CN106785084A - 一种胶体蓄电池的加胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种胶体蓄电池的加胶方法，包括如下步骤：（1）按照电池中胶酸含量设计要求计算每单格所需加入的硫酸及硅溶胶体积；（2）然后将电池加入硫酸后静置一段时间，让硫酸充分浸透极板和隔板，同时也让电池的温度降下来；（3）静置后对电池进行放电，放电电流不能太大，减少高浓度酸液对极板的腐蚀作用；（4）电池放电结束加入定量硅溶胶后对电池进行初充电。本发明采用过放电法的灌胶方式能解决胶体电解质加胶困难、电池中胶分布不均匀的现象，能大大加强生产的可操作性、能提高电池性能。

Description

一种胶体蓄电池的加胶方法
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体是指一种胶体蓄电池的加胶方法。
背景技术
早在1957 年, 德国阳光公司就发明了胶状电解质的全密封阀控式铅酸蓄电池, 并获得全球性技术专利, 目前阳光公司在世界胶体电池行业仍处于领先地位。胶体蓄电池与吸附式阀控蓄电池相比具有许多优势, 这种电池具有自放电小、充电时不易产生酸雾、可消除电解液分层、能避免热失控现象、工作温度范围宽的特点, 另外电池使用胶体还可防止活性物质脱落, 从而达到长寿命的目的。由于胶体蓄电池具备上述优点, 所以市场前景非常广阔。从80 年代至今, 中国对胶体蓄电池的研究工作越来越深入和完善。然而胶体蓄电池的生产一直存在两大难点:其一是容量较低, 其二是加胶困难。由于胶体电解质是影响电池性能的关键因素之一, 所以近年来对胶体电解质及硫酸凝固剂的报道较多, 而对胶体电解质的灌注工艺报道却很少, 可胶体电解质的灌注是胶体电池生产的关键点。胶体灌注的方法多种多样, 常用的有直接灌入法、酸置换法等。这些方法适用于不同的胶体和电池结构, 它们都存在一定的缺陷。直接灌入法是在常温下将硅溶胶、硫酸混合后加入到电池中, 混合过程的温升大约为15 ℃, 所以最终混合溶液的温度可达40 ℃以上, 由于温度高而凝胶时间短, 这样溶液的粘度不断增大而导致胶体电解质无法很好地渗透到电池中的各个部位, 最终电池隔板及极板中的胶量分布不均匀, 电池容量不足;该灌注工艺同时要求配胶和加胶过程迅速, 生产实际过程很难操作。酸置换法是先将酸加入电池, 将极板与隔板充分浸泡后抽酸, 然后加胶, 这样工艺操作步骤多、工艺复杂、可操作性差, 且酸、胶不易混合均匀, 凝胶状态不佳, 电池循环性能不好。
因此，很有必要设计一种胶体蓄电池的加胶方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种胶体蓄电池的加胶方法。
本发明的内容包括：
一种胶体蓄电池的加胶方法，包括如下步骤：
（1）按照电池中胶酸含量设计要求计算每单格所需加入的硫酸及硅溶胶体积，硫酸及硅溶胶体积占电池每单格容积4/5-5/6；
（2）然后将电池加入硫酸后静置2-3小时，让硫酸充分浸透极板和隔板, 同时也让电池的温度降下来；
（3）静置后对电池进行放电，放电电流不能太大, 减少高浓度酸液对极板的腐蚀作用；
（4）电池放电结束加入硅溶胶后对电池进行初充电。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述步骤（1）中，由于胶体电解质铅酸蓄电池是利用硅溶胶产生的聚合反应所形成的网络包裹硫酸电解质实现电池密封, 凝胶体是连续三维的网状结构, 如果SiO2含量太高, 生成的网状结构太多, 表现为胶体电解质发干、发硬、弹性差, 如果SiO2 含量太低, 生成的网络结构很少, 表现为不凝胶或凝胶很弱, 所以胶体蓄电池中的酸含量及胶含量要合适。因此，硫酸及硅溶胶体积比为1:1.2。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述步骤（1）中，温度降低至35-36℃，并维持该温度。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述步骤（2）中，放电电流为1-3mA。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述步骤（2）中，放电持续时间为3-5min。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述步骤（3）中，所述硅溶胶的温度为25-35℃。
本发明的有益效果是，
胶体灌注的方法多种多样, 常用的有直接灌入法、酸置换法等。这些方法适用于不同的胶体和电池结构, 它们都存在一定的缺陷。直接灌入法是在常温下将硅溶胶、硫酸混合后加入到电池中, 混合过程的温升大约为15 ℃, 所以最终混合溶液的温度可达40 ℃以上, 由于温度高而凝胶时间短, 这样溶液的粘度不断增大而导致胶体电解质无法很好地渗透到电池中的各个部位, 最终电池隔板及极板中的胶量分布不均匀, 电池容量不足;该灌注工艺同时要求配胶和加胶过程迅速, 生产实际过程很难操作。酸置换法是先将酸加入电池, 将极板与隔板充分浸泡后抽酸, 然后加胶, 这样工艺操作步骤多、工艺复杂、可操作性差, 且酸、胶不易混合均匀, 凝胶状态不佳, 电池循环性能不好。
