CN107634270A - 一种用于铅蓄电池的两相混聚物及其制备方法 - Google Patents
一种用于铅蓄电池的两相混聚物及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107634270A CN107634270A CN201710840903.4A CN201710840903A CN107634270A CN 107634270 A CN107634270 A CN 107634270A CN 201710840903 A CN201710840903 A CN 201710840903A CN 107634270 A CN107634270 A CN 107634270A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- volume
- parts
- phase
- polymers
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于铅蓄电池的两相混聚物及其制备方法,所述的两相混聚物基于100体积份,组分和含量包括:主链骨架为(‑C‑Si‑O‑)结构且侧基含一种以上不饱和亲水活性基团的有机硅氧烷1~7体积份;有机硅橡胶1~7体积份;10wt%‑35wt%的正硅酸甲酯5~80体积份;活性物含量为8~10%的水溶性聚乙烯醇0.2~1体积份;工业纯水10~90体积份;气相二氧化硅2~15体积份;十二烷基硫酸钠0.2~1体积份;所述的两相混聚物按本发明所述的工艺方法制备,其混合常规硫酸液加入铅蓄电池内部,可增强正极活性物质的抗软化能力,助软化正极活性物质重新硬化,具有添加量少、性价比高的优势。
Description
技术领域
本发明涉及铅蓄电池的材料技术领域,特别涉及一种用于铅蓄电池的两相混聚物的材料、配方及其制备方法。
背景技术
近年储能市场普遍需求大容量的蓄电池作配套用,但常规蓄电池在户外使用中表现出寿命短,废弃率较高,制约了储能系统的商业应用。业界普遍认同,在铅蓄电池的硫酸液中加入适量的胶体物质,可有效地提升在户外使用的寿命。铅蓄电池电解液传统使用的胶体材料为气相二氧化硅,此外,在中国发明专利公开号CN1383225A中,公开了一类由聚元素有机硅氧烷、硅油和正硅酸酯水溶液混合的有机硅组合物,该组合物与硫酸液混聚用作铅蓄电池的电解液或化成液。经过十数年应用,业界普遍认为气相二氧化硅胶体和有机硅胶体的电化学特性各有千秋,将二氧化硅胶体和有机硅组合物混合使用可以达到技术优势互补。
业内在近年的材料配方发展中,试图应用一类生物可降解的乙烯基聚合物材料,但一些在硫酸液中或二氧化硅胶体中添加入乙烯基聚合物材料的方法并不尽人意,技术原因为:乙烯基聚合物是一种高分子材料,将其直接添加入水相体系很难获得稳定偶联,且将其添加入硫酸液后的铅蓄电池电化学表现欠佳,例如对铅蓄电池的电化学活性、降低内阻无贡献;此外,一些胶体为了分散性好,使用了一些乳化剂,例如吐温、司盘系列等,这类乳化剂虽可使微分散体系获得稳定,但对铅蓄电池属于杂质。为此,行业希望寻求到一种既实现二氧化硅胶体和有机硅组合物稳定偶联,又在微分散体系应用乙烯基聚合物材料的两相混聚物。
发明内容
本发明的目的在于:针对目前铅蓄电池市场上二氧化硅胶体和有机硅组合物胶体的技术缺陷,提供一种既可充分偶联气相二氧化硅与有机硅组合物、又在该两相混聚物中植入乙烯基聚合物的两相混聚物,使之加入硫酸液可增强铅蓄电池的电化学活性,达到提升充放电能力、延长使用寿命的技术目标。
为实现上述目的,本发明提供了一种用于铅蓄电池的两相混聚物,所述的两相混聚物基于100体积份,包括以下组分和含量:
A组分:主链骨架为(-C-Si-O-)结构且侧基含一种以上不饱和亲水活性基团R、分子量小于3000的有机硅氧烷,1~7体积份;
B组分:粘度小于1500帕的有机硅橡胶,1~7体积份;
C组分:10wt%-35wt%的正硅酸甲酯,5~80体积份;
D组分:水溶性的聚乙烯醇0.2~1体积份,所述的水溶性的聚乙烯醇为活性物含量8~10%的液体产品;
工业纯水:工业纯水,10~90体积份;
气相二氧化硅:2~15体积份;
