CN101003655B - 一种提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液及其制备方法。该电解液是由聚乙烯醇、硫酸、蒸馏水组成，其中各组分占总重量的百分比为：聚乙烯醇1.26～1.46 ,硫酸47.86～57.86 ,蒸馏水40.76～50.76。本发明根据现代界面化学理论、运用表面活性剂技术，有效提高了铅酸蓄电池容量，也提升了充电效率，并且电池极板得到保护，延长了寿命，同时其制备方法便捷，原料资源丰富，聚乙烯醇材料价廉，因此本发明具有很强的实用价值和很高的经济、社会效益。

Description

一种提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是二次电池及其制造，尤其是一种提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液及其制备方法。 

背景技术

铅酸蓄电池作为二次电池电源，被广泛应用于各行各业，有资料统计显示，其市场拥有量约占各种电池总量的90％以上。铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、隔板、电解液组成。然而，起重要作用的正、负极板其活性物质的利用率较低，其中正极板的利用率仅为45～55％，负极板的利用率仅为50～60％，因而严重影响了蓄电池的容量，也造成了能源和物质的很大浪费。为了提高活性物质的利用率，增加蓄电池的容量，人们曾对正、负极板结构进行物理性改进，如采用多孔隙的极板、绒状铅等以增加其表面积，提高参与反应的物质量。采取这些物理方法对提升蓄电池的容量，虽然能起到一定作用，但其效果还不够理想 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种有效提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液。 

本发明所述的电解液，是由聚乙烯醇、硫酸、蒸馏水组成，其中各组分占总重量的百分比为： 

聚乙烯醇1.26～1.46硫酸47.86～57.86蒸馏水40.76～50.76。 

本发明的目的之二是提供一种有效提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液的 

制备方法。 

本发明所述的制备方法包括如下工艺步骤： 

1、取占电解液总重量1.26％～1.46％的聚乙烯醇； 

2、取占电解液总重量40.76％～50.76％的蒸馏水； 

3、将蒸馏水与聚乙烯醇混合并加热至65℃～75℃，同时搅拌至完全溶解、冷却； 

4、将冷却后的溶液滤过，作为1^#液； 

5、取占电解液总重量47.86％～57.86％的硫酸加入到1^#液中，搅拌均匀后即得本发明所述的电解液。 

本发明所提供的上述高分子电解液，采用化学方法，运用现代不断发展的界面化学理论、表面活性剂技术，有效提高了铅酸蓄电池容量，并且蓄电池极板还得到保护，电池寿命也得到相应的延长，同时也提升了充电效率；本电解液的制备，其方法便捷，原料资源丰富，聚乙烯醇材料价格低廉，显而易见，本发明具有很强的实用价值和很高的经济、社会效益。 

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明。 

本发明所述的电解液，是用以提升铅酸蓄电池容量的高分子电解液，其中各组分占总重量的最佳百分比为： 

聚乙烯醇1.37    硫酸52.87    蒸馏水45.76。 

首先选用非离子型高分子表面活性物质聚乙烯醇 

它具有长烃链疏水基——乙烯基CH₂-CH和亲水性羟基OH，用它和硫酸反应产生聚乙烯硫酸脂 

用高分子聚乙烯硫酸脂作为电解液，在铅酸蓄电池的反应如下： 

在正极： 

在负极： 

总反应： 

由总反应式可见： 

和. 

都是表面活化剂，它们对固相极板形成吸附层，并起润湿作用，改变了固相表面双电层结构，提高了金属离子化过程的活化能，使溶液中P²⁺离子的浓度增加了。另外由于渗透作用，使得孔隙中的有效物质更有机会参与反应。而非极性基团一乙烯基，远离金属表面作定向搏列，形成疏水的薄膜附在极板上面，对极板起到了保护作用。放电反应的产生物硫酸铅也有序地排列，不会产生严重的堆积，形成硫酸铅粗粒堵住孔隙，这就为充电均衡提供了良好的条件。 

发明人用12VlOAH的电动车电池单元，用配对的聚乙烯硫酸脂电解液对其进行容量试验，以C₂放电率I₂(A)电流5A放电到9.6v终止，放电达186分钟，比国家标准规定的120分钟提高了55％。用本电解液可放电到O电压，而不损坏电池。试验证明，相同构造的铅酸蓄电池，如果使用本发明的电解液，能使电池容量提升50％以上；如果制造相同容量的铅酸蓄电池，可能节约1／4 以上的有色金属pb资源。实验还证明，本电解液使铅酸蓄电池的欧姆极化、浓差极化和电化学极化小了，亦即电池内阻小了，在提升电池容量的同时也提升了充电效率。本发明选用的非离子型高分子表面活性物质，除聚乙烯醇 

