CN106941195A - 铅酸蓄电池的鞍子及其制备方法和铅酸蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供铅酸蓄电池的鞍子及其制备方法和使用鞍子的铅酸蓄电池，所述鞍子设置在铅酸蓄电池槽的底部，位于铅酸蓄电池极群下方；所述鞍子为果冻状的固态凝胶，制备方法为：将硅溶胶、不同粒径的SiO2颗粒、水制成混合物，将混合物倒入电池槽底部；静置后形成果冻状的固态凝胶。本发明的固态凝胶可以在较宽的使用温度范围内，可以一直均匀的支撑电池极群，当电池极群腐蚀生长时能够为极群腾出空间、防止短路。同时还可以为电池补充水分，防止热失控，提高寿命。

Description

铅酸蓄电池的鞍子及其制备方法和铅酸蓄电池
技术领域
本发明属于蓄电池领域，涉及一种铅酸蓄电池的鞍子和制备方法。
背景技术
铅酸蓄电池极群在使用中会发生板栅腐蚀、极板伸长变形。为了让极群在电池内部有足够的伸长空间，有些电池底部会放置一个泡沫鞍子来承受极群的重量，当极群伸长时，鞍子被压缩。
另外一种方法是塑料支架线接触的形式支撑电池极群，使极群底部悬空。当极群腐蚀伸长时，可以往塑料支架的空余的空间生长。
然而上述技术的主要缺陷在于：
当温度升高时，泡沫鞍子弹性下降，被极群提前压缩，无法对极群起到支撑作用，极群下沉后极群将电池盖往下拉，导致电池盖承受应力增大，电池盖轻者内凹、重则开裂漏液。
塑料支架无法变形，当极群生长后接触点承受所有应力，极群与塑料支架接触点很容易发生正负极接触短路。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供一种铅酸蓄电池的鞍子和制备方法，达到在较宽的使用温度范围内，可以一直均匀的支撑电池极群，当电池极群腐蚀生长时能够为极群腾出空间、防止短路。同时还可以为电池补充水份，防止热失控，提高寿命的目的。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种铅酸蓄电池的鞍子，所述鞍子设置在铅酸蓄电池槽的底部，位于铅酸蓄电池极群下方；
所述鞍子为果冻状的固态凝胶，制备方法为：
将硅溶胶、不同粒径的SiO2颗粒、水制成混合物，
将混合物倒入电池槽底部；
静置后形成果冻状的固态凝胶。
进一步，混合物包括以下质量份数的组分：
SiO2颗粒的平均粒径1μm-1mm，1000份；
质量分数为10％-40％硅溶胶胶体溶液，100-500份；
SiO2颗粒的平均粒径10nm-1μm，10-50份；
稀硫酸，调节混合物的pH值至5-7。
其中所述硅溶胶胶体溶液为水溶液。
进一步，所述混合物还包括高分子吸水材料，其中高分子吸水材料的加入量约0.1～1份。
高分子吸水材料主要为聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚氧乙烯中的一种或多种。
进一步，所述稀硫酸的质量分数为30％-40％。
进一步，所述鞍子的制备方法包括以下步骤：
1)将10％-40％硅溶胶胶体溶液倒入搅拌机中，进行搅拌剪切粒径硅溶胶胶体溶液，往搅拌机中缓慢加入10nm-1μm的SiO2颗粒；
2)加入稀硫酸，调节pH值5-7；
3)将平均粒径1μm-1mm的SiO2加入溶液中，进行搅拌；
4)根据电池设计要求，称量混合物倒入电池槽底部，将表面整理平整；
5)静置至SiO2和水形成氢键后，混合物变成果冻状凝胶固态物质。
进一步，步骤1)中，搅拌速度为1500rp/min-2500rp/min。
进一步，步骤3)中搅拌速度为80-120rp/min。
本发明还提供一种铅酸蓄电池的鞍子的制备方法，包括以下步骤：
1)将10％-40％硅溶胶胶体溶液倒入搅拌机中，进行搅拌剪切粒径硅溶胶胶体溶液，往搅拌机中缓慢加入10nm-1μm的SiO2颗粒；
2)加入稀硫酸，调节pH值5-7；
3)将平均粒径1μm-1mm的SiO2加入溶液中，进行搅拌；
4)根据电池设计要求，称量混合物倒入电池槽底部，将表面整理平整；
5)静置至SiO2和水形成氢键后，混合物变成果冻状凝胶固态物质。