十二烷基硫酸钠0.2~1体积份,所述的十二烷基硫酸钠为活性物含量30~40%的液体产品。
上述气相二氧化硅的含量中,所述的体积份为其重量/比重的换算值。
上述用于铅蓄电池的两相混聚物的组分中,所述A组分有机硅氧烷侧基所含的R包括H、OH、SO2H、NH2、CH3或其他不饱和亲水活性基团。
上述用于铅蓄电池的两相混聚物的组分中,所述B组分的有机硅橡胶包括甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶或含其他有机基团的有机硅橡胶。
上述两相混聚物的组分中,还包括在制备过程用于调节混聚物中间体PH值的碱性调整剂。所述的所述的碱性调整剂包括但不限于使用氢氧化钠、氢氧化钾。
基于上述的材料及配比范围,本发明还提供了一种将所述备料制作成用于铅蓄电池的两相混聚物的制备方法,该方法包括:
1)把所述的十二烷基硫酸钠分为两份,按使用目的备用;
2)把所述的A组分和所述的B组分充分搅拌混合均匀,然后加入所述的C组分,充分搅拌混合均匀;
3)向步骤2)得到的混合物加入所述的D组分,充分搅拌混合均匀;
4)用其中一份十二烷基硫酸钠将步骤3)所得混合物的HLB调节至10~14;
5)将所述另一份十二烷基硫酸钠与所述的工业纯水混合均匀,然后加入所述的气相二氧化硅,充分搅拌混合均匀;
6)用所述的碱性调整剂在搅拌混合中将步骤5)所得混合物的PH值调节至8-10;
7)将步骤6)得到的混合物与步骤4)得到的混合物在充分搅拌中混合均匀,即得到本发明所述的两相混聚物。
本发明还提供了一种含有上述用于铅蓄电池的两相混聚物的电解液或修复液。所述电解液或修复液以密度为1.05-1.35的硫酸液为主要组分,所述两相混聚物在所述电解液的体积含量不低于0.2%,在所述修复液的体积含量不低于2%。
本发明中,用所述材料配方和制备工艺制作出的两相混聚物的粘度低,添加入硫酸液后凝胶慢,一般添加入硫酸液数小时仍满足常规灌液的工艺要求,并且通用性好,可与铅蓄电池电解液用的其他常规添加剂混合使用。
二氧化硅胶体和有机硅组合物胶体具有各自的优缺点,工业用气相二氧化硅的空间体积属于非定型结构,当其平均粒径大于数十纳米时,所制作出的无机胶体粘度大、灌装工艺性差,配套制作的铅蓄电池表现为初始容量低;而有机硅组合物如果不能制作成粒径小于10纳米的球型结构,添加入硫酸液制作出的有机胶体虽然粘度小、凝胶慢、灌装工艺性好,但配套制作铅蓄电池的电化学性能同样不理想,例如铅蓄电池末期容量衰减速率相对大。将二氧化硅胶体和有机硅组合物充分偶联,可达到二氧化硅胶体和有机硅组合物优势互补的技术目的。
前有所述,乙烯基聚合物是一种高分子材料,将其直接添加入硫酸液或二氧化硅胶体的水相体系很难获得稳定偶联;本发明选择了乙烯基聚合物中水溶性的聚乙烯醇作为所述两相混聚物的组分,并且在制造方法中将聚乙烯醇植入同为高分子材料的有机体系,所制得的两相混聚物添加入硫酸液可有效提升铅蓄电池的大电流充放电能力、降低内阻。十二烷基硫酸钠是一种良好的电解液活性剂,亲水亲油平衡值(HLB)为40,具有良好分散性能的亲水基表面活性,其在两相混聚物制备过程的调节作用可促进二氧化硅胶体水溶液和有机硅组合物的偶联,有效改善两相混聚物的电化学活性,同时在所述两相混聚物中避免使用吐温、司盘系列等电化反应的杂质乳化剂,提升本发明所述两相混聚物的低温充电能力。
所述的两相混聚物加入硫酸液对铅蓄电池极板具有深层渗透能力,可减缓正极活性物质因硫酸铅氧化-还原引起的晶格崩塌速率,使循环寿命得予延长(铅蓄电池寿命终止的主要原因为正极活性物质软化所引起,约占寿命终止概率80%),此时所述的两相混聚物可视为一种针对正极使用的增强剂。同理,对正极活性物质软化的容量衰减铅蓄电池,该添加剂加入硫酸液可视为一种杭软化修复液。
本发明的一种用于铅蓄电池的两相混聚物及其制备方法优点在于:
运用本发明所述材料配方和制备方法制造出的两相混聚物,可按一定比例直接添加入硫酸液,该两相混聚物在有机相植入的聚乙烯醇和在无机相添加的十二烷基硫酸钠,有助于两相混聚的微分散体系提升铅蓄电池的电化学活性,是一种对正极活性物质具有良好功效的两相混聚物,使用效果好,用途广。
具体实施方式
