CN102122730A - 一种蓄电池用硅酸盐电解液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄电池用硅酸盐电解液，其中所述电解液由以下重量百分数的组分组成：硫酸20-45%，磷酸铵1-2%，二氧化硅10-15%，过硫酸铵2-3%，硫酸钠1-1.5%，硫酸钾1-1.5%，聚丙烯酰胺1-2%，分散剂1-2%，稳定剂2-3%，催化剂3-5%，余量为去离子水，其中所述催化剂为碱式盐、硅烷和硅油中的一种，本发明的硅酸盐电解液性能良好，绿色环保，具有良好的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅酸盐电解液，尤其涉及一种蓄电池用硅酸盐电解液。
背景技术
铅蓄电池自问世以来，由于其电动电势高、内阻小、使用性能可靠、价格低廉而得到了广泛应用。但目前市场上的传统铅酸蓄电池，通常在使用期间由于电解液的硫酸盐化，使得蓄电池性能差、寿命短，并且使用过程中比能量低，电池自放电大，低温环境容量骤减，失水严重，同时有可能析氢闪爆，安全性能差。同时，由于传统蓄电池多采用铅、汞、镉合金为极板，为了防止蓄电池极板的硫化要经常进行维护，从而导致酸腐蚀、酸雾污染，并且极板硫化后产生的汞、镉毒污染可造成人员和环境的不可逆损害，同时由于废弃的电解液不易回收，其中的硫酸铅等会对土壤、水体环境造成极大的污染和破坏。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种绿色环保、性能优良的蓄电池用硅酸盐电解液及其制备方法。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案为：
一种蓄电池用硅酸盐电解液，其中所述电解液由以下重量百分数的组分组成：硫酸20-45%，磷酸铵1-2%，二氧化硅10-15%，过硫酸铵2-3%，硫酸钠1-1.5%，硫酸钾1-1.5%，聚丙烯酰胺1-2%，分散剂1-2%，稳定剂2-3%，催化剂3-5%，余量为去离子水，其中所述催化剂为碱式盐、硅烷和硅油中的一种。
一种蓄电池用硅酸盐电解液的制备方法，包括以下步骤：
a）二氧化硅加去离子水高速搅拌分散，加入稀硫酸混合搅拌反应；
b）加入磷酸铵、过硫酸铵和硫酸钾，混合搅拌反应；
c）加入聚丙烯酰胺、分散剂、稳定剂和催化剂，在常温常压密封环境下搅拌，催化反应12－24小时；
d）催化完成后，将混合液磁化处理，制得本发明产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）本发明的硅酸盐电解液属于非强酸性质，不腐蚀极板，废弃后的电解液中的“酸根离子”大部分被催化剂中和、吸附，呈弱酸半固态颗粒状，不会污染环境，可直接废弃，而且其中所含的“氮、磷、钾”成分为高质量复合化肥，可肥沃土地，同时还可增加土壤氧含量，是绿色环保型电解液，具有良好的工业应用前景；
2）本发明的硅酸盐电解液外观为乳白色液体，经催化及磁化流程处理后，分子排列更合理，极大的提高了“离子淌度及摩尔电导率”，其理化性能稳定，流动性好，具有良好的浸润渗透性能，用于蓄电池中时比能量高，可瞬间高倍率大电流放电，无充放电记忆效应，同时气体析出微弱，不仅使用寿命长，而且使用安全；
3）本发明的硅酸盐电解液流程制作简单，易于控制，成本低廉，易于蓄电池加注灌装，可用以制造高端蓄电池。
附图说明
图1是本发明硅酸盐电解液用于蓄电池的使用寿命曲线图；
图2是本发明硅酸盐电解液用于蓄电池的小时率曲线图；
图3是本发明的硅酸盐电解液用于蓄电池中时蓄电池的性能表。
具体实施方式
本发明的蓄电池用硅酸盐电解液一种蓄电池用硅酸盐电解液，其中所述电解液由以下重量百分数的组分组成：硫酸20-45%，磷酸铵1-2%，二氧化硅10-15%，过硫酸铵2-3%，硫酸钠1-1.5%，硫酸钾1-1.5%，聚丙烯酰胺1-2%，分散剂1-2%，稳定剂2-3%，催化剂3-5%，余量为去离子水，其中所述催化剂为碱式盐、硅烷和硅油中的一种。
一种蓄电池用硅酸盐电解液的制备方法，包括以下步骤：
a）二氧化硅加去离子水高速搅拌分散，加入稀硫酸混合搅拌反应；
b）加入磷酸铵、过硫酸铵和硫酸钾，混合搅拌反应；
c）加入聚丙烯酰胺、分散剂、稳定剂和催化剂，在常温常压密封环境下搅拌，催化反应12－24小时；
d）催化完成后，将混合液磁化处理，制得本发明产品。
进一步，所述碱式盐为金属钠、钾的碱式盐中的至少一种。
进一步，所述分散稳定剂为丙三醇、聚乙烯醇和脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）中的一种。
进一步，所述稳定剂为羧甲基纤维素钠和香兰素中的至少一种。
进一步，所述制备方法中的磁化强度为8000-10000高斯。
进一步，所述制备方法中的磁化时间为10-20秒。
进一步，所述二氧化硅为纳米级气相二氧化硅。
