CN102263295B - 一种胶体铅酸蓄电池复合型电解质 - Google Patents

一种胶体铅酸蓄电池复合型电解质 Download PDF

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Abstract

一种胶体铅酸蓄电池复合型电解质，属于蓄电池生产技术领域。本发明采用聚丙烯酰胺和羧甲基纤维钠为混合胶体稳定剂、金属硫酸盐为添加剂，通过改变各组分含量对电池性能进行了优化，可降低电池早期容量亏损现象的发生，改善胶体电池容量小的问题，充电接受性能好，水分损失少，不易产生热失控，深度放电后恢复性能明显优于普通铅酸电池，电池电极活性物质的利用率提高，可大幅度提高电池的性能。本发明形成的胶体铅蓄电池解决了电池容量低、深度放电后恢复性能差、胶体电解质易在充放电过程中出现的水化分层现象等问题。

Description

一种胶体铅酸蓄电池复合型电解质
技术领域
本发明属于蓄电池生产技术领域。
背景技术
铅酸蓄电池是指电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。铅酸蓄电池具有自身内阻小、放电电流密度大等优点，上个世纪80年代至今，通过改进胶体电解质的性能，使胶体电解质铅蓄电池有了较大的进展。然而，由于电气性能上仍达不到颁布指标，其容量和起动放电性能均低于常规硫酸液体电池，胶体电解质较易出现水化分层现象，固液会出现明显的界面，使电池失效。在胶体电解质中加入复合添加剂，具有不改变电池工业生产过程、附加成本低、效果好、便于推广等优点，目前国内外都积极研制各式各样的电解质添加剂，选择合适的电解质添加剂是改善胶体电池性能的主要途径。
如果胶体铅蓄电池克服了普通电池易漏酸、易失水、深度放电性能差的缺点，则胶体铅蓄电池大电流放电性能良好，并且降低了铅污染和酸污染。因此，选择合适的电解质添加剂是改善胶体电池性能的主要途径。
发明内容
本发明旨在提出一种可深度放电、无水化分层现象的胶体铅酸蓄电池复合型电解质。
本发明由粒径为5～20nm的二氧化硅、硫酸、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸镧和去离子水组成，各成分占电解质总重量的百分比分别为：0.2%～5.0%二氧化硅，48.5%～58.4%硫酸，0.001%～0.15%聚丙烯酰胺，0.001～0.1%羧甲基纤维素钠，0.01～1.0%硫酸钠，0.02%～1.2%硫酸钾，0.01～0.8%硫酸镁，0.001～0.01%硫酸镧，其余为去离子水。
本发明采用聚丙烯酰胺和羧甲基纤维钠为混合胶体稳定剂、金属硫酸盐为添加剂，通过改变各组分含量对电池性能进行了优化，可降低电池早期容量亏损现象的发生，改善胶体电池容量小的问题，充电接受性能好，水分损失少，不易产生热失控，深度放电后恢复性能明显优于普通铅酸电池，电池电极活性物质的利用率提高，可大幅度提高电池的性能。本发明形成的胶体铅蓄电池解决了电池容量低、深度放电后恢复性能差、胶体电解质易在充放电过程中出现的水化分层现象等问题。
附图说明
图1 为本发明产品在深度放电85%后再充电4h，充、放电循环100次后的电压与放电容量曲线图。
具体实施方式
将粒径为5～20nm的二氧化硅、硫酸盐、聚丙烯酰胺（PAM）和羧甲基纤维素钠(CMC)按比例称取重量，加入去离子水所制成的混合液中搅拌静置，慢慢将98%的浓硫酸、硫酸盐加入到该混合溶液中并进行超声分散10～20min，放置2天，使其稳定，即制成了铅蓄电池用胶体复合型电解液。
具体的各成分投料组成占总投料重量百分比（100%）为：
方案1（1#）：SiO2：0.2%，Na2SO4：0.02%，K2SO4：0.1%，MgSO4：0.02%，H2SO4：52.62%，聚丙烯酰胺（PAM）：0.1%，羧甲基纤维素钠(CMC)：0.01%，La2(SO4)3：0.001%，其余为去离子水。
方案2（2#）：SiO2：0.3%，Na2SO4：0.2%，K2SO4：0.04%，MgSO4：0.1%，H2SO4：50.26%，聚丙烯酰胺（PAM）：0.03%，羧甲基纤维素钠(CMC)：0.1%，La2(SO4)3：0.002%，其余为去离子水。
方案3（3#）：SiO2：4%，Na2SO4：0.08%，K2SO4：1%，MgSO4：0.01%，H2SO4：48.43%，聚丙烯酰胺（PAM）：0.01%，羧甲基纤维素钠(CMC)：0.01%，La2(SO4)3：0.001%，其余为去离子水。
方案4（4#）：SiO2：4.33%，Na2SO4：0.02%，K2SO4：0.1%，MgSO4：0.02%，H2SO4：47.82%，聚丙烯酰胺（PAM）：0.003%，CMC：0.003%，La2(SO4)3：0.001%，其余为去离子水。
方案5（5#）：SiO2：5%，Na2SO4：0.02%，K2SO4：0.1%，MgSO4：0.02%，H2SO4：52.62%，聚丙烯酰胺（PAM）：0.002%，羧甲基纤维素钠(CMC)：0.001%，La2(SO4)3：0.001%，其余为去离子水。
以上各例研制成功的复合型电解质胶体铅酸蓄电池可在深度放电95%后，充电4h，再深度放电95%后，再充电4h。如此循环100次，复合型电解质无水化分层现象，电池的电压和放电容量仍较好，如附图1所示。

Claims (1)

1.一种胶体铅酸蓄电池复合型电解质，其特征在于所述电解质由粒径为5～20nm的二氧化硅、硫酸、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸镧和去离子水组成，各成分占电解质总重量的百分比分别为：0.2%～5.0%二氧化硅，48.5%～58.4%硫酸，0.001%～0.15%聚丙烯酰胺，0.001～0.1%羧甲基纤维素钠，0.01～1.0%硫酸钠，0.02%～1.2%硫酸钾，0.01～0.8%硫酸镁，0.001～0.01%硫酸镧，其余为去离子水。
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