下面结合实施例进一步对本发明所述的一种用于铅蓄电池的两相混聚物的材料、配方及其及其制备的工艺方法进行详细说明。
本发明所述的A组分有机硅氧烷是有机硅材料中的一个种类,其结构特征为主链骨架具有m个(-C-Si-O-)链段,所述的m为≧1的正整数,其侧基(支链)有一种以上的不饱和亲水活性基团R,其中所述的R包括但不限于H、OH、SO2H、NH2、CH3等,也可以是其他不饱和亲水活性基团;在众多主链骨架为(-C-Si-O-)链段结构的有机硅氧烷中,凡侧基(支链)含有不饱和亲水活性基团的聚元素硅氧烷都可以选择和B组分有机硅橡胶偶联,为保证A组分和B组分在常规条件下较容易偶联,并与B组分共聚后容易被稀释,应选择分子量小于3000的A组分。
所述B组分的有机硅橡胶属有机硅材料中的另一个种类,其产品系列包括甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶或含其他活性基团的有机硅橡胶,有不同聚合度的链状结构,随着链段数n增加而分子量增大,粘度增高,应用时应选择粘度小于1500帕的有机硅橡胶产品,该类可流动的有机硅橡胶俗称液体硅橡胶;B组分的重要作用之一,是作为A组分的分子结构链段的封端剂。
所述的C组分为10wt%-35wt%的正硅酸甲酯水溶液,正硅酸甲酯的化学式为C4H12O4Si,为良好的有机溶剂及有机合成中间体,具有两性偶联的作用,C组分的重要作用之一,是既容易与亲水性的A组分充分交联,又可以与亲油性的B组分充分交联,因此C组分与A组分及B组分共聚时,容易形成微分散更均匀的有机硅组合物体系;一种两相界面理论认为,(A+B+C)的共聚形成的特殊复合骨骼,可使(A+B+C)共聚后的链段结构在电解质体系中形成更有利于离子团簇集合定向运动的通道,增加离子集合在通道中跃迁的能力,同时,这一复合电解质体系有利于中电极与电解质的两相界面形成动态平衡的吸附双电层,加强离子在电极表面反应的活化能,使电极的反应速度加快,从而增强电极的大电流反应能力。
所述D组分的聚乙烯醇(PVA)是一种有机化合物,是唯一可被细菌作为碳源和能源利用的乙烯基聚合物,属于一种生物可降解高分子材料,同时是一种极具二次开发潜力的优良有机物,例如基于溶液法,通过流延成膜可制备薄膜材料。铅蓄电池行业对PVA的应用视点主要集中在水溶性的聚乙烯醇,但聚乙烯醇是一种有机物,直接添加在硫酸液或气相二氧化硅分散体系的电化学性能欠佳;本发明所述的水溶性的聚乙烯醇为活性物含量8~10%的液体产品,其植入本发明所述混合添加剂的途径是有机相体系,作为有机相体系的分散剂和乳化稳定剂,在与气相二氧化硅分散体系的聚合中起到稳定偶联以及添加入硫酸液后增强活性的效果。
所述的工业纯水又称工业用水、去离子水等,因普通源水的含盐量以及pH值都不同,这些微量杂质会影响所述两相混聚物的制作效果;工业纯水常规是通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法而制得,本发明所述的工业纯水,所去除的离子包括阳离子和阴离子,技术要求电阻率在10兆欧姆以上。
所述的气相二氧化硅(白炭黑)为铅蓄电池制造行业公知的一种胶体制备材料,其化学式为SiO2,易溶于氢氟酸及热的浓磷酸,能和熔融碱类起作用;气相二氧化硅因粒径很小,比表面积大,表面吸附力强,表面能大,化学纯度高,分散性能好,在热阻、电阻等方面具有特异性能,以其优越的稳定性、补强性和触变性一直是铅蓄电池制造行业胶体电解质的传统材料。由于气相二氧化硅无定形结构且呈堆积泡沫状,容易被流动空气飘浮,真实体积难精确量取,故本发明所述的气相二氧化硅体积份,在实际操作中推荐换用体积与比重乘积的重量份计量。
所述的十二烷基硫酸钠又称椰油醇(或月桂醇)硫酸钠,化学式为C12H25SO4Na,是一种阴离子表面活性剂,易溶于水,其亲水亲油平衡值(HLB)为40,属于亲水基表面活性剂,与阴离子、非离子复配伍性好,具有良好的分散性能,工业品呈白色或淡黄色的微粘物,常用于洗涤剂和纺织工业,在商品采购中的活性物含量一般都较高,液体产品的活性物含量一般都≥27%,用作分散剂时应经工业纯水或其他溶剂稀释。十二烷基硫酸钠在本发明中的主要作用有三,一是铅蓄电池电解液的良好活性剂;二是在制备过程调节(A+B+C)共聚物中间体的HLB,根据水溶解性法估计HLB约值的经验,一般制备得的(A+B+C)共聚物的HLB在7~9,当与水相物聚合时,把其HLB调整到10~14适配值的效果会更好;三是根据操作经验,在工业纯水加入亲水基表面活性剂后对气相二氧化硅的分散效果会更好。
