CN107579287B - 一种纳米硅胶体电解质及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种纳米硅胶体电解质及其制备方法和应用；该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅1.5～4.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A‑200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3%的纯浓硫酸；具有制作工艺简单、成本低、生产出的电池重量轻、容量高、内阻低、温度适应范围广、耐振动、耐湿热和使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池生产技术领域，具体涉及一种纳米硅胶体电解质及其制备方法和应用。
背景技术
普通铅酸蓄电池采用液态稀硫酸为电解质，工作时硫酸雾较大，污染环境，对生产者和使用者的身心健康均带来了巨大伤害，并且存在漏液危险；为了克服上述缺陷大多数生产企业采用了普通胶体电解质来代替液态电解质，普通胶体电解质采用德国“阳光公司”技术，将电解质由液态变为胶态，解决了普通铅酸蓄电池的弊端，但是其容量却降低了15％左右，同时价格昂贵，其高/低温性能也并非理想，使用温度范围为-20℃～55℃；同时普通胶体电解质还存在着粘度低、静置一段时间后分层现象严重和电阻率高的缺陷。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种制作工艺简单、成本低、生产的电池重量轻、容量高、内阻低、温度适应范围广、耐振动、耐湿热和使用寿命长的纳米硅胶体电解质及其制备方法和应用。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅1.5～4.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质，所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅2份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质，所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅4份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质，所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅3.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化锂、丙三醇、硫酸钾、硫酸钴、硫酸亚锡、氢氧化钠、无水硫酸钠、聚氟烷烃磺酸和去离子水放入高速剪切乳化机内，在转速为5940r/min的状态下进行高速分散、剪切、乳化；高速分散、剪切和乳化的时间为3min；
步骤二：步骤一中高速搅拌结束后向混合物中缓慢加入纯浓硫酸，并搅拌均匀，制成电解液；
步骤三：用密度计测量步骤二中电解液的密度，在室温为25℃情况下，该电解液的密度为1.270；
步骤四：将步骤三中测量密度后的电解液泵入乳化分散机内，并向电解液中加入气相二氧化硅；所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；
步骤五：启动乳化分散机，进行高速乳化分散；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：60min；
步骤六：步骤五中高速乳化分散60min后向电解液中加入聚丙烯酰胺，再次启动乳化分散机，进行高速乳化分散，制成胶体电解质；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：30min；
步骤七：对步骤六中的胶体电解质进行取样，待胶体电解质温度降到25℃时，用剪切粘度计测量其粘度，所述胶体电解质的粘度为3.28～4.92Pa·s；
步骤八：步骤七中取样检测合格后，将步骤六中所述的胶体电解质泵入真空灌胶机，给铅酸蓄电池灌注胶体电解质，先按7ml/Ah定量灌注一次，再按4ml/Ah定量灌注一次；
步骤九：铅酸蓄电池灌注胶体电解质完毕后转入冷水槽，静置3小时，即可化成充电。
优选地，所述步骤三中电解液的密度大于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入去离子水；当步骤三中电解液的密度小于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入分析纯级硫酸。
优选地，所述步骤五和步骤六的高速乳化分散过程中，当胶体电解质的温度大于70℃时，暂停乳化分散机，并开启外循环冷却系统；当胶体电解质的温度降至60℃时，再次启动乳化分散机对胶体电解质进行高速乳化分散。
