CN102122730B - 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

一种蓄电池用硅酸盐电解液及其制备方法
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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