CN100382376C - 一种二氧化硅晶态电解质及其制备方法 - Google Patents

一种二氧化硅晶态电解质及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种二氧化硅晶态电解质及其制备方法，该电解质采用硅酸钠溶液10%～30%重量，稀硫酸70%～90%重量为基料，添加占基料0.8～1.5%重量的氢氧化锂、占基料0.1～0.2%重量的阻氢剂、占基料0.0008～0.0011%重量的硫酸钴经混合制备而成。与现有技术相比，本发明具有环保、高能以及免维护等特点。

Description

一种二氧化硅晶态电解质及其制备方法
技术领域
本发明涉及蓄电池制造业，尤其涉及环保型中性颗粒二氧化硅晶态电解质，简称一种硅晶电解质及其制备方法。
背景技术
硫酸电解液作为铅酸蓄电池电解质生产已有100多年历史，它的制造技术及性能也不断地发展和提高。在形形色色的蓄电池中，由于硫酸电解液材料易得、价格便宜、其在蓄电池中一直普遍使用。同时又由于它腐蚀性较强、污染环境、且作为蓄电池电解质其容易渗漏等方面的缺点，影响了它在很能多方面的使用，特别是以液态硫酸为电解质，在-10℃时铅酸电池的化学反应速度已明显变得极为缓慢，在国家标准中规定低温-18℃时，其端电压不低于8.5V(指额定电压为12V的电池)，低温-18℃时其容量很难达到常温时的85％，在0℃-25℃区间内，温度每下降1℃，其容量下降约1％，而在长期运行状态下，温度每升高10℃，则蓄电池寿命约降低一半。因此，人们从末间断过对蓄电池电解质技术的研究发展。近年来世界各国都在寻找新工艺、新技术、新材料、新结构积极开发新产品，以适应更高的环保与使用要求。人们偿试各类胶体电解质及新工艺，来解决大功率蓄电池的免维护问题。上述努力都因铅蓄电池。铅钙合金的深放电早期容量损失、和铅锑合金的大量失水，等自身特性原因无果而终。
传统铅酸蓄电池的明显缺陷：(一)正极板栅腐蚀变型、活性物质软化脱落、不可逆硫酸盐化、早期容量损失、热失控等原因造成蓄电池寿命短；(二)蓄电池在充电过程中有酸雾排放；(三)酸液溢出腐蚀设备污染环境；(四)重量比能量偏低；(五)低温性能差等。近年来人们偿试用各类胶体电解质，来解决传统铅酸蓄电池存在的缺陷。可是各类胶体电解质最好的效果只能达到：(一)缓解正极板栅变型、活性物质脱落的问题也得到一定程度的缓解：(二)酸雾排放和酸液溢的问题基本得到解决。但胶体电解质同时带出了：电池内阻大和比能量低的新问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种环保、免维护的二氧化硅晶态电解质及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种二氧化硅晶态电解质，其特征在于，该电解质包括采用硅酸钠溶液10～30％重量，稀硫酸70～90％重量为基料，添加占基料0.8～1.5％重量的氢氧化锂、占基料0.1～0.2％重量的阻氢剂、占基料0.0008～0.0011％重量的硫酸钴经混合制备而成。
所述的电解质还包括添加占基料0.3～0.8％重量的阻氧剂。
所述的硅酸钠溶液中二氧化硅的含量为21～31％重量。
所述的稀硫酸的浓度为45～55％重量。
所述的阻氢剂为香兰素(香兰醛)。
所述的阻氧剂为分析纯级丙三醇(甘油)。
一种二氧化硅晶态电解质的制备方法，其特征在于，该方法包括采用硅酸钠溶液10～30％重量，稀硫酸70～90％重量为基料，添加占基料0.8～1.5％重量的氢氧化锂、占基料0.1～0.2％重量的阻氢剂、占基料0.0008～0.0011％重量的硫酸钴，用转速为1400～1500转/分的搅拌机搅拌30～60分钟，即得到超细颗粒的一种二氧化硅晶态电解质。
所述的电解质还包括添加占基料0.3～0.8％重量的阻氧剂。
本发明可提高电动车动力电池、大功率牵引用蓄电池容量和深循环使用寿命；通过颗粒二氧化硅晶态电解质，对铅锑合金中锑的有害作用的抑制，使铅锑合金的失水量降至铅钙合金的水平实现密封免维护。
与现有技术相比，本发明环保型中性颗粒二氧化硅晶态电解质是由有机物与无机酸共同起作用，参与反应的硫酸含量大幅降低，细硅晶颗粒提高板表面压力降低电池内阻，提高电池的大电流和高低温性能，使电池能在负40至正60度的环境中工作，同时抑制正极板活性物质的软化脱落。细硅晶颗粒聚集填充到电池中堆积孔率大于85％～95％，有效地提高电池活性物质利用率，进而大幅提高电池的比能量。晶态颗粒二氧化硅，具有很强的吸付锑的能力，避免无锑正极板容量过早丧失，使电池的使用寿命提高2至3倍以上，电池经充电固化为固体电池绝无液体泄漏。全面提高电池性能。同时使深循环牵引用蓄电池，的密封免维护这一世界性难题，得到根本的解决。
具体实施方式
实施例1
采用二氧化硅含量为21％(重量，下同)的硅酸钠10％，浓度为45％的稀硫酸90％为基料。添加占基料0.8％的分析纯级氢氧化锂、0.1％的香兰素、0.3％的分析纯级丙三醇、0.0011％的硫酸钴。用转速为1400～1500转/分的搅拌机搅拌30分钟，所得到的超细颗粒硅晶电解质，它只适用于玻纤隔板紧装配的小型：如电动自行车用的2小率10～20安时电池，用到其它隔板和大容量电池上时，将出现不完全固的现象。
实施例2
采用二氧化硅含量为26％的硅酸钠30％，浓度为50％的稀硫酸70％为基料。添加占基料1.5％的分析纯级氢氧化锂、0.2％的香兰素、0.001％的硫酸钴。用专用的转速为1400～1500转/分的搅拌机搅拌60分钟，所得到的超细颗粒硅晶电解质，它只适用于PVC隔极装配很松的牵引用蓄电池，用到其它隔和装配较紧的电池上时，将出现灌注困难和电解灌注量严重不足的现象。
实施例3
采用二氧化硅含量为31％的硅酸钠20％，浓度为55％的稀硫酸80％为基料。添加占基料1.5％的氢氧化锂、0.2％的阻氢剂香兰素、0.8％的分析纯级丙三醇、0.0008％的硫酸钴。用专用的转速为1400～1500转/分的搅拌机搅拌60分钟。所得到的超细颗粒一种二氧化硅晶态电解质，它可广范应用于各类隔板和各种装配压力的铅蓄电池，它能起到改良和提高各类铅蓄电池各类性能的作用。