本发明提供了上述纳米硅胶体电解质在制备铅酸蓄电池中的应用。
本发明具有制作工艺简单、成本低、生产出的电池重量轻、容量高、内阻低、温度适应范围广、耐振动、耐湿热和使用寿命长的优点。
具体实施方式
本发明为一种纳米硅胶体电解质及其制备方法和应用；其中，纳米硅胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅1.5～4.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质，所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅2份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质，所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅4份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质，所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅3.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化锂、丙三醇、硫酸钾、硫酸钴、硫酸亚锡、氢氧化钠、无水硫酸钠、聚氟烷烃磺酸和去离子水放入高速剪切乳化机内，在转速为5940r/min的状态下进行高速分散、剪切、乳化；高速分散、剪切和乳化的时间为3min；
步骤二：步骤一中高速搅拌结束后向混合物中缓慢加入纯浓硫酸，并搅拌均匀，制成电解液；
步骤三：用密度计测量步骤二中电解液的密度，在室温为25℃情况下，该电解液的密度为1.270；
步骤四：将步骤三中测量密度后的电解液泵入乳化分散机内，并向电解液中加入气相二氧化硅；所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；
步骤五：启动乳化分散机，进行高速乳化分散；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：60min；
步骤六：步骤五中高速乳化分散60min后向电解液中加入聚丙烯酰胺，再次启动乳化分散机，进行高速乳化分散，制成胶体电解质；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：30min；
步骤七：对步骤六中的胶体电解质进行取样，待胶体电解质温度降到25℃时，用剪切粘度计测量其粘度，所述胶体电解质的粘度为3.28～4.92Pa·s；
步骤八：步骤七中取样检测合格后，将步骤六中所述的胶体电解质泵入真空灌胶机，给铅酸蓄电池灌注胶体电解质，先按7ml/Ah定量灌注一次，再按4ml/Ah定量灌注一次；
步骤九：铅酸蓄电池灌注胶体电解质完毕后转入冷水槽，静置3小时，即可化成充电。所述步骤三中电解液的密度大于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入去离子水；当步骤三中电解液的密度小于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入分析纯级硫酸。所述步骤五和步骤六的高速乳化分散过程中，当胶体电解质的温度大于70℃时，暂停乳化分散机，并开启外循环冷却系统；当胶体电解质的温度降至60℃时，再次启动乳化分散机对胶体电解质进行高速乳化分散。
本发明提供了上述纳米硅胶体电解质在制备铅酸蓄电池中的应用。
无论国内或国外胶体电解质的生产均采用勾兑法，其中的纳米级气象二氧化硅与稀硫酸无法完全溶合，存放时间超过24小时，必然产生分层现象，即：下层是不能导电，不能参与电化学反映的硅酸岩材料，上层才是参与电化学反映的硫酸根离子，因此，胶体电解质生产出的电池比容量低，体积大。而本发明则采用直接分散法制备胶体，将气象二氧化硅及一些增能剂、稳定剂，直接加到稀硫酸中，通过高速剪切乳化机进行高度分散、剪切和乳化，使气象二氧化硅及添加剂与稀硫酸充分均质、分散、乳化和混合，得到一种能量高、内阻小、稳定均匀、不分层的胶体电解质；采用本发明生产的胶体电解质制备的电池重量比胶体电解质生产的电池重量轻20％以上，容量提高了15％以上，内阻降低30％以上，温度适应范围-45℃～65℃，耐振动，寿命延长100％，适应军队现代化战争的需要，其主要应用于通信指挥车，导弹发射车及空投型坦克装甲车，也可用于民用储能系统等所有铅酸蓄电池使用的场景，市场空间极大；其各项技术指标都满足并优于各行业标准及军标GJB4284-2001的技术要求，且具有并且环保、耐振动、耐湿热的特点。本发明中所述的高速剪切乳化机，优选地为耐酸碱，耐腐蚀、耐高温的材料制作制成，其容积优选为：500L；在使用过程中能够形成高速旋转，液力剪切，离心挤压，高速切割及碰撞，使气象二氧化硅及添加剂与稀硫酸充分均质、分散、乳化和混合，从而得到一种能量高、内阻小、稳定均匀、不分层的胶体电解质。本发明所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；本发明中使用的全自动配酸机为张家港市金帆环保有限公司生产的型号为jxs-5m3的全自动配酸机；本发明中所述的高速剪切乳化机由金帆环保设备厂生产，型号：JF-YHJ-500的高速剪切乳化机。
