CN1064373A - 高效电池保护液及其制配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池保护液，它用于代替铅酸蓄 电池中的硫酸溶液，它由胶体二氧化硅、硫酸镍、醋酸 钴、醋酸铝、醋酸钠及水等组成。它通过阳离子交换 树脂，阴离子交换树脂和混合树脂后，用硅酸钠分析 纯调pH值，经减压浓缩而成。该保护液注入电瓶 后，具有不需再调酸比重、无腐蚀、不污染、容量大、寿 命长，基本无自放电现象等特点。对硫化严重，不能 正常使用的旧蓄电池，注入该液后具有可恢复正常使 用的功能。

Description

本发明涉及一种电池保护液，它适用于代替铅酸蓄电池中的硫酸电解液。
目前国内外，在交通运输、计算机、通讯设备、军事以及太阳能、风力发电等配套使用的各种硫酸电解液的铅酸电池，均存在有严重腐蚀性，易污染环境，对人体产生一定危害，在电池性能上存在着自放电严重。对电池腐蚀性大，加速极板硫化，因而缩短了电池寿命，人们为了克服硫酸液电池存在的缺点，曾研制了全封闭电池和胶体电池，但这类电池也存在一些不足之处，如电池工作性能不稳定、成本高、而且生产工艺复杂，难以达到理想的效果。
为了解决上述问题，本发明公开了一种高效电池保护液，它将原来铅酸电池中灌注的硫酸电池液，改换成触变性很好的糊状硅胶高效电池保护液，它有效地克服了上述缺陷，而使自放电减少，防止了对环境的污染，减少了极板硫化，延长了电池寿命，有效提高了铅酸蓄电池的性能。
本发明的目的是通过如下措施来达到的。
一、组合成份
1、胶体二氧化硅（硅溶胶）  30%
2、硫酸镍NiSO40.2%
3、醋酸钴Co（AC）20.5%
4、醋酸铝Al（AC）30.5%
5、醋酸钠NaAC  5%
6、水 H2O 63.8%
二、配制方法：
1、用纯水将胶体二氧化硅稀释比重为1.02（稀释比为1∶9）。
2、将硫酸镍0.2%、醋酸钴0.5%、醋酸铝0.5%、醋酸钠5%，分别稀释为1.02。
3、搅拌均匀后的稀释二氧化硅及四种化学元素溶液，通过阳离子交换树脂，并将通过阳离子交换树脂的液体，立即通过阴离子交换树脂，并用硫酸钠分析纯，将通过阴离子树脂交换流下的液体调PH值至9-11后进行减压浓缩，其环境真空度为600-700毫米水银柱，温度为75℃-80℃，蒸汽压力为2-4公斤/平方厘米。
三、操作条件控制
阳离子交换树脂  PH值  2-4
阴离子交换树脂  PH值  6-8
混合树脂  PH值  ∠4
四、品质要求技术指标
比重  1.03-1.14呈白青色
比份 SiC2≥14-15.5
Na2O≤0.1-0.15
Fe≤0.001
PH值为11-12
该高效电池保护液的特点和作用原理：将硫酸流动电解液改换成触变强糊状高效电池保护液后，铅酸蓄电池的充放电特性仍然不变，其化学反应符合双硫酸化理论。即：
而且硫酸分子在凝胶中的扩散速度几乎与纯水中一样，因糊状电解液内阻不增加，并且它在元素作用下比硫酸流动电解液电阻还小。因而形成放电电流大，充电接受能力强。比硫酸流动电解液快50%小时。
该电池液有以下特性：
在充放电循环和放置时失水很少，因氧气先于氮气从电解液中释放出来，由于高效电池保护液中存在着许多气体扩散孔隙，有利于气体扩散，当扩散到负极有下列反应：
这样由于水电解而析出的氧达到负极又可变成水分子，所以水的消耗很少。
在定压充电时，正极电位由于负极电位稍变正，而变得更正，它有利于提高正极充电能力。
在定压充电反应中，正极充电反应的超电势，比在硫酸流动电液中低，即电位一定时充电反应速度提高50%，且随充电循环次数增多而明显增加，使放电容量相应增加，在此过程中负极容量基本不变。