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例 1
在二氧化硅10%中加入去离子水高速搅拌进行分散；分散均匀后，加入硫酸40%，搅拌反应，再加入磷酸铵1%、过硫酸铵2%和硫酸钾1.5%，混合搅拌反应；反应完成后，加入聚丙烯酰胺1.5%、聚乙烯醇1%、羧甲基纤维素钠3%和硅油4%，常温常压密封环境搅拌，催化反应24小时，再经8000高斯磁化处理10秒，制得本发明产品。
实施例 2
在二氧化硅10%中加入去离子水高速搅拌进行分散；分散均匀后，加入硫酸45%，搅拌反应，再加入磷酸铵1%、过硫酸铵2%和硫酸钾1%，混合搅拌反应；反应完成后，加入聚丙烯酰胺1%、丙三醇1%、羧甲基纤维素钠2%和硅烷4%，常温常压密封环境搅拌，催化反应12小时，再经10000高斯磁化处理15秒，制得本发明产品。
实施例 3
在二氧化硅15%中加入去离子水高速搅拌进行分散；分散均匀后，加入硫酸30%，搅拌反应，再加入磷酸铵1.3%、过硫酸铵3%和硫酸钾1%，混合搅拌反应；反应完成后，加入聚丙烯酰胺1.5%、丙三醇2%、羧甲基纤维素钠2%和硅油3%，常温常压密封环境搅拌，催化反应12小时，再经8000高斯磁化处理15秒，制得本发明产品。
实施例 4
在二氧化硅15%中加入去离子水高速搅拌进行分散；分散均匀后，加入硫酸20%，搅拌反应，再加入磷酸铵1.5%、过硫酸铵3%和硫酸钾1.3%，混合搅拌反应；反应完成后，加入聚丙烯酰胺2%、聚乙烯醇1%、羧甲基纤维素钠3%和硅烷5%，常温常压密封环境搅拌，催化反应24小时，再经10000高斯磁化处理20秒，制得本发明产品。
实施例 5
在二氧化硅13%中加入去离子水高速搅拌进行分散；分散均匀后，加入硫酸35%，搅拌反应，再加入磷酸铵2%、过硫酸铵2.5%和硫酸钾1.5%，混合搅拌反应；反应完成后，加入聚丙烯酰胺2%、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-4）1.5%、羧甲基纤维素钠3%和硅酸钠3%，常温常压密封环境搅拌，催化反应24小时，再经10000高斯磁化处理20秒，制得本发明产品。
实施例 6
在二氧化硅12%中加入去离子水高速搅拌进行分散；分散均匀后，加入硫酸25%，搅拌反应，再加入磷酸铵2%、过硫酸铵2.5%和硫酸钾1.5%，混合搅拌反应；反应完成后，加入聚丙烯酰胺1%、丙三醇1%和聚乙烯醇1%、香兰素2.5%和磷酸氢二钾5%，常温常压密封环境搅拌，催化反应24小时，再经9000高斯磁化处理20秒，制得本发明产品。
产品性能：
图1是本发明硅酸盐电解液用于蓄电池的使用寿命曲线图；
图2是本发明硅酸盐电解液用于蓄电池的小时率曲线图；
图3是本发明的硅酸盐电解液用于蓄电池中时蓄电池的性能表。
从附图1-3中可以看出本发明的电解液用于蓄电池时，蓄电池的容量大，内阻小，可大电流放电，并且自放电率小，对温度影响不敏感，使用寿命较长。由此可见，本发明的电解液是一种性能优良的蓄电池电解液，同时该电解液使用过程中无酸雾析出，使用后呈半颗粒状，不会对环境造成影响，是一种绿色无污染的环保型蓄电池用电解液。
Claims (7)
1.一种蓄电池用硅酸盐电解液，其特征在于：所述电解液由以下重量百分数的组分组成：硫酸20-45%，磷酸铵1-2%，二氧化硅10-15%，过硫酸铵2-3%，硫酸钠1-1.5%，硫酸钾1-1.5%，聚丙烯酰胺1-2%，分散剂1-2%，稳定剂2-3%，催化剂3-5%，余量为去离子水，其中所述催化剂为碱式盐、硅烷和硅油中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池用硅酸盐电解液，其特征在于：所述碱式盐为金属钠、钾的碱式盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种蓄电池用硅酸盐电解液，其特征在于：所述分散稳定剂为丙三醇、聚乙烯醇和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种蓄电池用硅酸盐电解液，其特征在于：所述稳定剂为羧甲基纤维素钠和香兰素中的至少一种。
5.一种蓄电池用硅酸盐电解液的制备方法，包括以下步骤：
a) 二氧化硅加去离子水高速搅拌分散，加入稀硫酸混合搅拌反应；
b) 加入磷酸铵、过硫酸铵和硫酸钾，混合搅拌反应；
c) 加入聚丙烯酰胺、分散剂、稳定剂和催化剂，在常温常压密封环境下搅拌，催化反应12－24小时；
d) 催化完成后，将混合液磁化处理，制得本发明产品。
6.根据权利要求5所述的一种蓄电池用硅酸盐电解液的制备方法，其特征在于：所述磁化强度为8000-10000高斯。
7.根据权利要求5所述的一种蓄电池用硅酸盐电解液的制备方法，其特征在于：所述磁化时间为10-20秒。
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