A bateria coloidal usa um tipo de eletrólito semelhante a um gel. Não há líquido livre dentro, mas há uma certa quantidade de "água livre". Os principais componentes do eletrólito coloidal são o agente gelificante e o ácido sulfúrico, então a água pode ser adicionada à bateria coloidal? Na verdade, devido à estanqueidade da bateria coloidal, a água emitida é muito rara e pode ser ignorada. E se você adicionar água às cegas?

Bateria de gel

Depois que os aditivos orgânicos do eletrólito coloidal são adicionados em uma quantidade adequada, por um lado, a estrutura da rede de gel pode ser tornada elástica e, por outro lado, a dosagem do agente gelificante pode ser adequadamente reduzida. Isso não só é propício à migração e difusão de íons e gases, retardando o fenômeno de hidratação e estratificação, mas também impedindo a sulfatação até certo ponto e prolongando a vida útil das baterias coloidais de chumbo-ácido. Se o conteúdo aditivo for muito grande, a estrutura da rede de gel é muito densa, o que dificulta a migração de íons no eletrólito e a difusão do gás, e a polarização do eletrodo é intensificada, resultando em uma diminuição na capacidade de descarga da bateria. Além disso, quando o conteúdo aditivo atinge um certo limite, a "água livre" encapsulada na estrutura da rede espacial é espremida devido à compacidade e contração da estrutura da rede, e o eletrólito coloidal aparece hidratação e estratificação. Por outro lado, se o teor de aditivo for muito pequeno, ele não pode ter um efeito favorável sobre o eletrólito coloidal e a bateria.

Portanto, adicionar água será prejudicial para a bateria coloidal.

O agente gelificante forma ligações de hidrogênio através dos grupos hidroxila em sua superfície, formando uma estrutura de rede espacial no sistema, e envolvendo ácido sulfúrico e água nele, de modo que o eletrólito coloidal é sólido quando está estacionário. Quando submetido a uma certa força de cisalhamento, sua estrutura de rede tridimensional se desintegra rapidamente, e o eletrólito coloidal está na forma de uma solução aquosa. Quando a força de cisalhamento parar, o eletrólito coloidal retornará à estrutura original da rede espacial. Esta tixotropia dota as baterias coloidais de chumbo-ácido com as vantagens de fácil transporte e menor vazamento.

O gel da bateria coloidal é de sílica pirogênica. A sílica pirogênica é um material nanopó branco de alta pureza e inodoro, que tem as funções de espessamento, antiaglomerante, controle da reologia do sistema e tixotropia. Além da aplicação, tem sido amplamente utilizado em baterias de gel nos últimos anos.

A sílica pirogênica é um pó branco em escala nanométrica gerado pela hidrólise a alta temperatura do haleto de silício em uma chama de hidrogênio-oxigênio, comumente conhecida como sílica pirogênica, que é um produto de sílica amorfa com um tamanho de partícula primária de 7-40nm. O tamanho da partícula agregada é de cerca de 200-500 nanômetros, a área de superfície específica é de 100-400 m²/g, a pureza é alta, e o SiO₂o conteúdo não é inferior a 99,8%. Os agregados de sílica pirogênica não tratados contêm uma variedade de grupos silanol, um é um grupo hidroxila livre isolado e não perturbado; o outro é um grupo silanol ligado que é contínuo e forma ligações de hidrogênio entre si. Os agregados de sílica pirogênica não tratados são agregados contendo múltiplos -OH, que são fáceis de formar uma estrutura de rede tridimensional uniforme (ligação de hidrogênio) no sistema líquido. Essa estrutura de rede tridimensional (ligação de hidrogênio) será destruída quando houver força externa (força de cisalhamento, força de campo elétrico, etc.), o meio se tornará mais fino e a viscosidade diminuirá. Esta tixotropia é reversível.

Em baterias coloidais, a sílica pirogênica usa principalmente suas excelentes propriedades espessantes e tixotrópicas. O eletrólito coloidal é composto de sílica pirogênica e uma certa concentração de solução de ácido sulfúrico em uma determinada proporção. O ácido sulfúrico e a água neste eletrólito são "armazenados" na rede de sílica gel, e é um "gel sólido macio", que é sólido quando estacionário. Quando a bateria é carregada, devido ao aumento da concentração de ácido sulfúrico no eletrólito, ela é "espessada" e acompanhada de rachaduras. A reação de "água eletrolisada" no estágio posterior de carregamento faz com que o oxigênio gerado pelo eletrodo positivo seja absorvido pelo eletrodo negativo através das inúmeras fissuras, e ainda é reduzido a água, de modo a realizar a reação do ciclo de vedação da bateria. Durante a descarga, a concentração de ácido sulfúrico no eletrólito diminui para torná-lo "afinado", e torna-se o estado de gel fino antes de encher a bateria. Portanto, a bateria de gel tem um efeito "livre de manutenção".