所述的碱性调整剂用于调整制备过程中间体的PH值,其选材包括所有可实现混聚物中间体PH值调整、又不会产生沉淀物的碱性物,碱性调整剂在所述两相混聚物中属微量,材料选择广,但从性价比考虑优选氢氧化钠或氢氧化钾。在所述混聚物制备方法中调整所述中间体PH值的主要作用,是在碱性环境可以使气相二氧化硅在十二烷基硫酸钠水溶液中形成更稳定的微分散体系。
以上所述的原材料均可在市场上采购,所述气相二氧化硅的纯度要求达到99.99%,所述A组分、B组分、C组分、D组分和聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠的纯度要求至少为工业纯,试剂级更佳,原材料杂质超标会影响到所述两相混聚物的合成效果,将杂质超标的两相混聚物添加入铅蓄电池的电解液,会引起铅蓄电池增加自放电甚至产生其他副作用,同时会影响所述两相混聚物的存放期。
本发明所述用于铅蓄电池的两相混聚物不能采用一锅法混合,需备料后遵循一定的工艺方法制备,该制备方法包括:
1)把所述的十二烷基硫酸钠分为两份,按使用目的备用;
2)把所述的A组分和所述的B组分充分搅拌混合均匀,然后加入所述的C组分,充分搅拌混合均匀;
3)向步骤2)得到的混合物加入所述的D组分,充分搅拌混合均匀;
4)用其中一份十二烷基硫酸钠将步骤3)所得混合物的HLB调节至10~14;
5)将所述另一份十二烷基硫酸钠与所述的工业纯水混合均匀,然后加入所述的气相二氧化硅,充分搅拌混合均匀;
6)用所述的碱性调整剂在搅拌混合中将步骤5)所得混合物的PH值调节至8-10;
7)将步骤6)得到的混合物与步骤4)得到的混合物在充分搅拌中混合均匀,即得到本发明所述的两相混聚物。
上述步骤1)所述把十二烷基硫酸钠分为两份的定量比例要求较宽松,也与搅拌混合步骤的操作条件相关(例如搅拌混合的环境温度及环境压强),一般来说,十二烷基硫酸钠用量只要达到所述步骤3)的HLB调节目标和步骤4)使用即可。
上述步骤2)和步骤3)在常规条件可形成流动性较好的有机硅组合物体系。
上述步骤4)对步骤3)所得混合物的HLB调节,目的是在步骤7)中与水相的气相二氧化硅混合物的混合效果更好。
上述步骤5)在实际操作中,因气相二氧化硅的实际体积较难精确量取,换用体积与比重乘积的重量份计量更方便。将工业纯水加入十二烷基硫酸钠,可使气相二氧化硅在水溶液中的分散性更好。当制得的混合物澄明度不足(通常伴随表现粘度大),还可以通过调节含十二烷基硫酸钠的工业纯水与气相二氧化硅的物料比例来调节步骤5)所得混合物的澄明度。
上述步骤6)中将步骤5)混合物的PH值调整至8-10,是为了使步骤5)形成的混合物在碱性条件下更稳定,从而在步骤7)中与步骤4)所得混合物形成更稳定的微分散体系。在步骤7)中,推荐将步骤4)所得混合物缓慢注入到步骤6)得到的混合物,并在缓慢注入中持续搅拌均匀。为了使制得的两相混聚物的品质更好,可以在步骤7)后增加常规过滤工艺。所述两相混聚物完成制备后,如需要长期存放,可以继续适量添加碱性调整剂将其PH值调节至大于10。
以上制备方法中所述的搅拌混合可在常温常压下进行,所述的搅拌混合包括旋转式搅拌、周期性或切角随机的剪切式搅拌,也可以加温、使用加压反应釜助反应,例如在混合物的搅拌混合过程中保持混合物的温度为75℃±15℃;当使用反应釜加反应压力混合时,釜压不超过25MPa。
本发明所述用于铅蓄电池的两相混聚物是一种典型的微分散胶体体系,制作成功程度与制备方法关联较大,其制作效果可通过对胶体体系的丁铎尔(Tyndall)现象进行检验;行业内公知,波长为400-700mm的光通过微分散的胶体体系时,如果均匀分散的胶体粒子直径小于入射光波长会发生散射,目前的一般实验结论为:当胶体分散体系的粒子直径≤94nm时,散射击光强度与波长的四次方成反比。所制备的两相混聚物的丁铎尔现象明显,说明制作达到技术设计目标;反之,可检验出所制作的两相混聚物体系不成功。