本发明采用过放电法的灌胶方式能解决胶体电解质加胶困难、电池中胶分布不均匀的现象, 能大大加强生产的可操作性、能提高电池性能。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种胶体蓄电池的加胶方法，包括如下步骤：
（1）按照电池中胶酸含量设计要求计算每单格所需加入的硫酸及硅溶胶体积，硫酸及硅溶胶体积占电池每单格容积4/5；
（2）然后将电池加入硫酸后静置2小时，让硫酸充分浸透极板和隔板, 同时也让电池的温度降下来，温度降低至35℃，并维持该温度；
（3）静置后对电池进行放电，放电电流不能太大, 放电电流为1mA，放电持续时间为3min，减少高浓度酸液对极板的腐蚀作用；
（4）电池放电结束加入硅溶胶后对电池进行初充电，所述硅溶胶的温度为25℃。
本发明中，所述步骤（1）中，由于胶体电解质铅酸蓄电池是利用硅溶胶产生的聚合反应所形成的网络包裹硫酸电解质实现电池密封, 凝胶体是连续三维的网状结构, 如果SiO2含量太高, 生成的网状结构太多, 表现为胶体电解质发干、发硬、弹性差, 如果SiO2 含量太低, 生成的网络结构很少, 表现为不凝胶或凝胶很弱, 所以胶体蓄电池中的酸含量及胶含量要合适。因此，硫酸及硅溶胶体积比为1:1.2。
实施例2
一种胶体蓄电池的加胶方法，包括如下步骤：
（1）按照电池中胶酸含量设计要求计算每单格所需加入的硫酸及硅溶胶体积，硫酸及硅溶胶体积占电池每单格容积5/6；
（2）然后将电池加入硫酸后静置3小时，让硫酸充分浸透极板和隔板, 同时也让电池的温度降下来，温度降低至36℃，并维持该温度；
（3）静置后对电池进行放电，放电电流不能太大, 放电电流为3mA，放电持续时间为5min，减少高浓度酸液对极板的腐蚀作用；
（4）电池放电结束加入硅溶胶后对电池进行初充电，所述硅溶胶的温度为35℃。
本发明中，所述步骤（1）中，由于胶体电解质铅酸蓄电池是利用硅溶胶产生的聚合反应所形成的网络包裹硫酸电解质实现电池密封, 凝胶体是连续三维的网状结构, 如果SiO2含量太高, 生成的网状结构太多, 表现为胶体电解质发干、发硬、弹性差, 如果SiO2 含量太低, 生成的网络结构很少, 表现为不凝胶或凝胶很弱, 所以胶体蓄电池中的酸含量及胶含量要合适。因此，硫酸及硅溶胶体积比为1:1.2。
实施例3
一种胶体蓄电池的加胶方法，包括如下步骤：
（1）按照电池中胶酸含量设计要求计算每单格所需加入的硫酸及硅溶胶体积，硫酸及硅溶胶体积占电池每单格容积4/5；
（2）然后将电池加入硫酸后静置2.5小时，让硫酸充分浸透极板和隔板, 同时也让电池的温度降下来，温度降低至35.5℃，并维持该温度；
（3）静置后对电池进行放电，放电电流不能太大, 放电电流为2mA，放电持续时间为4min，减少高浓度酸液对极板的腐蚀作用；
（4）电池放电结束加入硅溶胶后对电池进行初充电，所述硅溶胶的温度为30℃。
本发明中，所述步骤（1）中，由于胶体电解质铅酸蓄电池是利用硅溶胶产生的聚合反应所形成的网络包裹硫酸电解质实现电池密封, 凝胶体是连续三维的网状结构, 如果SiO2含量太高, 生成的网状结构太多, 表现为胶体电解质发干、发硬、弹性差, 如果SiO2 含量太低, 生成的网络结构很少, 表现为不凝胶或凝胶很弱, 所以胶体蓄电池中的酸含量及胶含量要合适。因此，硫酸及硅溶胶体积比为1:1.2。
实施例1-3的电池性能如下表：
项目 电池容量 放电时长
实施例1 630 2.1h
实施例2 632 2.4h
实施例3 651 2.2h
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种胶体蓄电池的加胶方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）按照电池中胶酸含量设计要求计算每单格所需加入的硫酸及硅溶胶体积，硫酸及硅溶胶体积占电池每单格容积4/5-5/6；
（2）然后将电池加入硫酸后静置2-3小时，让硫酸充分浸透极板和隔板, 同时也让电池的温度降下来；
（3）静置后对电池进行放电，放电电流不能太大, 减少高浓度酸液对极板的腐蚀作用；
（4）电池放电结束加入硅溶胶后对电池进行初充电。
2.如权利要求1所述的一种胶体蓄电池的加胶方法，其特征是，所述步骤（1）中,硫酸及硅溶胶体积比为1:1.2。
3.如权利要求1所述的一种胶体蓄电池的加胶方法，其特征是，所述步骤（1）中，温度降低至35-36℃，并维持该温度。
4.如权利要求1所述的一种胶体蓄电池的加胶方法，其特征是，所述步骤（2）中，放电电流为1-3mA。
5.如权利要求4所述的一种胶体蓄电池的加胶方法，其特征是，所述步骤（2）中，放电持续时间为3-5min。
6.如权利要求1所述的一种胶体蓄电池的加胶方法，其特征是，所述步骤（3）中，所述硅溶胶的温度为25-35℃。
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