为了更加清楚的解释本发明，现结合具体实施例对其进行进一步说明。具体的实施例如下：
实施例一
一种纳米硅胶体电解质，由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅1.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化锂、丙三醇、硫酸钾、硫酸钴、硫酸亚锡、氢氧化钠、无水硫酸钠、聚氟烷烃磺酸和去离子水放入高速剪切乳化机内，在转速为5940r/min的状态下进行高速分散、剪切、乳化；高速分散、剪切和乳化的时间为3min；
步骤二：步骤一中高速搅拌结束后向混合物中缓慢加入纯浓硫酸，并搅拌均匀，制成电解液；
步骤三：用密度计测量步骤二中电解液的密度，在室温为25℃情况下，该电解液的密度为1.270；
步骤四：将步骤三中测量密度后的电解液泵入乳化分散机内，并向电解液中加入气相二氧化硅；所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；
步骤五：启动乳化分散机，进行高速乳化分散；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：60min；
步骤六：步骤五中高速乳化分散60min后向电解液中加入聚丙烯酰胺，再次启动乳化分散机，进行高速乳化分散，制成胶体电解质；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：30min；
步骤七：对步骤六中的胶体电解质进行取样，待胶体电解质温度降到25℃时，用剪切粘度计测量其粘度，所述胶体电解质的粘度为3.28Pa·s；
步骤八：步骤七中取样检测合格后，将步骤六中所述的胶体电解质泵入真空灌胶机，给铅酸蓄电池灌注胶体电解质，先按7ml/Ah定量灌注一次，再按4ml/Ah定量灌注一次；
步骤九：铅酸蓄电池灌注胶体电解质完毕后转入冷水槽，静置3小时，即可化成充电。所述步骤三中电解液的密度大于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入去离子水；当步骤三中电解液的密度小于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入分析纯级硫酸。所述步骤五和步骤六的高速乳化分散过程中，当胶体电解质的温度大于70℃时，暂停乳化分散机，并开启外循环冷却系统；当胶体电解质的温度降至60℃时，再次启动乳化分散机对胶体电解质进行高速乳化分散。
实施例二
一种纳米硅胶体电解质，由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅4.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化锂、丙三醇、硫酸钾、硫酸钴、硫酸亚锡、氢氧化钠、无水硫酸钠、聚氟烷烃磺酸和去离子水放入高速剪切乳化机内，在转速为5940r/min的状态下进行高速分散、剪切、乳化；高速分散、剪切和乳化的时间为3min；
步骤二：步骤一中高速搅拌结束后向混合物中缓慢加入纯浓硫酸，并搅拌均匀，制成电解液；
步骤三：用密度计测量步骤二中电解液的密度，在室温为25℃情况下，该电解液的密度为1.270；
步骤四：将步骤三中测量密度后的电解液泵入乳化分散机内，并向电解液中加入气相二氧化硅；所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；
步骤五：启动乳化分散机，进行高速乳化分散；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：60min；
步骤六：步骤五中高速乳化分散60min后向电解液中加入聚丙烯酰胺，再次启动乳化分散机，进行高速乳化分散，制成胶体电解质；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：30min；
步骤七：对步骤六中的胶体电解质进行取样，待胶体电解质温度降到25℃时，用剪切粘度计测量其粘度，所述胶体电解质的粘度为4.92Pa·s；
步骤八：步骤七中取样检测合格后，将步骤六中所述的胶体电解质泵入真空灌胶机，给铅酸蓄电池灌注胶体电解质，先按7ml/Ah定量灌注一次，再按4ml/Ah定量灌注一次；
