CN103972591B - 一种铅酸蓄电池纳米胶体电解液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铅酸蓄电池纳米胶体电解液及其制备方法。所述电解液由以下组分按照重量份混合配制而成:硫酸950,纳米气相二氧化硅6~8,硫酸钾6~10,聚丙烯酰胺0.01~0.08,氢氧化钠0.005~0.02;其中的纳米气相二氧化硅先与水混合后再与上述组分混合,两者混合比为1:6‑8;所述硫酸溶液浓度为47‑52%。本发明电解液组成改善了胶体电解液的特性,增加了电解液的稳定性,使电池循环使用寿命延长,并且对环境污染小。
Description
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池电解液及其制备方法,特别涉及一种铅酸蓄电池纳米胶体电解液及其制备方法。
背景技术
铅酸蓄电池由法国人普兰特创制,至今已有150年,目前蓄电池其应用领域非常广泛,例如起动用蓄电池,广泛用于汽车的起动、照明、点火;固定用蓄电池作为备用电源,广泛用于邮电、电站、医院等处;助力车用蓄电池,是中国的特色产品,现在的用量跃居第二位;至于更广泛的用途,不胜枚举。为满足各种需求,蓄电池的制作技术仍在不断地创新。
传统蓄电池内的电解液是硫酸,使用中会产生酸雾,对环境和设备有一定的污染,电解液存在浓差极化和电解液分层,造成上下密度差,导致极板下部腐蚀会更快,失水也快,电池性能下降快,电池寿命缩短。
发明内容
为解决铅酸蓄电池失水快,电解液分层,电池寿命短,污染环境的问题,本发明提供了一种铅酸蓄电池用的纳米胶体电解液。
一种铅酸蓄电池纳米胶体电解液,由以下组分按照重量份混合配制而成:
硫酸950
纳米气相二氧化硅6~8
硫酸钾6~10
聚丙烯酰胺0.01~0.08
氢氧化钠0.005~0.02
其中的纳米气相二氧化硅先与水混合后再与上述组分混合,两者混合比为1:6-8;所述硫酸溶液浓度为47-52%。
所述纳米气相二氧化硅比表面积是180~220g/m2,呈粉末状,是一种良好的凝胶剂。
所述的铅酸蓄电池纳米胶体电解液的制备方法,包括以下步骤:将纳米气相二氧化硅、纯水混合后,先加入氢氧化钠混合,再依次加入硫酸钾,聚丙烯酰胺,硫酸混合均匀得到纳米胶体电解液。
进一步的,用真空泵吸取纳米气相二氧化硅与纯水混合,并以4800r/min速度剪切搅拌混合30min,再添加氢氧化钠,得到溶液A;
再向溶液A中、依次加入硫酸钾、聚丙烯酰胺、硫酸,以3000r/min的速度搅拌30min,得到纳米胶体电解液。
本发明采用将气相二氧化硅与去离子水混合得到胶体电解液,再添加少量氢氧化钠,用于减慢胶体电解液凝胶速度,可提高电解液稳定性,增加储存周期,将上述步骤得到的溶液再加入粉末状固体硫酸钾作为导电剂,聚丙烯酰胺作为胶体稳定剂,其对胶体电解液的分散起稳定作用,最后加入硫酸,制备得到的铅酸蓄电池纳米胶体电解液稳定性高,电池循环使用寿命延长,并且采用胶体电解液也解决了酸雾对环境和设备的污染问题。
具体实施方式
实施例一
在一个不锈钢容器中,先注入450kg的纯水,称取70kg比表面积是180~220g/m2的纳米气相二氧化硅,将真空泵的一个吸料管插入二氧化硅包装袋内,打开真空泵,开始吸取二氧化硅,接着打开搅拌机,调转速为4800r/min开始剪切搅拌。当吸完二氧化硅后,继续搅拌30min,结束后添加5g氢氧化钠,得到溶液A。
分别称取溶液A50kg,硫酸钾6kg,聚丙烯酰胺0.01kg,依次放入塑料容器中,接着放入950kg硫酸,混合后开启搅拌机以3000r/min搅拌30min,用水或酸调整密度1.345g/cm3(25℃),纳米胶体电解液制备完成。在本实施例中,硫酸溶液浓度为48%。
