذا التسييل قابل للعكس.
في البطاريات الغروية ، تستخدم السيليكا المدخنة بشكل أساسي خصائصها الممتازة في السماكة والمتغيرة الانسيابية. يتكون المنحل بالكهرباء الغرواني من السيليكا المدخنة وتركيز معين من محلول حمض الكبريتيك بنسبة معينة. حمض الكبريتيك والماء في هذا المنحل بالكهرباء هو"مخزن"في شبكة هلام السيليكا ، وهو أ"لينة صلبة مثل هلام"، وهي صلبة عندما تكون ثابتة. عندما يتم شحن البطارية ، بسبب زيادة تركيز حامض الكبريتيك في المنحل بالكهرباء ، فهي كذلك"سميكة"ويرافقه تشققات. ال"الماء المحلل كهربائيا"يؤدي التفاعل في المرحلة اللاحقة من الشحن إلى امتصاص الأكسجين الناتج عن القطب الموجب بواسطة القطب السالب من خلال الشقوق التي لا تعد ولا تحصى ، ثم يتم تقليله إلى الماء ، وذلك لتحقيق تفاعل دورة إحكام إغلاق البطارية. أثناء التفريغ ، ينخفض تركيز حامض الكبريتيك في المنحل بالكهرباء لتكوينه"ضعفت"، وتصبح حالة الهلام الرقيق قبل ملء البطارية. لذلك ، تحتوي بطارية الجل على"صيانة مجانية"تأثير.
--نهاية--