CN103050738B - 铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法 - Google Patents

铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法，其是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热后逐步加入配方量的乙二胺四乙酸二钠、硫酸铝、硫酸钠、硫酸镉、硫酸亚锡、硫酸镁、硫酸钴、硫酸铜、硫酸钾，并进行充分搅拌，冷却至室温得到。本发明能够显著提高传统蓄电池的循环寿命，有效抑制电池内部的铅枝晶短路，减少电池寿命后期的内阻并提高了充电接受能力，减少了充电时的水损耗和降低电池充电时产生的热量并同时避免电池出现的热失控。本发明适用于各类铅酸蓄电池如汽车、摩托车启动用铅酸蓄电池，动力车辆用深循环电池、AGM阀控密封式铅酸蓄电池，平板/管式富液型蓄电池，平板/管式胶体型蓄电池等。

Description

铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法。
背景技术
铅酸蓄电池一直被广泛地应用到各个领域，尤其是电信领域、备用电源、储能电源和动力用途等，但是传统的铅酸蓄电池也存在着早期容量衰减、使用寿命短等系列问题，其症状为正极板板栅腐蚀、铅膏软化脱落、负极硫酸盐化等。
目前的铅酸系列蓄电池添加剂多为液体，添加剂的主要作用是防止蓄电池铅板生成沉积物，除去已被腐蚀的铅板上的硫酸铅沉积物。使用液体添加剂后，虽然能维持蓄电池的原有性能，但在延长蓄电池寿命方面却无效果。
中国专利授权公告号CN1172396C公开了一种复合型铅酸蓄电池电解液添加剂，它包括碳素、硫酸钠、硫酸镁、硅酸钠、乙酸钠、乙酸钴、磷酸、2,6-二叔丁基对甲苯酚、5-磷酸吡哆醛和蒸馏水，该添加剂可有效降低电池内阻，提高电池对大电流的接受能力并可延长电池的使用寿命。但是其循环寿命仍有待提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有技术所存在的不足而提供一种铅酸蓄电池电解液添加剂。
本发明所要解决的技术问题之二在于提供上述铅酸蓄电池电解液添加剂的制备方法。
作为本发明第一方面的铅酸蓄电池电解液添加剂，其特征在于，每升铅酸蓄电池电解液含有以下成分：
乙二胺四乙酸二钠    1500-2000mg/L；
硫酸铝                  150-200mg/L；
硫酸钠               1000-1200mg/L；
硫酸镉               1200-1600mg/L；
硫酸亚锡             1500-2000mg/L；
硫酸镁               4500-6000mg/L；
硫酸钴                350-400mg/L；
硫酸铜                300-350mg/L；
硫酸钾               1000-1200mg/L；
稀硫酸                       余量；
其中稀硫酸的密度为1.28-1.34g/ml。
作为本发明第二方面的铅酸蓄电池电解液添加剂的制备方法，其是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.28-1.34g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入配方量的乙二胺四乙酸二钠、硫酸铝、硫酸钠、硫酸镉、硫酸亚锡、硫酸镁、硫酸钴、硫酸铜、硫酸钾，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
由于采用了如上的技术方案，本发明的铅酸蓄电池电解液添加剂能够显著提高传统蓄电池的循环寿命，有效抑制电池内部的铅枝晶短路，减少电池寿命后期的内阻并提高了充电接受能力，减少了充电时的水损耗和降低电池充电时产生的热量并同时避免电池出现的热失控。
本发明的铅酸蓄电池电解液添加剂适用于各类铅酸蓄电池。包括且不限于汽车、摩托车启动用铅酸蓄电池，动力车辆用深循环电池、AGM阀控密封式铅酸蓄电池，平板/管式富液型蓄电池，平板/管式胶体型蓄电池等等。
附图说明
图1为未添加本发明铅酸蓄电池电解液添加剂的蓄电池和添加本发明铅酸蓄电池电解液添加剂蓄电池循环寿命对比示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步描述本发明。
本发明中提供的一种铅酸蓄电池电解液添加剂，根据不同用途蓄电池设计电解液密度不同的需要，可以配制成不同的电解液密度，通过真空或者重力注入蓄电池内部，根据需要自行定量。蓄电池可以是新制作的未灌酸的电池，也可以是使用过的失效或者没有失效的电池，充放电过程与正常程序没有区别。本发明中使用的乙二胺四乙酸二钠、硫酸铝、硫酸钠、硫酸镉、硫酸亚锡、硫酸镁、硫酸钴、硫酸铜、硫酸钾，可以是化学纯的，也可以是分析纯或者优级纯的，不受试剂纯度的限制，根据电池设计的需要慎重选择。
实施例1
1#铅酸蓄电池电解液添加剂的制备
是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.28g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入乙二胺四乙酸二钠1500mg、硫酸铝150mg、硫酸钠1000mg、硫酸镉1200mg、硫酸亚锡1500mg、硫酸镁4500mg、硫酸钴350mg、硫酸铜300mg、硫酸钾1000mg，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
实施例2
2#铅酸蓄电池电解液添加剂的制备
是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.30g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入乙二胺四乙酸二钠1600mg、硫酸铝160mg、硫酸钠1100mg、硫酸镉1300mg、硫酸亚锡1600mg、硫酸镁5000mg、硫酸钴380mg、硫酸铜320mg、硫酸钾1100mg，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
实施例3
3#铅酸蓄电池电解液添加剂的制备
是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.32g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入乙二胺四乙酸二钠1600mg、硫酸铝160mg、硫酸钠1100mg、硫酸镉1300mg、硫酸亚锡1600mg、硫酸镁5000mg、硫酸钴380mg、硫酸铜320mg、硫酸钾1100mg，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
