CN103500846A - 一种胶体动力电池内化成电解质及其制备方法 - Google Patents

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史仲华
路建良
张婷
储浩芳
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Abstract

本发明公开了一种胶体动力电池内化成电解质，属于电池领域，该电解质由纳米二氧化硅、聚丙烯、稀硫酸、去离子水、硫酸亚锡以及硫酸钠组成，各组分的重量份数依次为1~20、0.1~5、40~50、40~55、1~5和1~5。本发明解决了普通硅溶胶制成的胶体电解液触变性差、热阻和电阻大等问题。采用本发明的电解质灌注的蓄电池具有良好稳定性和触变性、内阻低，自放电小、充电接受能力强、耐低温性能好，并提高了电池容量和循环寿命。

Description

一种胶体动力电池内化成电解质及其制备方法
技术领域：
本发明涉及电池电解质领域，尤其涉及一种胶体动力电池内化成电解质及其制备方法。
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分散性差、热阻高、稳定性差和触变性差，电化学反应面积小，二氧化铅转换低，热失控，电极的腐蚀速度增快，从而导致电池使用寿命低，低温放电性差、晶体短路、自放电率高，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：
本发明针对现有技术生产胶体动力电池内化成电解质的缺陷，提出一种电池性能稳定、电池寿命长的胶体动力电池内化成电解质。
本发明还有一个目的是提供上述胶体动力电池内化成电解质的制备方法。
本发明目的可以通过以下技术方案实现：
一种胶体动力电池内化成电解质，所述的电解质由纳米二氧化硅、聚丙烯、稀硫酸、去离子水、硫酸亚锡以及硫酸钠组成，各组分的重量份数依次为1～20、0.1～5、40～50、40～55、1～5和1～5。
进一步，所述的电解质中纳米二氧化硅、聚丙烯、稀硫酸、去离子水、硫酸亚锡以及硫酸钠重量份数依次为1～15、0.1～1、42～44、50～53、1～3和1～2。
所述的纳米二氧化硅粒径为7～40nm。
所述的稀硫酸浓度为40～48%。
所述的聚丙烯分子量为8～15万。
上述胶体动力电池内化成电解质制备方法是将纳米二氧化硅、聚丙烯、去离子水、稀硫酸、硫酸亚锡和硫酸钠混合，在温度为15～50℃，压力为0.35～0.45Kpa的条件下充分搅拌，冷却至室温。
所述搅拌的速度为80～120rpm。
所述搅拌的时间为0.5～1小时。
本发明的有益效果：
本发明采用粒径为7～40nm的二氧化硅作为制备胶体动力电池内化成电解质原料，其粒径小，比表面积大，表面吸附力强，具有较好的分散性能；在配制过程加入聚丙稀，提高了电解质的稳定性、增稠性和触变性；在电解质溶液中加入硫酸亚锡和硫酸钠，减缓了电极的腐蚀速度和硫酸盐结晶体短路。
采用本发明电解质制备的电池较传统胶体动力电池2h率容量提高10%以上，大电流放电特性比传统胶体动力电池提高40%以上，容量保存率比传统胶体动力电池提高11%以上，-15℃低温容量比传统胶体动力电池提高13%以上，循环寿命比传统胶体动力电池提高25%以上。此外，采用本发明的电解质制备方法，使电池充电接受能力强、充电接受能力比传统胶体动力电池提高35%以上，节能降耗（见性能对比数据表）。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此：
试剂：纳米二氧化硅（德国瓦克WACKER公司）、聚丙烯（阿拉丁试剂(上海)有限公司）。
实施例1：
按每吨胶体电解质中粒径为7～40nm纳米二氧化硅、分子量为8～15万聚丙烯、浓度为40%稀硫酸、去离子水、硫酸亚锡和硫酸钠的质量分数依次为2.9%、0.1%、42%、53%、1%、1%取样，取样后加入100L容器内，在温度为15℃，压力为0.35Kpa，搅拌速度为80rpm条件下搅拌0.5h得到本发明的胶体电解质。实施例2：
按每吨胶体电解质中粒径为7～40nm纳米二氧化硅、分子量为8～15万聚丙烯、浓度为44%稀硫酸、去离子水、硫酸亚锡和硫酸钠的质量分数依次为1%、1%、44%、50%、3%和1%取样后加入100L容器内，在温度为35℃，压力为0.4Kpa，搅拌速度为100rpm条件下搅拌1h得到本发明的胶体电解质。
实施例3：
按每吨胶体电解质中粒径为7～40nm纳米二氧化硅、分子量为8～15万聚丙烯、浓度为48%稀硫酸、去离子水、硫酸亚锡和硫酸钠的质量分数依次为5.5%、0.5%、42%、50%、1%和1%取样后加入100L容器内，在温度为50℃，压力为0.45Kpa，搅拌速度为120rpm条件下搅拌1h得到本发明的胶体电解质。
性能测试：
以12V20Ah电池为例，按GB-T22199-2008电动助力车用密封铅酸蓄电池标准，分别采用实施例1-3得到本发明电解质和现电解质性能测试结果如下表：
Figure BDA0000392445430000031

Claims (8)

1.一种胶体动力电池内化成电解质，其特征在于：所述的电解质由纳米二氧化硅、聚丙烯、稀硫酸、去离子水、硫酸亚锡以及硫酸钠组成，各组分的重量份数依次为1~20、0.1~5、40~50、40~55、1~5和1~5。
2.根据权利要求1所述的胶体动力电池内化成电解质，其特征在于：所述的电解质中纳米二氧化硅、聚丙烯、稀硫酸、去离子水、硫酸亚锡以及硫酸钠重量份数依次为1~15、0.1~1、42~44、50~53、1~3和1~2。
3.根据权利要求1-2任一项所述的胶体动力电池内化成电解质，其特征在于：所述的纳米二氧化硅粒径为7~40nm。
4.根据权利要求1-2任一项所述的胶体动力电池内化成电解质，其特征在于：所述的稀硫酸浓度为40~48%。
5.根据权利要求1-2任一项所述的胶体动力电池内化成电解质，其特征在于：所述的聚丙烯分子量为8~15万。
6.一种权利要求1所述的胶体动力电池内化成电解质制备方法，其特征在于：所述的电解质制备方法是将纳米二氧化硅、聚丙烯、去离子水、稀硫酸、硫酸亚锡和硫酸钠混合，在温度为15～50℃，压力为0.35~0.45Kpa的条件下充分搅拌，冷却至室温。
7.根据权利要求6所述的胶体动力电池内化成电解质制备方法，其特征在于：所述的搅拌速度为80~120 rpm。
8.根据权利要求6所述的胶体动力电池内化成电解质制备方法，其特征在于：所述的搅拌时间为0. 5~1小时。
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