对于本领域研究较深入的人员,上述制备方法可通过调整混合过程来进行等同替换,例如先操作步骤5)和步骤6)后操作步骤2)至步骤4)纯属一种中间体备料的置换;制作中间体过程条件的改变容易产生异构体,会影响两相混聚物加入硫酸液后的电化学功效。不同的选材与投料混合操作,在最终混合物类似的前提下,可能会出现澄明度与电化学功效的矛盾,后者往往与丁铎尔现象的显态程度相关。当两者不可兼得,推荐电化学功效较优的细化工艺。
本两相混聚物与其他常规添加剂混用时,首先需要注意与其他添加剂混用时是否出现沉淀或粘度增大至难以灌装入铅蓄电池内部,同时,必须对混用其他添加剂的铅蓄电池性能进行全面检验,以决定与其他添加剂的混用配比。
运用本发明所述的两相混聚物配制铅蓄电池硫酸液用的电解质,灌装铅蓄电池具有以下几项明显的技术优势:
1、无机气相二氧化硅与有机硅组合物的偶联稳定,添加入铅蓄电池用的硫酸液具备气相二氧化硅胶体和有机硅组合物胶体的双重技术优势;
2、该混聚胶体添加剂加入到常规硫酸液后,铅蓄电池表现的寿命衰减较为平稳,并且铅蓄电池可获得增加容量、降低内阻的收益;
3、对铅蓄电池正极活性物质有较好的抗软化及容量修复功效。
4、通用性好:可与铅蓄电池用的其他常规添加剂混合使用;
5、稳定性好,适应储存、运输和销售各环节所需的商品周转时间。
以下实施例仅用于进一步说明本发明的技术方案,这些技术方案可单独使用,也可加入或组合并用其他成熟技术。
实施例1
设计一种添加在铅蓄电池用硫酸液、可增加正极活性物质抗软化能力的两相混聚物,首先备料,该两相混聚物以100体积份计,组分和含量为:
A组分:使用一种主链骨架具有若干(-C-Si-O-)链段结构的有机硅氧烷,其侧基含H,分子量1200,添加量为7体积份;
B组分:粘度为1000帕的甲基硅橡胶,7体积份;
C组分:15wt%的正硅酸甲酯,55体积份;
D组分:活性物含量为8%的水溶性的聚乙烯醇液体1体积份;
工业纯水:27.5体积份;
气相二氧化硅:2体积份(重量/比重的换算值);
活性物含量为40%的十二烷基硫酸钠液体产品:0.5体积份。
此外备好调整中间体PH值的氢氧化钠,完成备料后用以下工艺方法制备:
1)首先把0.5体积份的十二烷基硫酸钠分为两份,按使用目的备用。
2)把7体积份的A组分和7体积份的B组分充分搅拌混合均匀,然后加入55体积份的C组分,充分搅拌混合均匀;
3)向步骤2)得到的混合物加入1体积份的D组分,充分搅拌混合均匀;
4)用其中一份十二烷基硫酸钠将步骤3)所得混合物的HLB调节至12;本步骤中,如果所述其中一份十二烷基硫酸钠不能将步骤3)所得混合物的HLB调节至12,只要达到将步骤3)所得混合物的HLB调节至大于10即可,留一份十二烷基硫酸钠给步骤5)操作,否则,需加大所述十二烷基硫酸钠的含量;
5)将所述另一份十二烷基硫酸钠与27.5体积份的工业纯水混合均匀,然后加入2体积份的气相二氧化硅,搅拌5分钟;
6)用所述的氢氧化钠将步骤4)所得混合物的PH值在搅拌混合中调节至8,持续搅拌20分钟;
7)将步骤4)得到的混合物缓慢注入步骤6)得到的混合物中,在注入过程中充分搅拌混合均匀,所得混合物即为本发明所述的两相混聚物。
上述制备方法在常温常压下搅拌混合,所得的两相混聚物如需长期存放,可适量添加氢氧化钠将其PH值调节至11。本实施例得到的两相混聚物可作为一种铅蓄电池硫酸液用的广谱添加剂,根据不同用途添加不同比例。
实施例2
将实施例1所得的两相混聚物与密度1.245的硫酸液按体积比1:99混合均匀,成为一种所述两相混聚物与硫酸液混聚的胶体电解质。
将该胶体电解质灌装入2V500Ah的储能用阀控式AGM隔板结构的铅蓄电池内部,经常规浸渍、化成充电后,成为一只耐高温的户外储能用特种胶体铅蓄电池。本实施例的两相混聚物以体积比1:99混合硫酸液灌装铅蓄电池使用,在硫酸液密度相同情况下,可使铅蓄电池明显获得降低内阻的效果。
本实施例中,还可在所述的胶体电解质中加入铅蓄电池行业常用的无水硫酸钠,无水硫酸钠占所述胶体电解质体积总量的0.5%,行业普遍认同,在胶体电解质加入一定含量的无水硫酸钠,可提升电解质的电化学活性,降低胶体铅蓄电池的内阻,提升胶体铅蓄电池的充电接受能力。
