CN106785086A - 一种铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法，包括如下步骤：（1）浓硫酸溶解；（2）电解；（3）配制高分子稳定剂溶液；（4）剪切成凝胶体；（5）制备晶胶体状电解质。本发明一种铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法，操作简便，容易实现，其在配方设计的基础上，通过合理的制备工艺，使得电解质形成晶胶体状，不析水、不漏酸，且电池容量大、内阻小、耐高低温环境性能优异，具有良好的重放电性能，使用安全，有效提高了铅酸胶体蓄电池的使用寿命和使用安全性能。

Description

一种铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法
技术领域
本发明涉及蓄电池领域，特别是涉及一种铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法。
背景技术
铅酸蓄电池以其经济性在动力、通讯、电力等领域得到了广泛的应用。尤其是胶体铅酸蓄电池在结构上能够做到密封，在充放电时没有酸雾的发生，使用也更加方便。铅酸胶体蓄电池的电解质呈胶体状态，是一种性能更为优异的富液式密封蓄电池，是影响胶体蓄电池容量和循环寿命的关键因素。目前，胶体铅酸蓄电池的电解液主要是由一定量的硅溶胶或气相 SiO2分散在硫酸中形成的胶体。前者制备的电解质存在稳定性差、触变性不佳、易水化、易龟裂等缺点；后者成本较高，电解液的性能很大程度上取决于气相 SiO2的利用程度，而且用这种胶体灌注的蓄电池易出现电池容量低、内阻大、胶体易水化等问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法，包括如下步骤：
（1）取配方量的浓硫酸和适量的去离子水混合，搅拌混合至温度降至室温后，向其中加入配方量的碳纳米管和混合硫酸盐，搅拌混合均匀；
（2）将步骤（1）中的混合液继续搅拌3～5min，并在搅拌状态下向其中加入配方量的气相法二氧化硅，搅拌混合均匀后，电解3～5min；
（3）将配方量的高分子稳定剂加入余下的去离子水中，在一定温度下搅拌溶解成水溶液；
（4）将步骤（3）中得到的水溶液经多次冷冻溶解后，用高速剪切机剪切成凝胶体；
（5）将步骤（2）中电解后的混合物、步骤（4）中剪切后的凝胶体和配方量的超细玻璃纤维高速搅拌混合后，灌装入模具内静置固化成型，得到晶胶体状电解质。
在本发明一个较佳实施例中，所述电解质的配方包括如下重量百分比的组分：气相法二氧化硅10～20%、混合硫酸盐1～1.5%、高分子稳定剂1～3%、超细玻璃纤维1～2%、碳纳米管0.5～1.5%、浓硫酸溶液20～35%，余量为去离子水。
在本发明一个较佳实施例中，所述混合硫酸盐包括质量比为1：1.5～2：1.5～2的硫酸钴、硫酸钐和硫酸亚锡；所述高分子稳定剂包括质量比为2～3：1：1～2的聚乙烯纯、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钾。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述温度为70～80℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述剪切工艺条件为：剪切速率30～50次/min，时间3～10min，温度30～45℃。
本发明的有益效果是：本发明一种铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法，操作简便，容易实现，其在配方设计的基础上，通过合理的制备工艺，使得电解质形成晶胶体状，不析水、不漏酸，且电池容量大、内阻小、耐高低温环境性能优异，具有良好的重放电性能，使用安全，有效提高了铅酸胶体蓄电池的使用寿命和使用安全性能。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1
一种铅酸胶体蓄电池电解质，包括如下重量百分比的组分：气相法二氧化硅20%、混合硫酸盐1.5%、高分子稳定剂3%、超细玻璃纤维2%、碳纳米管1.5%、质量浓度40～55%的浓硫酸溶液35%，余量为去离子水。
其中，所述混合硫酸盐包括质量比为1：2：2的硫酸钴、硫酸钐和硫酸亚锡；所述高分子稳定剂包括质量比为3：1：2的聚乙烯纯、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钾。
上述电解质的制备方法步骤如下：
（1）取配方量的浓硫酸和适量的去离子水混合，搅拌混合至温度降至室温后，向其中加入配方量的碳纳米管和混合硫酸盐，搅拌混合均匀；
（2）将步骤（1）中的混合液继续搅拌3～5min，并在搅拌状态下向其中加入配方量的气相法二氧化硅，搅拌混合均匀后，电解3～5min；
（3）将配方量的高分子稳定剂加入余下的去离子水中，在70～80℃下搅拌溶解成水溶液；
（4）将步骤（3）中得到的水溶液经多次冷冻溶解后，用高速剪切机在30～45℃下，以30～50次/min剪切速率剪切3～10min，使之成为凝胶体；
（5）将步骤（2）中电解后的混合物、步骤（4）中剪切后的凝胶体和配方量的超细玻璃纤维高速搅拌混合后，灌装入模具（蓄电池箱体或壳体）内静置得到晶胶体状电解质，灌装12h后充电，经测试，铅酸胶体蓄电池的自放电率为0.02～0.03V%，在低温条件下-5℃放电率为90%，-10℃放电率为78%，比铅酸水电池高20%，适用于各种环境下使用，且电池过放7V后，仍可正常使用。
实施例2
一种铅酸胶体蓄电池电解质，包括如下重量百分比的组分：气相法二氧化硅10%、混合硫酸盐1%、高分子稳定剂1%、超细玻璃纤维1%、碳纳米管0.5%、质量浓度40～55%的浓硫酸溶液20%，余量为去离子水。
其中，所述混合硫酸盐包括质量比为1：1.5：1.5的硫酸钴、硫酸钐和硫酸亚锡；所述高分子稳定剂包括质量比为2：1：1的聚乙烯纯、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钾。
制备方法同实施例1。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）取配方量的浓硫酸和适量的去离子水混合，搅拌混合至温度降至室温后，向其中加入配方量的碳纳米管和混合硫酸盐，搅拌混合均匀；
（2）将步骤（1）中的混合液继续搅拌3～5min，并在搅拌状态下向其中加入配方量的气相法二氧化硅，搅拌混合均匀后，电解3～5min；
（3）将配方量的高分子稳定剂加入余下的去离子水中，在一定温度下搅拌溶解成水溶液；
（4）将步骤（3）中得到的水溶液经多次冷冻溶解后，用高速剪切机剪切成凝胶体；
（5）将步骤（2）中电解后的混合物、步骤（4）中剪切后的凝胶体和配方量的超细玻璃纤维高速搅拌混合后，灌装入模具内静置固化成型，得到晶胶体状电解质。
2.根据权利要求1所述的铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法，其特征在于，所述电解质的配方包括如下重量百分比的组分：气相法二氧化硅10～20%、混合硫酸盐1～1.5%、高分子稳定剂1～3%、超细玻璃纤维1～2%、碳纳米管0.5～1.5%、浓硫酸溶液20～35%，余量为去离子水。
3.根据权利要求2所述的铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法，其特征在于，所述混合硫酸盐包括质量比为1：1.5～2：1.5～2的硫酸钴、硫酸钐和硫酸亚锡；所述高分子稳定剂包括质量比为2～3：1：1～2的聚乙烯纯、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钾。
4.根据权利要求1所述的铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述温度为70～80℃。
5.根据权利要求1所述的铅酸胶体蓄电池电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述剪切工艺条件为：剪切速率30～50次/min，时间3～10min，温度30～45℃。
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