实施例二
在一个不锈钢容器中,先注入500kg的纯水。称取80kg比表面积是180~220g/m2的纳米气相二氧化硅,将真空泵的一个吸料管插入二氧化硅包装袋内,打开真空泵,开始吸取二氧化硅,接着打开搅拌机,调转速为4800r/min开始剪切搅拌。当吸完二氧化硅,继续搅拌30min,结束后添加10g氢氧化钠,得到溶液A。
分别准确称取溶液A50kg,硫酸钾8kg,聚丙烯酰胺0.05kg,依次放入塑料容器中,接着放入950kg硫酸,混合后开启搅拌机以3000r/min搅拌30min,用水或酸调整密度1.345g/cm3(25℃),纳米胶体电解液制备完成。在本实施例中,硫酸溶液浓度为50%。
实施例三
在一个不锈钢容器中,先注入480kg的纯水。称取90kg比表面积是180~220g/m2的纳米气相二氧化硅,把真空泵的一个吸料管插入二氧化硅包装袋内,打开真空泵,开始吸取二氧化硅,接着打开搅拌机,调转速为4800r/min开始剪切搅拌。当吸完二氧化硅,继续搅拌30min,结束后添加20g氢氧化钠,得到溶液A。
分别准确称取溶液A50kg,硫酸钾10kg,聚丙烯酰胺0.08kg,依次放入塑料容器中,接着放入950kg硫酸,混合后开启搅拌机以3000r/min搅拌30min,调整密度1.345g/cm3(25℃),纳米胶体电解液制备完成。在本实施例中,硫酸溶液浓度为52%。
实施例四
在一个不锈钢容器中,先注入480kg的纯水。称取90kg比表面积是180~220g/m2的纳米气相二氧化硅,把真空泵的一个吸料管插入二氧化硅包装袋内,打开真空泵,开始吸取二氧化硅,接着打开搅拌机,调转速为4800r/min开始剪切搅拌。当吸完二氧化硅,继续搅拌30min,结束后得到溶液A。
分别准确称取溶液A50kg,接着放入950kg硫酸,混合后开启搅拌机以3000r/min搅拌30min,用水或酸调整密度1.345g/cm3(25℃),纳米胶体电解液制备完成。在本实施例中,硫酸溶液浓度为50%。这是过去胶体电解液的制作方法,现在由于增加了氢氧化钠、硫酸钾、聚丙烯酰胺添加剂,使得胶体电解液存放时间可以增加到3天,更加稳定。在灌注电池的时候,更加容易灌注。
为了验证新电解液制成的电池性能,按企标做了以下对比试验,试验结果见下表:
从表中数据可以看出,2hr容量、充电接受能力、-15℃低温容量、21.6A大电流放电容量保存率、100%DOD寿命都有提升,其中100%DOD寿命明显提升。
Claims (3)
1.一种铅酸蓄电池纳米胶体电解液的制备方法,其特征在于:电解液由以下组分按照重量份混合配制而成:
硫酸950
纳米气相二氧化硅6~8
硫酸钾6~10
聚丙烯酰胺0.01~0.08
氢氧化钠0.005~0.02
其中的纳米气相二氧化硅先与水混合后再与上述组分混合,纳米气相二氧化硅与水混合比为1:6-8 ;所述硫酸溶液浓度为47-52%;
将纳米气相二氧化硅、纯水混合后,先加入氢氧化钠混合,再依次加入硫酸钾,聚丙烯酰胺,硫酸混合均匀得到纳米胶体电解液。
2.如权利要求1 所述的铅酸蓄电池纳米胶体电解液的制备方法,其特征在于:纳米气相二氧化硅比表面积是180~220g/m2。
3.如权利要求1 所述的铅酸蓄电池纳米胶体电解液的制备方法,其特征在于: 用真空泵吸取纳米气相二氧化硅与纯水混合,并以4800r/min 速度剪切搅拌混合30min,再添加氢氧化钠,得到溶液A;
再向溶液A 中、依次加入硫酸钾、聚丙烯酰胺、硫酸,以3000r/min 的速度搅拌30min,得到纳米胶体电解液。
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