以外，还可选用聚乙二醇(PEG)，分子式： 或聚氧化乙烯(PEO)，分子式： 

实施例1 

取占电解液总重量1-37％的聚乙烯醇和45．76％的蒸馏水，将蒸馏水倒入聚乙烯醇混合并加热至65℃～75℃，同时搅拌使聚乙烯醇完全溶解，成透明液体，自然冷却后，经过滤去除悬浮杂质物作为1^#液；取占电解液总重量52.87％的硫酸缓慢加入到1^#液中，搅拌至均匀，此时液体为浅咖啡色，用比重计(密度计)测量，读数在1.37～1.38之间，即得本发明所述的电解液。 

实施例2 

取聚乙烯醇为l的重量份，取蒸馏水为33.48的重量份，将蒸馏水倒入聚乙烯醇混合并加热至65℃～75℃，同时搅拌使聚乙烯醇完全溶解，成透明液体，自然冷却后，经过滤去除悬浮杂质物作为1^#液；取硫酸为38．67的重量份，缓慢加入到1^#液中，搅拌至均匀，此时液体为浅咖啡色，用比重计(密度计)测量，读数在1.37～1.38之间，即得本发明所述的电解液。 

实施例3 

取聚乙烯醇30g，取蒸馏水1000ml，将蒸馏水倒入聚乙烯醇混合并加热至65℃～75℃，同时搅拌使聚乙烯醇完全溶解，成透明液体，自然冷却后，经过滤去除悬浮杂质物作为1^#液；量取1^#液620ml，取硫酸380ml，缓慢加入到620ml的1。液中，搅拌至均匀，此时液体为浅咖啡色，用比重计(密度计)测量，读 数在1.37～1.38之间，即得本发明所述的电解液。 

本发明所述的聚乙烯醇，国产牌号为17-99H，为乳白色蜡状或颗粒。所述的硫酸，相对密度为1.38(25℃)的蓄电池专用硫酸。所述的蒸馏水，为蓄电池专用蒸馏水。 

Claims (5)

1.一种提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液，其特征在于是由17-99H聚乙烯醇、蓄电池专用硫酸、蒸馏水组成，其中各组分占总重量的百分比为：

聚乙烯醇  1.26～1.46  硫酸  47.86～57.86   蒸馏水40.76～50.76。

2.根据权利要求1的电解液是由17-99H聚乙烯醇、蓄电池专用硫酸、蒸馏水组成，其特征在于各组分占总重量的百分比为：

聚乙烯醇  1.37    硫酸  52.87    蒸馏水  45.76。

3.一种提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液的制备方法，其特征在于是由17-99H聚乙烯醇、蓄电池专用硫酸、蒸馏水组成，包括如下工艺：

(1)、取占电解液总重量1.26％～1.46％的聚乙烯醇；

(2)、取占电解液总重量40.76％～50.76％的蒸馏水；

(3)、将蒸馏水与聚乙烯醇混合并加热至65℃～75℃，同时搅拌至完全溶解，冷却；

(4)、将冷却后的溶液滤过，作为1^#液；

(5)、取占电解液总重量47.86％～57.86％的硫酸加入到1^#液中，搅拌均匀后即得所述的电解液。

4.一种提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液的制备方法，其特征在于是由17-99H聚乙烯醇、蓄电池专用硫酸、蒸馏水组成，包括如下工艺：

(1)、取1重量份的聚乙烯醇；

(2)、取33.48重量份的蒸馏水；

(3)、将蒸馏水与聚乙烯醇混合并加热至65℃～75℃，同时搅拌至完全溶解，冷却；

(4)、将冷却后的溶液滤过，作为1^#液；

(5)、取38.67重量份的硫酸加入到1^#液中，搅拌均匀后即得所述的电解液。

5.一种提高铅酸蓄电池容量的高分子电解液的制备方法，其特征在于是由17-99H聚乙烯醇、蓄电池专用硫酸、蒸馏水组成，包括如下工艺：

(1)、取聚乙烯醇30g；

(2)、取蒸馏水1000ml；

(3)、将蒸馏水与聚乙烯醇混合并加热至65℃～75℃，同时搅拌至完全溶解，冷却；

(4)、将冷却后的溶液滤过，作为1^#液；

(5)、量取1^#液620ml；

(6)、取硫酸380ml，加入到620ml的1^#液中，搅拌至均匀，即得所述的电解液。