实施例3
在实施例1中,气相二氧化硅在所述两相混聚物的含量为2体积份,本实施例将气相二氧化硅增加为6体积份,即两相混聚物的总量由100体积份增加为104体积份,其余组分和含量不变,制备方法与实施例1相同。
一般试用的对比效果测试结论为:有机硅组合物与气相二氧化硅的配比不同,两相混聚物加入硫酸液后会表现出不同的电化学特性,当两相混聚物以有机硅组合物为主时,铅蓄电池可获得降低内阻、增加容量的收益;而当加大气相二氧化硅的混合比例时,铅蓄电池表现出的循环充放电寿命衰减较平稳。
本实施例的两相混聚物以体积比1:99混合硫酸液灌装铅蓄电池使用,循环充放电的寿命效果比实施例2要好。
实施例4
设计一种适应长期浮充制使用的铅蓄电池的电解液添加剂,其有机高分子组合物的组分及含量以100体积份计:
A组分:所使用的有机硅氧烷为主链骨架具有若干(-C-Si-O-)链段结构,分子量为1500,其侧基含SO2H,添加量1体积份;
B组分:粘度为1100帕的乙基硅橡胶,1体积份;
C组分:35wt%的正硅酸甲酯,7.5体积份;
D组分:活性物含量为10%的水溶性的聚乙烯醇液体0.5体积份;
工业纯水:74体积份;
气相二氧化硅:15体积份;
活性物含量为30%的十二烷基硫酸钠液体产品:1体积份。
此外备好调整中间体PH值的氢氧化钾,完成备料后用以下工艺方法制备:
1)首先把1体积份的十二烷基硫酸钠分为两份,按使用目的备用。
2)把1体积份的A组分和1体积份的B组分充分搅拌混合均匀,然后加入7.5体积份的C组分,充分搅拌混合均匀;
3)向步骤2)得到的混合物加入0.5体积份的D组分,充分搅拌混合均匀;
4)用其中一份十二烷基硫酸钠将步骤3)所得混合物的HLB调节至13;本步骤中,如果所述其中一份十二烷基硫酸钠不能将步骤3)所得混合物的HLB调节至13,只要达到将步骤3)所得混合物的HLB调节至大于10即可,留一份十二烷基硫酸钠给步骤5)操作,否则,需加大所述十二烷基硫酸钠的含量。
5)将所述另一份十二烷基硫酸钠与74体积份的工业纯水混合均匀,然后加入15体积份的气相二氧化硅,混合气相二氧化硅的过程使用反应釜加压并加温助反应,釜压为20MPa,混合过程保持釜内的混合物温度为75℃±10℃,持续搅拌混合20分钟;如果混合物澄明度不足或粘度偏大,可以通过调整含十二烷基硫酸钠的工业纯水与气相二氧化硅的比例来调节本步骤混合物的澄明度。
6)向步骤5)所得的混合物适量添加所述的氢氧化钾,在搅拌混合中将步骤5)所得混合物的PH值调节至10,持续搅拌5分钟;
7)将步骤4)得到的混合物缓慢注入步骤6)得到的混合物,在注入过程中充分搅拌混合均匀,将所得混合物过滤,滤液即为所述的两相混聚物。
本实施例因气相二氧化硅在两相混聚物中的含量较高,配硫酸液后适合制作大容量铅蓄电池,尤其适合制作长期浮充的大容量储能铅蓄电池。
实施例5
将实施例1得到的两相混聚物采用高速乳化机进行均化处理,所述的高速乳化机的均化旋转速度大于20000转/分,该两相混聚物经均化深加工处理后,与密度为1.20的铅蓄电池用硫酸液按体积比1:10混合分散均匀,成为一种修复铅蓄电池正极活性物质用的专用添加剂,市场俗称修复液或修复剂。
把本实施例的修复液按1.1ml/10Ah的定量添加入经判断为正极活性物质软化而容量衰减的铅蓄电池内部,经行业公知的加负压工艺使所述修复液在铅蓄电池的内部板群分布均匀后,通过行业公知的二次化成充电工艺,使软化的正极板活性物质重新硬化,使该待修复的铅蓄电池的正极板活性物质重新恢复容量。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种用于铅蓄电池的两相混聚物,其特征在于,基于100体积份所述的两相混聚物,包括以下组分和含量:
A组分:主链骨架为(-C-Si-O-)结构且侧基含一种以上不饱和亲水活性基团R、分子量小于3000的有机硅氧烷,1~7体积份;
B组分:粘度小于1500帕的有机硅橡胶,1~7体积份;
C组分:10wt%-35wt%的正硅酸甲酯,5~80体积份;
D组分:水溶性的聚乙烯醇0.2~1体积份,所述的水溶性的聚乙烯醇为活性物含量8~10%的液体产品;