步骤九：铅酸蓄电池灌注胶体电解质完毕后转入冷水槽，静置3小时，即可化成充电。所述步骤三中电解液的密度大于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入去离子水；当步骤三中电解液的密度小于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入分析纯级硫酸。所述步骤五和步骤六的高速乳化分散过程中，当胶体电解质的温度大于70℃时，暂停乳化分散机，并开启外循环冷却系统；当胶体电解质的温度降至60℃时，再次启动乳化分散机对胶体电解质进行高速乳化分散。
实施例三
一种纳米硅胶体电解质，由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅3份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化锂、丙三醇、硫酸钾、硫酸钴、硫酸亚锡、氢氧化钠、无水硫酸钠、聚氟烷烃磺酸和去离子水放入高速剪切乳化机内，在转速为5940r/min的状态下进行高速分散、剪切、乳化；高速分散、剪切和乳化的时间为3min；
步骤二：步骤一中高速搅拌结束后向混合物中缓慢加入纯浓硫酸，并搅拌均匀，制成电解液；
步骤三：用密度计测量步骤二中电解液的密度，在室温为25℃情况下，该电解液的密度为1.270；
步骤四：将步骤三中测量密度后的电解液泵入乳化分散机内，并向电解液中加入气相二氧化硅；所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；
步骤五：启动乳化分散机，进行高速乳化分散；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：60min；
步骤六：步骤五中高速乳化分散60min后向电解液中加入聚丙烯酰胺，再次启动乳化分散机，进行高速乳化分散，制成胶体电解质；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：30min；
步骤七：对步骤六中的胶体电解质进行取样，待胶体电解质温度降到25℃时，用剪切粘度计测量其粘度，所述胶体电解质的粘度为4.10Pa·s；
步骤八：步骤七中取样检测合格后，将步骤六中所述的胶体电解质泵入真空灌胶机，给铅酸蓄电池灌注胶体电解质，先按7ml/Ah定量灌注一次，再按4ml/Ah定量灌注一次；
步骤九：铅酸蓄电池灌注胶体电解质完毕后转入冷水槽，静置3小时，即可化成充电。所述步骤三中电解液的密度大于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入去离子水；当步骤三中电解液的密度小于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入分析纯级硫酸。所述步骤五和步骤六的高速乳化分散过程中，当胶体电解质的温度大于70℃时，暂停乳化分散机，并开启外循环冷却系统；当胶体电解质的温度降至60℃时，再次启动乳化分散机对胶体电解质进行高速乳化分散。
实施例四
一种纳米硅胶体电解质，所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅2份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化锂、丙三醇、硫酸钾、硫酸钴、硫酸亚锡、氢氧化钠、无水硫酸钠、聚氟烷烃磺酸和去离子水放入高速剪切乳化机内，在转速为5940r/min的状态下进行高速分散、剪切、乳化；高速分散、剪切和乳化的时间为3min；
步骤二：步骤一中高速搅拌结束后向混合物中缓慢加入纯浓硫酸，并搅拌均匀，制成电解液；
步骤三：用密度计测量步骤二中电解液的密度，在室温为25℃情况下，该电解液的密度为1.270；
步骤四：将步骤三中测量密度后的电解液泵入乳化分散机内，并向电解液中加入气相二氧化硅；所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；
步骤五：启动乳化分散机，进行高速乳化分散；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：60min；
步骤六：步骤五中高速乳化分散60min后向电解液中加入聚丙烯酰胺，再次启动乳化分散机，进行高速乳化分散，制成胶体电解质；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：30min；
步骤七：对步骤六中的胶体电解质进行取样，待胶体电解质温度降到25℃时，用剪切粘度计测量其粘度，所述胶体电解质的粘度为3.58Pa·s；
步骤八：步骤七中取样检测合格后，将步骤六中所述的胶体电解质泵入真空灌胶机，给铅酸蓄电池灌注胶体电解质，先按7ml/Ah定量灌注一次，再按4ml/Ah定量灌注一次；