采用硫酸流动电解液充电时，充电后期电解液的顶部和底部浓度不等，产生浓度分层，造成负极的PbSO4晶粒较大，而使活性物质减少，极板充放功能逐渐丧失。而高效电池保护液，不产生浓度分层，板极容量可保持不变，而使电池使用寿命成倍延长。
它具有较高的深放电能力，因糊状高效电池保护液可阻止活性物质的再结晶，保持其活性。一般硫酸流动电解液当放电80-100%额定容量时需要充入1.3-1.4倍额定容量而该高效保护液在相同的放电深度只需充1.03-1.05倍即刻恢复原来电池容量。
它对已经严重硫化不能正常使用的各类硫酸液的铅酸蓄电池，具有恢复其功能的特性。当更换加入该高效电池保护液后可使其电压升高，经充电后可恢复原来电池额定放电量的50%。（参见附表）
该高效电池保护液的效果：
1、不需调酸的比重，直到电池用到报废为止。
2、它比普通硫酸流动电解液自放电少，电压充足，电流量大。
3、普通铅酸电池加入该高效电池保护液后，使用寿命可延长2-3倍。
4、新的干荷蓄电池加入该液后，无需充放电即可使用。
5、在-40℃-+60℃高低温环境下均可正常使用。
6、本液无腐蚀、无污染、减少了电池的维修，使用安全可靠。
下面通过实施例进一步阐明该发明的内容并以配制100公斤高效电池保护液计：
一、原料要求
1、胶体二氧化硅：mSiO2·nH2O其比重为1.18-1.2
二氧化硅含量20-30%  PH值8.5-10
2、水（纯水）操作纯水温度15℃-40℃
出水电阻率10×106-20×106欧姆/厘米
二、组合成
1、胶体二氧化硅  30%
2、硫酸镍SiSO40.2%
3、醋酸钴Co（AC）20.5%
4、醋酸铝Al（AC）30.5%
5、醋酸钠NaAC  5%
6、水 H2O 63.8%
三、工艺过程
1、用25°纯水其出水电阻率为16×106欧姆/厘米，按国家纯水生产要求，将胶体二氧化硅稀释比重为1.02，其稀释比为1∶9。
2、用25℃纯水分别稀释、硫酸镍、醋酸钴、醋酸铝和醋酸钠，其比重为1.02。
3、将稀释后的二氧化硅，和稀释后的四种化学元素搅拌均匀，再将溶液通过PH值，为3的阳离子交换树脂，再立刻通过阴离子交换树脂，用硅酸钠（AR）将流下的液体调至PH值为9-11。并注意对离子树脂进行再生处理，以保持其PH值。
4、在2吨反应釜中进行减压浓缩，严格控制，其真空度为600-700毫米水柱、温度为75℃-80℃蒸汽压力2-4公斤/平方厘米。
四、技术指标
该高效电池保护液比重为1.03-1.04呈白清色
成分 SiO2≥15.5
Na2O≤0.1
Fe≤0.001
PH值为11-12。
附表
Figure 911042253_IMG1
测试单位：北京四通电源公司  1991年3月23日

Claims (1)

1、一种高效电池保护液的配制方法，其特征在于：
(1)组合成分
胶体二氧化硅   30%
硫酸镍NiSO40.2%
醋酸钠NaAC     5%
醋酸钴Co(AC)   0.5%
醋酸铝Al(AC)30.5%
水H2O 63.8%
(2)工艺过程
用15℃-40℃纯水将胶体二氧化硅和硫酸镍、醋酸钴、醋酸铝、醋酸钠分别稀释比重为1.02后倒入一起，共同混合搅拌均匀后，通过PH组为2-4的阳离子树脂后并立刻通过阴离子树脂，再用硅酸钠AR(分析纯)将其调至PH值为9-11。再进行减压浓缩，其真空度为600-700毫米水柱，其温度为75℃-85℃，蒸汽压力为2-4公斤/平方厘米。
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