工业纯水:10~90体积份;
气相二氧化硅:2~15体积份;
十二烷基硫酸钠0.2~1体积份,所述的十二烷基硫酸钠为活性物含量30~40%的液体产品。
2.根据权利要求1所述用于铅蓄电池的两相混聚物,其特征在于,所述A组分有机硅氧烷侧基所含的R包括H、OH、SO2H、NH2、CH3或其他不饱和亲水活性基团。
3.根据权利要求1所述用于铅蓄电池的两相混聚物,其特征在于,所述B组分的有机硅橡胶包括甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶或含其他有机基团的有机硅橡胶。
4.根据权利要求1所述用于铅蓄电池的两相混聚物,其特征在于,所述两相混聚物的组分还包括在制备过程用于调节混聚物中间体PH值的碱性调整剂。
5.一种基于权利要求1~4任一所述用于铅蓄电池的两相混聚物的制备方法,包括:
1)把所述的十二烷基硫酸钠分为两份,按使用目的备用;
2)把所述的A组分和所述的B组分充分搅拌混合均匀,然后加入所述的C组分,充分搅拌混合均匀;
3)向步骤2)得到的混合物加入所述的D组分,充分搅拌混合均匀;
4)用其中一份十二烷基硫酸钠将步骤3)所得混合物的HLB调节至10~14;
5)将所述另一份十二烷基硫酸钠与所述的工业纯水混合均匀,然后加入所述的气相二氧化硅,充分搅拌混合均匀;
6)用所述的碱性调整剂在搅拌混合中将步骤5)所得混合物的PH值调节至8-10;
7)将步骤6)得到的混合物与步骤4)得到的混合物在充分搅拌中混合均匀,即得到本发明所述的两相混聚物。
6.含有权利要求1~4任一所述用于铅蓄电池的两相混聚物的电解液或修复液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710840903.4A CN107634270A (zh) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | 一种用于铅蓄电池的两相混聚物及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710840903.4A CN107634270A (zh) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | 一种用于铅蓄电池的两相混聚物及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107634270A true CN107634270A (zh) | 2018-01-26 |
Family
ID=61101849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710840903.4A Withdrawn CN107634270A (zh) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | 一种用于铅蓄电池的两相混聚物及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107634270A (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1374347A (zh) * | 2001-03-13 | 2002-10-16 | 刘粤荣 | 一种铅蓄电池用的有机高分子组合物和制备方法及用途 |
CN1383225A (zh) * | 2001-04-23 | 2002-12-04 | 刘粤荣 | 用作铅蓄电池的电解质或化成液的组合物和制备方法 |
CN104091968A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-10-08 | 浙江天能电池江苏新能源有限公司 | 能提高铅酸电池寿命的胶体电解液 |
CN104538679A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-22 | 山东大学 | 一种有机硅化合物作为添加剂在胶体蓄电池中的应用 |
-