进一步，步骤1)中，搅拌速度为1500rp/min-2500rp/min。
进一步，步骤3)中搅拌速度为80-120rp/min。
本发明还提供一种铅酸蓄电池，所述铅酸蓄电池设有前述的鞍子。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
本发明的铅酸蓄电池的鞍子使用硅凝胶与SiO2颗粒混合，形成果冻状的鞍子，该鞍子具有一定的强度支撑电池极群；本发明的鞍子使用的材料均为耐高温材料，高温情况下也不会出现性能劣化，因此可以在较大温度范围内可以有效的支撑电池极群、防止短路。
同时，果冻状鞍子中的高分子吸水材料可在电池服役期间为电池缓慢补充水份，延长电池寿命，防止热失控。
本发明通过设置不同直径SiO2颗粒的比例，调整鞍子的软硬程度，获得合适的支撑力。
此外，SiO2资源丰富、价格低廉，制作的鞍子经过高速搅拌破坏氢键后从固态变成液态，可重复使用。
而且本发明的固态凝胶使用简单的高速搅拌机即可制备，操作简单。而现有技术中的泡沫鞍子或塑料支架均需要专业成型设备制作。
附图说明
图1是使用本发明实施例1中的鞍子的铅酸蓄电池。
图2是图1中A的局部放大图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
按以下质量份数称取各组分：
SiO2颗粒的平均粒径23μm，1000份；
质量分数为20％硅溶胶胶体溶液，200份；
SiO2颗粒的平均粒径0.3μm，20份；
稀硫酸，调节混合物的pH值至6。
制备方法：
(1)先将20％硅溶胶胶体溶液倒入搅拌机中，2000rp/min的转速进行高速搅拌剪切粒径硅溶胶胶体溶液，往搅拌机中缓慢加入0.3μm的SiO2。搅拌5min。
(2)使用滴管加入30％硫酸，溶液调节PH值6。
(3)将平均粒径23μm的SiO2加入溶液中，使用100rp/min的转速进行搅拌3min。
(4)称量合适的混合物倒入电池槽底部，将表面整理平整。
(5)静置1h，SiO2和水形成氢键后，混合物变成具有一定强度的果冻状凝胶固态物质。
图1是使用本实施例中的鞍子的铅酸蓄电池。图2是图1中A的局部放大图。结合图1和图2可知，本实施例中的鞍子2设置在电池槽3的底部，位于电池极群1下方。
实施例2
按以下质量份数称取各组分：
SiO2颗粒的平均粒径23μm，1000份；
质量分数为40％硅溶胶胶体溶液，300份；
SiO2颗粒的平均粒径0.3μm，45份；
稀硫酸，调节混合物的pH值至6。
制备方法：
(1)先将40％硅溶胶胶体溶液倒入搅拌机中，2000rp/min的转速进行高速搅拌剪切粒径硅溶胶胶体溶液，往搅拌机中缓慢加入平均粒径0.3μm的SiO2。搅拌5min。
(2)使用滴管加入硫酸，溶液调节pH值7。
(3)将平均粒径23μm的SiO2加入溶液中，使用100rp/min的转速进行搅拌3min。
(4)称量合适的混合物倒入电池槽底部，将表面整理平整。
(5)静置1h，SiO2和水形成氢键后，混合物变成具有一定强度的果冻状凝胶固态物质。
实施例3：
按以下质量份数称取各组分：
SiO2颗粒的平均粒径23μm，1000份；
质量分数为20％硅溶胶胶体溶液，200份；
SiO2颗粒的平均粒径0.3μm，20份；
高分子吸水树脂聚丙烯酰胺分子量600万-2500万，0.2份；
稀硫酸，调节混合物的pH值至6。
制备方法：
(1)先将聚丙烯酰胺与去离子水混合，搅拌至完全溶解。
(2)将20％硅溶胶胶体溶液倒入搅拌机中，2000rp/min的转速进行高速搅拌剪切粒径硅溶胶胶体溶液，往搅拌机中缓慢加入0.3μm的SiO2。搅拌5min。
(3)使用滴管加入30％硫酸，溶液调节PH值6。
(4)将平均粒径23μm的SiO2和聚丙烯酰胺胶体溶液一起加入硅溶胶中，使用100rp/min的转速进行搅拌3min。加入溶液中，使用100rp/min的转速进行搅拌3min。
(5)称量合适的混合物倒入电池槽底部，将表面整理平整。
(6)静置1h，SiO2和水形成氢键后，混合物变成具有一定强度的果冻状凝胶固态物质。
实施例4：
按以下质量份数称取各组分：