步骤九：铅酸蓄电池灌注胶体电解质完毕后转入冷水槽，静置3小时，即可化成充电。所述步骤三中电解液的密度大于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入去离子水；当步骤三中电解液的密度小于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入分析纯级硫酸。所述步骤五和步骤六的高速乳化分散过程中，当胶体电解质的温度大于70℃时，暂停乳化分散机，并开启外循环冷却系统；当胶体电解质的温度降至60℃时，再次启动乳化分散机对胶体电解质进行高速乳化分散。
实施例五
一种纳米硅胶体电解质，所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅4份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化锂、丙三醇、硫酸钾、硫酸钴、硫酸亚锡、氢氧化钠、无水硫酸钠、聚氟烷烃磺酸和去离子水放入高速剪切乳化机内，在转速为5940r/min的状态下进行高速分散、剪切、乳化；高速分散、剪切和乳化的时间为3min；
步骤二：步骤一中高速搅拌结束后向混合物中缓慢加入纯浓硫酸，并搅拌均匀，制成电解液；
步骤三：用密度计测量步骤二中电解液的密度，在室温为25℃情况下，该电解液的密度为1.270；
步骤四：将步骤三中测量密度后的电解液泵入乳化分散机内，并向电解液中加入气相二氧化硅；所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；
步骤五：启动乳化分散机，进行高速乳化分散；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：60min；
步骤六：步骤五中高速乳化分散60min后向电解液中加入聚丙烯酰胺，再次启动乳化分散机，进行高速乳化分散，制成胶体电解质；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：30min；
步骤七：对步骤六中的胶体电解质进行取样，待胶体电解质温度降到25℃时，用剪切粘度计测量其粘度，所述胶体电解质的粘度为4.25Pa·s；
步骤八：步骤七中取样检测合格后，将步骤六中所述的胶体电解质泵入真空灌胶机，给铅酸蓄电池灌注胶体电解质，先按7ml/Ah定量灌注一次，再按4ml/Ah定量灌注一次；
步骤九：铅酸蓄电池灌注胶体电解质完毕后转入冷水槽，静置3小时，即可化成充电。所述步骤三中电解液的密度大于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入去离子水；当步骤三中电解液的密度小于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入分析纯级硫酸。所述步骤五和步骤六的高速乳化分散过程中，当胶体电解质的温度大于70℃时，暂停乳化分散机，并开启外循环冷却系统；当胶体电解质的温度降至60℃时，再次启动乳化分散机对胶体电解质进行高速乳化分散。
实施例六
一种纳米硅胶体电解质，所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅3.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3％的纯浓硫酸。
一种纳米硅胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化锂、丙三醇、硫酸钾、硫酸钴、硫酸亚锡、氢氧化钠、无水硫酸钠、聚氟烷烃磺酸和去离子水放入高速剪切乳化机内，在转速为5940r/min的状态下进行高速分散、剪切、乳化；高速分散、剪切和乳化的时间为3min；
步骤二：步骤一中高速搅拌结束后向混合物中缓慢加入纯浓硫酸，并搅拌均匀，制成电解液；
步骤三：用密度计测量步骤二中电解液的密度，在室温为25℃情况下，该电解液的密度为1.270；
步骤四：将步骤三中测量密度后的电解液泵入乳化分散机内，并向电解液中加入气相二氧化硅；所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；
步骤五：启动乳化分散机，进行高速乳化分散；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：60min；
步骤六：步骤五中高速乳化分散60min后向电解液中加入聚丙烯酰胺，再次启动乳化分散机，进行高速乳化分散，制成胶体电解质；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：30min；
步骤七：对步骤六中的胶体电解质进行取样，待胶体电解质温度降到25℃时，用剪切粘度计测量其粘度，所述胶体电解质的粘度为4.33Pa·s；
步骤八：步骤七中取样检测合格后，将步骤六中所述的胶体电解质泵入真空灌胶机，给铅酸蓄电池灌注胶体电解质，先按7ml/Ah定量灌注一次，再按4ml/Ah定量灌注一次；