实施例4
4#铅酸蓄电池电解液添加剂的制备
是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.34g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入乙二胺四乙酸二钠1500mg、硫酸铝150mg、硫酸钠1000mg、硫酸镉1200mg、硫酸亚锡1500mg、硫酸镁4500mg、硫酸钴350mg、硫酸铜300mg、硫酸钾1000mg，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
实施例5
5#铅酸蓄电池电解液添加剂的制备
是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.32g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入乙二胺四乙酸二钠2000mg、硫酸铝180mg、硫酸钠1200mg、硫酸镉1600mg、硫酸亚锡2000mg、硫酸镁4500mg、硫酸钴400mg、硫酸铜350mg、硫酸钾1200mg，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
实施例6
6#铅酸蓄电池电解液添加剂的制备
是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.33g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入乙二胺四乙酸二钠1500mg、硫酸铝150mg、硫酸钠1000mg、硫酸镉1200mg、硫酸亚锡1500mg、硫酸镁4500mg、硫酸钴350mg、硫酸铜300mg、硫酸钾1000mg，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
实施例7
7#铅酸蓄电池电解液添加剂的制备
是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.33g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入乙二胺四乙酸二钠1800mg、硫酸铝180mg、硫酸钠1100mg、硫酸镉1500mg、硫酸亚锡2000mg、硫酸镁4500mg、硫酸钴400mg、硫酸铜350mg、硫酸钾1200mg，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
实施例8
8#铅酸蓄电池电解液添加剂的制备
是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.34g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入乙二胺四乙酸二钠2000mg、硫酸铝200mg、硫酸钠1200mg、硫酸镉1600mg、硫酸亚锡2000mg、硫酸镁5000mg、硫酸钴350mg、硫酸铜350mg、硫酸钾1200mg，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
添加剂效果测试
一、测试添加剂及测试项目
1、测试添加剂；本发明铅酸蓄电池电解液添加剂
2、测试项目：测试该添加剂对电池循环寿命的影响
3、测试单位：深圳市佰特瑞储能系统有限公司
二、试验条件
1、实验电池：
选用深圳市佰特瑞储能系统有限公司12V7Ah电池添加1#～8#酸蓄电池电解液添加剂为实验电池，同时取该型号电池做空白对比实验；实验电池采用单格电池方式，实验在室温进行。
循环条件：
1、C20检测合格的电池，完全充电后按照以下循环制度进行：
5I20的电流进行2小时放电和2I20定电流进行6小时充电，如此为一循环。
2、循环终止条件：
每50次循环后，用5I20的电流放电至1.7V，测定容量Cs。当容量Cs降低到0.5×C20以下且经验证不再增加时，终止试验。
三、测试结果
1、循环过程中容量变化
电池编号：
正1#～7#，空白对比电池。
添1#～8#，添加剂实验电池。
表1：空白电池容量随循环次数的衰减（容量单位：Ah）
循环 正1# 正2# 正4# 正5# 正6# 正7# 空白平均
50 6.5853 6.7667 6.6217 6.7127 6.7185 6.5960 6.6668
100 5.4937 4.9534 5.0370 5.9098 5.6343 5.3233 5.3919
150 5.5399 5.1447 5.3016 5.7032 5.5090 5.2962 5.4158
200 5.6643 5.0646 5.2602 5.8004 5.6202 5.1455 5.4259
250 5.7670 5.6632 5.6632 5.6632 5.6632 5.6632 5.6805
300 5.8714 5.3149 3.7336 5.9021 5.7767 5.4560 5.3425
350 5.8407 5.1852 5.2218 5.9888 5.7839 5.2874 5.5513
400 6.0295 5.1814 5.4726 6.0624 5.7213 5.5053 5.6621
450 5.5933 4.7135 2.4743 5.6602 5.0625 4.7798 4.7139
500 4.4579 4.0721 3.4268 4.7352 4.0546 3.6168 4.0606
550 3.7921 3.4206 3.0927 3.8027 3.6261 3.3015 3.5060
600 3.2951 2.8836 2.0930 3.3350 3.0186 2.6887 2.8857
表2：添加剂电池容量随循环次数的衰减（容量单位：Ah）
讨论
循环寿命
空白样品电池循环为550次后寿命终止，而添加剂电池600次后仍然有较高的容量5Ah），电池还没有失效，实验仍在进行中。
参见图1，循环过程中，添加剂电池放电容量比空白样品电池略高些。

Claims (1)

1.铅酸蓄电池电解液添加剂，其特征在于，是用一定量的经过离子交换获得的纯水，加入浓硫酸后将密度调节到1.28g/ml制备成稀硫酸，取出1L稀硫酸加热到40-45摄氏度，然后逐步加入乙二胺四乙酸二钠1500mg、硫酸铝150mg、硫酸钠1000mg、硫酸镉1200mg、硫酸亚锡1500mg、硫酸镁4500mg、硫酸钴350mg、硫酸铜300mg、硫酸钾1000mg，并进行充分搅拌，冷却至室温即可得到。
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