SiO2颗粒的平均粒径23μm，1000份；
质量分数为20％硅溶胶胶体溶液，200份；
SiO2颗粒的平均粒径0.3μm，20份；
高分子吸水树脂聚丙烯酰胺分子量600万-2500万，0.5份；
稀硫酸，调节混合物的pH值至6。
制备方法：
1)先将聚丙烯酰胺与去离子水混合，搅拌至完全溶解。
2)将20％硅溶胶胶体溶液倒入搅拌机中，2000rp/min的转速进行高速搅拌剪切粒径硅溶胶胶体溶液，往搅拌机中缓慢加入0.3μm的SiO2。搅拌5min。
3)使用滴管加入30％硫酸，溶液调节PH值6。
4)将平均粒径23μm的SiO2和聚丙烯酰胺胶体溶液一起加入硅溶胶中，使用100rp/min的转速进行搅拌3min。加入溶液中，使用100rp/min的转速进行搅拌3min。
5)称量合适的混合物倒入电池槽底部，将表面整理平整。
6)静置1h，SiO2和水形成氢键后，混合物变成具有一定强度的果冻状凝胶固态物质。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.铅酸蓄电池的鞍子，其特征在于，所述鞍子设置在铅酸蓄电池槽的底部，位于铅酸蓄电池极群下方；
所述鞍子为果冻状的固态凝胶，制备方法为：
将硅溶胶、不同粒径的SiO2颗粒、水制成混合物，
将混合物倒入电池槽底部；
静置后形成果冻状的固态凝胶。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池的鞍子，其特征在于，混合物包括以下质量份数的组分：
SiO2 颗粒的平均粒径1μm-1mm，1000份；
质量分数为10％-40％硅溶胶胶体溶液，100-500份；
SiO2 颗粒的平均粒径10nm-1μm，10-50份；
稀硫酸，调节混合物的pH值至5-7。
3.根据权利要求2所述的铅酸蓄电池的鞍子，其特征在于，所述混合物还包括高分子吸水材料，高分子吸水材料的加入量约0.1～1份；所述高分子吸水材料为聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚氧乙烯中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的铅酸蓄电池的鞍子，其特征在于，所述鞍子的制备方法包括以下步骤：
1)将10％-40％硅溶胶胶体溶液倒入搅拌机中，进行搅拌剪切粒径硅溶胶胶体溶液，往搅拌机中缓慢加入10nm-1μm的SiO2颗粒；
2)加入稀硫酸，调节pH值5-7；
3)将平均粒径1μm-1mm的SiO2加入溶液中，进行搅拌；
4)根据电池设计要求，称量混合物倒入电池槽底部，将表面整理平整；
5)静置至SiO2和水形成氢键后，混合物变成果冻状凝胶固态物质。
5.根据权利要求4所述的铅酸蓄电池的鞍子，其特征在于，步骤1)中，搅拌速度为1500rp/min-2500rp/min。
6.根据权利要求4所述的铅酸蓄电池的鞍子，其特征在于，步骤3)中搅拌速度为80-120rp/min。
7.铅酸蓄电池的鞍子的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1)将10％-40％硅溶胶胶体溶液倒入搅拌机中，进行搅拌剪切粒径硅溶胶胶体溶液，往搅拌机中缓慢加入10nm-1μm的SiO2颗粒；
2)加入稀硫酸，调节pH值5-7；
3)将平均粒径1μm-1mm的SiO2加入溶液中，进行搅拌；
4)根据电池设计要求，称量混合物倒入电池槽底部，将表面整理平整；
5)静置至SiO2和水形成氢键后，混合物变成果冻状凝胶固态物质。
8.根据权利要求6所述的铅酸蓄电池的鞍子的制备方法，其特征在于，步骤1)中，搅拌速度为1500rp/min-2500rp/min。
9.根据权利要求7所述的铅酸蓄电池的鞍子的制备方法，其特征在于，步骤3)中搅拌速度为80-120rp/min。
10.铅酸蓄电池，其特征在于，所述铅酸蓄电池设有如权利要求1-7任意一项所述的鞍子。
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