步骤九：铅酸蓄电池灌注胶体电解质完毕后转入冷水槽，静置3小时，即可化成充电。所述步骤三中电解液的密度大于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入去离子水；当步骤三中电解液的密度小于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入分析纯级硫酸。所述步骤五和步骤六的高速乳化分散过程中，当胶体电解质的温度大于70℃时，暂停乳化分散机，并开启外循环冷却系统；当胶体电解质的温度降至60℃时，再次启动乳化分散机对胶体电解质进行高速乳化分散。
实验例
以山东瑞宇蓄电池有限公司生产的胶体电解质作为对照组，以本发明实施例五制备的胶体电解质作为实验组，将上述两组胶体电解质进行对比：其对比结果如下：
由上表可知，本发明制备的胶体电解质的粘度明显高于对照组，静置24小时后没有明显分层，且电阻率低，其各项参数明显优于对照组。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (6)
1.一种纳米硅胶体电解质的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化锂、丙三醇、硫酸钾、硫酸钴、硫酸亚锡、氢氧化钠、无水硫酸钠、聚氟烷烃磺酸和去离子水放入高速剪切乳化机内，在转速为5940r/min的状态下进行高速分散、剪切、乳化；高速分散、剪切和乳化的时间为3min；
步骤二：步骤一中高速搅拌结束后向混合物中缓慢加入纯浓硫酸，并搅拌均匀，制成电解液；
步骤三：用密度计测量步骤二中电解液的密度，在室温为25℃情况下，该电解液的密度为1.270；
步骤四：将步骤三中测量密度后的电解液泵入乳化分散机内，并向电解液中加入气相二氧化硅；所述的乳化分散机为非金属材料制成的乳化分散机；
步骤五：启动乳化分散机，进行高速乳化分散；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：60 min；
步骤六：步骤五中高速乳化分散60 min后向电解液中加入聚丙烯酰胺，再次启动乳化分散机，进行高速乳化分散，制成胶体电解质；所述高速乳化分散的转速为：5940r/min，高速乳化分散的时间为：30 min；
步骤七：对步骤六中的胶体电解质进行取样，待胶体电解质温度降到25℃时，用剪切粘度计测量其粘度，所述胶体电解质的粘度为3.28～4.92 Pa·s；
步骤八：步骤七中取样检测合格后，将步骤六中所述的胶体电解质泵入真空灌胶机，给铅酸蓄电池灌注胶体电解质，先按7ml/Ah定量灌注一次，再按4ml/Ah定量灌注一次；
步骤九：铅酸蓄电池灌注胶体电解质完毕后转入冷水槽，静置3小时，即可化成充电；
该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅1.5～4.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3%的纯浓硫酸。
2.根据权利要求1所述的一种纳米硅胶体电解质的制备方法，其特征在于：所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅2份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3%的纯浓硫酸。
3.根据权利要求1所述的一种纳米硅胶体电解质的制备方法，其特征在于：所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅4份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3%的纯浓硫酸。
4.根据权利要求1所述的一种纳米硅胶体电解质的制备方法，其特征在于：所述该胶体电解质由下列重量份数的原料制备而成：去离子水64.4份、氢氧化锂0.2份、丙三醇0.15份、硫酸钾0.5份、硫酸钴0.01份、硫酸亚锡4份、氢氧化钠0.3份、无水硫酸钠0.7份、聚氟烷烃磺酸0.15份、聚丙烯酰胺0.03份、纯浓硫酸35.6份和气相二氧化硅3.5份；所述的气相二氧化硅为德国赢创公司原产A-200气相二氧化硅；所述的纯浓硫酸为质量分数98.3%的纯浓硫酸。
5.根据权利要求1所述的一种纳米硅胶体电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤三中电解液的密度大于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入去离子水；当步骤三中电解液的密度小于1.270时，通过全自动配酸机向电解液中加入分析纯级硫酸。
6.根据权利要求1所述的一种纳米硅胶体电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤五和步骤六的高速乳化分散过程中，当胶体电解质的温度大于70℃时，暂停乳化分散机，并开启外循环冷却系统；当胶体电解质的温度降至60℃时，再次启动乳化分散机对胶体电解质进行高速乳化分散。
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