CN102013522B - 一种铅酸蓄电池用胶体电解质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池用胶体电解质，该电解质由硫酸、纳米级气相二氧化硅、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、丙烯酰胺、硫酸钠、聚乙二醇、香蓝素、钾皂和纯水组成，其质量分别为40-48％、7-15％、0.3-5％、0.5-5％、0.07-0.15％、0.01-0.05％、0.01-0.04％、0.01-0.18％，其余为纯水。本发明解决了普通硅溶胶制成的胶体电解液触变性差、易水化、老化快、易发干等问题。用此电解液灌注的蓄电池具有良好的触变性、内阻低，自放电小、大电流放电能力强、耐低温而性能好，并提高了电池容量和循环寿命。

Description

一种铅酸蓄电池用胶体电解质
技术领域
本发明涉及一种铅酸蓄电池用胶体电解质。
背景技术
胶体电解质具有不流动性、不易漏酸、可防止活性物质脱落、减少自放电、耐低温性能好，延长电池寿命等优点，在应用过程中具有明显的优势。然而就胶体电池而言，最关键的技术是胶体电解质的配方，不同的配方对胶体电池的性能影响很大。目前国内生产的胶体电解质主要以硫酸和硅溶胶为主要原料，制成的胶体电解质存在触变性差、易水化、老化快、易发干及产生龟裂等现象，导致蓄电池内阻增加，大电流放电性能下降，自放电快，电池容量下降，使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是为解决普通硅溶胶制成的胶体电解液触变性差、易水化、老化快、易发干等问题，提供一种铅酸蓄电池用胶体电解质。用此电解质灌注的蓄电池具有良好的触变性、内阻低，自放电小、大电流放电能力强、耐低温而性能好，并提高了电池容量和循环寿命。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种铅酸蓄电池用胶体电解质，该电解质由硫酸、纳米级气相二氧化硅、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、丙烯酰胺、聚乙二醇、香蓝素、钾皂和纯水组成，其质量分别为40-48％、7-15％、0.3-5％、0.5-5％、0.01-0.05％、0.07-0.15％、0.01-0.04％、0.01-0.18％，其余为纯水。
本发明的胶体电解质的优选质量组成为：硫酸42-46％、纳米级气相二氧化硅9-10％、硫酸钠1-2％、羟丙基甲基纤维素1-2％、聚乙二醇0.08-0.1％、香蓝素0.01-0.02％、钾皂0.03-0.04％、丙烯酰胺0.02-0.04％，其余为纯水。其最优选的组成为：硫酸45.25％、纳米级气相二氧化硅9.5％、硫酸钠1.2％、羟丙基甲基纤维素1.7％、聚乙二醇0.09％、香蓝素0.015％、钾皂0.035％、丙烯酰胺0.03％，其余为纯水
一种制备上述铅酸蓄电池用胶体电解质的方法，包括如下步骤：
(1)取羟丙基甲基纤维素、丙烯酰胺和聚乙二醇，加入纯水中，加热溶解后冷却，得到组分A；
(2)取香蓝素与钾皂，加入纯水中，加热溶解后冷却，得到组分B；
(3)取纯水放入高速分散机中，加入硫酸，搅拌冷却到40-60℃；再加入硫酸纳和气相二氧化硅，搅拌，搅拌线速度保持在10-20m/s；
(4)将组分A和组分B加入高速分散机中，继续搅拌1-3小时。
本发明解决了普通硅溶胶制成的胶体电解液触变性差、易水化、老化快、易发干等问题。用此电解质灌注的蓄电池具有良好的触变性、内阻低，自放电小、大电流放电能力强、耐低温而性能好，并提高了电池容量和循环寿命。
具体实施方式
实施例1
1、选取羟丙基甲基纤维素、丙烯酰胺、聚乙二醇，按每吨胶体电解质中质量百分比例1.7％、0.03％、0.09％取样，加入1000ml纯水中，加热溶解后冷却备用，为组分A。
2、选取香蓝素与钾皂，按每吨胶体电解质中质量百分比例0.015％、0.035％取样，加入800ml水中，加热溶解后冷却备用，为组分B。
3、按每吨胶体电解质各组分的质量百分比例，称取适量纯水放入高速分散机中；加入42％分析纯硫酸，搅拌冷却到40-60℃；加入1.2％的分析纯硫酸纳和9.5％气相二氧化硅，高速搅拌1.5小时，搅拌线速度保持在10-20m/s。
4、将组分A和组分B加入搅拌机中，继续搅拌2小时，得到本发明提出的胶体电解质。
实施例2
1、选取羟丙基甲基纤维素、丙烯酰胺、聚乙二醇，按每吨胶体电解质中质量百分比例2％、0.04％、0.08％取样，加入1000ml纯水中，加热溶解后冷却备用，为组分A。
2、选取香蓝素与钾皂，按每吨胶体电解质中质量百分比例0.02％、0.04％取样，加入800ml水中，加热溶解后冷却备用，为组分B。
3、按每吨胶体电解质各组分的质量百分比例，称取适量纯水放入高速分散机中；加入43％分析纯硫酸，搅拌冷却到40-60℃；加入1.4％的分析纯硫酸纳和9.6％气相二氧化硅，高速搅拌1.5小时，搅拌线速度保持在10-20m/s。
4、将组分A和组分B加入搅拌机中，继续搅拌2小时，得到本发明提出的胶体电解质。
性能测试：
将香蓝素和钾皂的普通
以12V12Ah为例，按GB/T 22199-2008标准，分别采用实施例1、2得到的胶体电解质和普通胶体电解液组装电池各300只，并分别测试性能，结果如下表。
  检验项目   普通电解液   本发明
  2h率容量(Ah)   12.5-12.9   12.8-13.1
  大电流放电(min)   30-35   33-38
  荷电保持(％)   89.8-92％   91-95％
  -15℃低温容量   0.75-0.80C2   0.85-0.90C2
  100％循环寿命(次)   300-350   360-450

Claims (3)

1.一种铅酸蓄电池用胶体电解质，其特征在于该电解质由硫酸、纳米级气相二氧化硅、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、丙烯酰胺、聚乙二醇、香蓝素、钾皂和纯水组成，其质量分别为40-48％、7-15％、0.3-5％、0.5-5％、0.01-0.05％、0.07-0.15％、0.01-0.04％、0.01-0.18％，其余为纯水。
2.如权利要求1所述的铅酸蓄电池用胶体电解质，其特征在于所述胶体电解质的质量组成为：硫酸42-46％、纳米级气相二氧化硅9-10％、硫酸钠1-2％、羟丙基甲基纤维素1-2％、聚乙二醇0.08-0.1％、香蓝素0.01-0.02％、钾皂0.03-0.04％、丙烯酰胺0.02-0.04％，其余为纯水。
3.一种制备权利要求1所述的铅酸蓄电池用胶体电解质的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)取羟丙基甲基纤维素、丙烯酰胺和聚乙二醇，加入纯水中，加热溶解后冷却，得到组分A；
(2)取香蓝素与钾皂，加入纯水中，加热溶解后冷却，得到组分B；
(3)取纯水放入高速分散机中，加入硫酸，搅拌冷却到40-60℃；再加入硫酸钠和气相二氧化硅，搅拌，搅拌线速度保持在10-20m/s；
(4)将组分A和组分B加入高速分散机中，继续搅拌1-3小时。
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