Claims (8)

1.一种二氧化硅晶态电解质，其特征在于，该电解质包括采用硅酸钠溶液10～30％重量，稀硫酸70～90％重量为基料，添加占基料0.8～1.5％重量的氢氧化锂、占基料0.1～0.2％重量的阻氢剂、占基料0.0008～0.0011％重量的硫酸钴经混合制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅晶态电解质，其特征在于，所述的电解质还包括添加占基料0.3～0.8％重量的阻氧剂。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅晶态电解质，其特征在于，所述的硅酸钠溶液中二氧化硅的含量为21～31％重量。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化硅晶态电解质，其特征在于，所述的稀硫酸的浓度为45～55％重量。
5.根据权利要求1所述的一种二氧化硅晶态电解质，其特征在于，所述的阻氢剂为香兰素。
6.根据权利要求2所述的一种二氧化硅晶态电解质，其特征在于，所述的阻氧剂为分析纯级丙三醇。
7.一种二氧化硅晶态电解质的制备方法，其特征在于，该方法包括采用硅酸钠溶液10～30％重量，稀硫酸70～90％重量为基料，添加占基料0.8～1.5％重量的氢氧化锂、占基料0.1～0.2％重量的阻氢剂、占基料0.0008～0.0011％重量的硫酸钴，用转速为1400～1500转/分的搅拌机搅拌30～60分钟，即得到超细颗粒的一种二氧化硅晶态电解质。
8.根据权利要求7所述的一种二氧化硅晶态电解质的制备方法，其特征在于，所述的电解质还包括添加占基料0.3～0.8％重量的阻氧剂。
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