2017
- 2017-09-18 CN CN201710840903.4A patent/CN107634270A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1374347A (zh) * | 2001-03-13 | 2002-10-16 | 刘粤荣 | 一种铅蓄电池用的有机高分子组合物和制备方法及用途 |
CN1383225A (zh) * | 2001-04-23 | 2002-12-04 | 刘粤荣 | 用作铅蓄电池的电解质或化成液的组合物和制备方法 |
CN104091968A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-10-08 | 浙江天能电池江苏新能源有限公司 | 能提高铅酸电池寿命的胶体电解液 |
CN104538679A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-22 | 山东大学 | 一种有机硅化合物作为添加剂在胶体蓄电池中的应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107464959A (zh) | 一种用于铅蓄电池的聚合添加剂及其制备方法 | |
CN105669910B (zh) | 一种聚羧酸系水泥助磨剂及制备方法 | |
CN1383225A (zh) | 用作铅蓄电池的电解质或化成液的组合物和制备方法 | |
CN107623146A (zh) | 一种两相组合添加剂、用途及其制备方法 | |
CN107611494A (zh) | 一种用于铅蓄电池的两相混聚物添加剂及其制备方法 | |
CN107565175A (zh) | 一种铅蓄电池用的两相组合物及其制备方法 | |
CN109332087A (zh) | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法和涂布装置 | |
CN107634270A (zh) | 一种用于铅蓄电池的两相混聚物及其制备方法 | |
CN107579290A (zh) | 一种两相组合物添加剂、用途及其制备方法 | |
CN107394281A (zh) | 一种铅蓄电池电解液的混合添加剂及其制备方法 | |
CN104774287B (zh) | 聚丙烯酸酯乳液微凝胶及其制备方法 | |
CN115010400A (zh) | 一种固氯-自愈协同抗蚀微胶囊及其制备方法 | |
CN107611496A (zh) | 一种用于铅蓄电池的组合添加剂及其制备方法 | |
CN107546424A (zh) | 一种铅蓄电池电解液用的组合添加剂及其制备方法 | |
CN110467212A (zh) | 一种纳米硫酸钡的改性方法 | |
CN107611495A (zh) | 一种铅蓄电池用的两相混合物及其制备方法 | |
CN107546422A (zh) | 一种铅蓄电池用的混合添加剂及其制备方法 | |
CN110586003A (zh) | 一种复合微球及其制备方法 | |
CN107603227A (zh) | 一种用于铅蓄电池的两相聚合物及其制备方法 | |
CN107611489A (zh) | 一种铅蓄电池电解液的混聚添加剂及其制备方法 | |
CN107611488A (zh) | 一种铅蓄电池用的聚合添加剂及其制备方法 | |
CN107579286A (zh) | 一种铅蓄电池用的混聚添加剂及其制备方法 | |
CN107579289A (zh) | 一种用于铅蓄电池的两相聚合物添加剂及其制备方法 | |
CN107611492A (zh) | 一种铅蓄电池用的两相混聚添加剂及其制备方法 | |
CN107623145A (zh) | 一种用于铅蓄电池的两相混聚添加剂及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180126 |
|
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |