CN105186047B - 一种高性能铅酸电池胶体电解液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能铅酸电池胶体电解液及其制备方法，电解液由以下质量百分比的组分组成：硫酸30%~40%、气相SiO₂ 5%~10%、柠檬酸钠0.05%~0.2%、亚氨基二琥珀酸钠0.05%~0.2%、四甲基硫酸氢铵0.05%~0.15%、对甲苯磺酸0.05%~0.15%、Na₂SO₄ 0.1%~0.3%、甘油0.05%~0.1%,余量为去离子水。本发明多种添加剂合理的配比组成的混合电解液在提高电池容量及低温性能方面效果显著。

Description

一种高性能铅酸电池胶体电解液及其制备方法

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池领域，具体涉及一种高性能铅酸电池胶体电解液及其制备方法。

背景技术

铅酸电池由于具有技术成熟、价格便宜、性能稳定、安全性高等优点在多个领域仍被广泛应用，但是随着其应用领域的扩展，对其性能的要求也越来越高。到目前为止，对铅酸电池性能的改善与提高主要集中于膏配方、电解液配方、电池设计等。电解液配方由于具有在实验操作方面简单易行、见效快等优点而被广泛研究，国内外众多科研工作者试图向电解液中添加一种或多种添加剂来改善电池的充放电性能、循环寿命、低温性能、高倍率性能等，并且取得了一些成效，因此对电解液配方的研究也一直持续进行，通过改善电解液配方来提高电池各方面的性能空间依旧很大。本发明从电解液配方角度出发，提供了一种可以提高阀控式铅酸电池充放电容量、改善低温及高倍率放电性能的电解液。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高性能铅酸电池胶体电解液，明显提高阀控式铅酸电池充放电容量、改善低温及高倍率放电性能；本发明还提供了该胶体电解液的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高性能铅酸电池胶体电解液，由以下质量百分比的组分组成：硫酸30%~40%、气相SiO₂ 5%~10%、柠檬酸钠0.05%~0.2%、亚氨基二琥珀酸钠0.05%~0.2%、四甲基硫酸氢铵0.05%~0.15%、对甲苯磺酸0.05%~0.15%、Na₂SO₄ 0.1%~0.3%、甘油0.05%~0.1%,余量为去离子水。

一种高性能铅酸电池胶体电解液的制备方法，按权利要求1组分要求，

（1）将气相SiO₂与去离子水混合，得到胶体母液，将胶体母液倒入硫酸中，并用去离子水稀释至密度为1.28-1.34g/cm³，搅拌至混合均匀，得到气相SiO₂电解液；

（2）向配制好的气相SiO₂电解液中分别加入Na₂SO₄、柠檬酸钠、亚氨基二琥珀酸钠、四甲基硫酸氢铵、对甲苯磺酸及甘油，继续搅拌至所有物质溶解及分散均匀，得到混合型胶体电解液。

本发明具有以下明显优点：

本发明中柠檬酸钠、亚氨基琥珀酸钠可以提高电池的常温及低温充放电容量；对甲苯磺酸提高电极反应的可逆性，降低电极上活性物质的脱落，延长电池使用寿命；甘油可以锁住电解液中的水分，维持电解液的稳定性，降低失水；四甲基硫酸氢铵可以提高电池常温及低温下的充电量及降低失水；硫酸钠可以提高电池寿命。多种添加剂合理的配比组成的混合电解液在提高电池容量及低温性能方面效果显著，其中四甲基硫酸氢铵、对甲苯磺酸、柠檬酸钠在电解液中作了新的功能提升运用。

附图说明

图1为实施例1室温下铅电极的循环伏安图。

图2为实施例1 -18℃下铅电极的循环伏安图。

图3为实施例2室温下铅电极的循环伏安图。

图4为实施例2 -18℃下铅电极的循环伏安图。

具体实施方式

实施案例1

气相SiO₂10%、溶液浓度为 45%的H₂SO₄ 35%、柠檬酸钠0.05%、亚氨基琥珀酸钠0.05%、四甲基硫酸氢铵0.05%、对甲苯磺酸0.15%、甘油0.10%、Na₂SO₄0.2%，余量为去离子水。

（1）将气相SiO₂与去离子水混合，得到胶体母液，将胶体母液倒入硫酸中，并用去离子水稀释至至密度为1.28-1.34g/cm³，搅拌至混合均匀，得到气相SiO₂电解液；

（2）向配制好的气相SiO₂电解液中分别加入Na₂SO₄、柠檬酸钠、亚氨基二琥珀酸钠、四甲基硫酸氢铵、对甲苯磺酸及甘油，继续搅拌至所有物质溶解及分散均匀，得到混合型胶体电解液。

由图1、2可以看出，实施例1配置的本发明新型胶体电解液可以同时提高常温及低温放电容量，降低析氢。

实施案例2

气相SiO₂10%、溶液浓度为45 %的H₂SO₄ 35%、柠檬酸钠0.1%、亚氨基二琥珀酸钠0.1%、四甲基硫酸氢铵0.10%、对甲苯磺酸0.10%、甘油0.05%、Na₂SO₄0.2%，余量为去离子水。制备方法如实施例1。

由图3、4可以看出，实施例2配置的本发明新型电解液可以提高电极反应，同时可以明显的提高常温及低温的充放电容量。

以6-DZM-12AH电池为例，将实施例1、实施例2的电解液分别加入2只电池中，并向另外1只对比电池中加入普通气相SiO₂电解液，参照部分国标测试方法对电池进行测试，测试结果如下表1所示。

表1 不同实施例下电池性能测试结果

Claims (2)

1.一种高性能铅酸电池胶体电解液，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：硫酸30%~40%、气相SiO₂ 5%~10%、柠檬酸钠0.05%~0.2%、亚氨基二琥珀酸钠0.05%~0.2%、四甲基硫酸氢铵0.05%~0.15%、对甲苯磺酸0.05%~0.15%、Na₂SO₄ 0.1%~0.3%、甘油0.05%~0.1%,余量为去离子水。

2.一种高性能铅酸电池胶体电解液的制备方法，其特征在于：按权利要求1组分要求，

（1）将气相SiO₂与去离子水混合，得到胶体母液，将胶体母液倒入硫酸中，并用去离子水稀释至密度为1.28-1.34g/cm³，搅拌至混合均匀，得到气相SiO₂电解液；

（2）向配制好的气相SiO₂电解液中分别加入Na₂SO₄、柠檬酸钠、亚氨基二琥珀酸钠、四甲基硫酸氢铵、对甲苯磺酸及甘油，继续搅拌至所有物质溶解及分散均匀，得到混合型胶体电解液。