CN107706465A - 一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质 - Google Patents

一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质。硫酸200‑450，气相二氧化硅40‑120，聚乙烯醇0.4‑3，超细玻璃纤维8‑20，聚乙二醇25‑50，三氧化二铋5‑20，硼酸2‑12，磷酸0.5‑5，硫酸钠5‑40，水250‑500，羟丙基甲基纤维素7‑35,香蓝素1‑5。本发明提供的电池胶体电解质，增强胶体抗拉强度和耐振动性能，其较强的吸液能力提高电解液扩散和传输速度，改善铅钙合金电池的早期容量衰减效应，提高了铅钙电池的深放电循环寿命、低温大电流充放电性能以及过放电后的可再充电性能，提高了充电接受能力，从而提高了蓄电池的循环寿命，降低了电池的综合使用成本，用此电解质灌注的蓄电池具有良好的触变性、内阻低，自放电小、大电流放电能力强、耐低温而性能好，并提高了电池容量和循环寿命。

Description

一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质
技术领域
本发明属于新能源及环保节能技术领域，尤其涉及一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质。
背景技术
目前，电动车作为未来人类交通工具的重要组成部分已被形成共识，目前电动车辆普遍采用阀控式密封铅酸蓄电池为主要的动力来源，随着电动车产业的快速发展对蓄电池的循环寿命、可在充电能力、免维护性能、使用安全性提出了更高的要求，作为动力型电池为了提供对深循环寿命的可靠性，多以铅锑合金电池为主，但以铅锑合金为材料的蓄电池存在板栅腐蚀速度快，因锑的积累失水速度快，导致热失控变形槽体破裂，维护不当会引起提前寿命终止。为了克服这些缺点，电动车电池在逐步向铅钙合金材料过渡，虽然解决了电池在使用过程失水过快的问题，提高了免维护性能，但铅钙合金由于钙的存在，也带来了电池深循环容量衰减快，寿命短，过放电后的充电可恢复性能差，活性物质容易软化脱落的缺点。而且这些缺点在串联使用的蓄电池中表现的更为突出。
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题，本发明提供一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质，能够提高电池的循环使用寿命。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质包括以下重量份的组分：硫酸200-450，气相二氧化硅40-120，聚乙烯醇0.4-3，超细玻璃纤维8-20，聚乙二醇25-50，三氧化二铋5-20，硼酸2-12，磷酸0.5-5，硫酸钠5-40，水250-500，羟丙基甲基纤维素7-35,香蓝素1-5。
进一步地，所述硫酸为200重量份，气相二氧化硅为40重量份，聚乙烯醇0.4重量份，超细玻璃纤维8重量份，聚乙二醇为25重量份，三氧化二铋为5重量份，硼酸为2重量份，磷酸为0.5重量份,硫酸钠为5重量份，水为250重量份，羟丙基甲基纤维素为7重量份,香蓝素为1重量份。
进一步地，所述硫酸为450重量份，气相二氧化硅为120重量份，聚乙烯醇3重量份，超细玻璃纤维20重量份，聚乙二醇为50重量份，三氧化二铋为20重量份，硼酸为12重量份，磷酸为5重量份,硫酸钠为40重量份，水为500重量份，羟丙基甲基纤维素为35重量份,香蓝素为5重量份。
进一步地，所述硫酸为350重量份，气相二氧化硅为100重量份，聚乙烯醇2重量份，超细玻璃纤维15重量份，聚乙二醇为35重量份，三氧化二铋为10重量份，硼酸为82重量份，磷酸为3重量份,硫酸钠为25重量份，水为350重量份，羟丙基甲基纤维素为25重量份,香蓝素为3重量份。
进一步地，所述磷酸的浓度为75％，所述硫酸的浓度为90％。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供了一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质，一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质包括以下重量份的组分：硫酸200-450，气相二氧化硅40-120，聚乙烯醇0.4-3，超细玻璃纤维8-20，聚乙二醇25-50，三氧化二铋5-20，硼酸2-12，磷酸0.5-5，硫酸钠5-40，水250-500，羟丙基甲基纤维素7-35,香蓝素1-5。
发明人前期进行了大量的组分以及用量的筛选实验，意外的发现，本发明的技术方案通过合理的配比以及各组分的组合，有效改善了普通胶体电解质不能适应铅钙合金电池的缺点，改善铅钙合金电池的早期容量衰减效应，提高了铅钙电池的深放电循环寿命、低温大电流充放电性能以及过放电后的可再充电性能，提高了电池的使用安全性，降低了电池的综合使用成本，并且也解决了普通硅溶胶制成的胶体电解液触变性差、易水化、老化快、易发干等问题。用此电解质灌注的蓄电池具有良好的触变性、内阻低，自放电小、大电流放电能力强、耐低温而性能好，并提高了电池容量和循环寿命。
下面通过具体的实施例来进行介绍。
实施例1
本实施例提供的高循环寿命的蓄电池胶体电解质，包括以下重量份的组分：所述硫酸为200重量份，气相二氧化硅为40重量份，聚乙烯醇0.4重量份，超细玻璃纤维8重量份，聚乙二醇为25重量份，三氧化二铋为5重量份，硼酸为2重量份，磷酸为0.5重量份,硫酸钠为5重量份，水为250重量份，羟丙基甲基纤维素为7重量份,香蓝素为1重量份。
实施例2
本实施例提供的高循环寿命的蓄电池胶体电解质，包括以下重量份的组分：所述硫酸为450重量份，气相二氧化硅为120重量份，聚乙烯醇3重量份，超细玻璃纤维20重量份，聚乙二醇为50重量份，三氧化二铋为20重量份，硼酸为12重量份，磷酸为5重量份,硫酸钠为40重量份，水为500重量份，羟丙基甲基纤维素为35重量份,香蓝素为5重量份。
实施例3
本实施例提供的高循环寿命的蓄电池胶体电解质，包括以下重量份的组分：所述硫酸为350重量份，气相二氧化硅为100重量份，聚乙烯醇2重量份，超细玻璃纤维15重量份，聚乙二醇为35重量份，三氧化二铋为10重量份，硼酸为82重量份，磷酸为3重量份,硫酸钠为25重量份，水为350重量份，羟丙基甲基纤维素为25重量份,香蓝素为3重量份。
其中需要说明的是，所述磷酸的浓度为75％，所述硫酸的浓度为90％。
对比例1
本对比例1中没有气相二氧化硅、羟丙基甲基纤维素、香蓝素和超细玻璃纤维，所述硫酸为200重量份，聚乙烯醇0.4重量份，聚乙二醇为25重量份，三氧化二铋为5重量份，硼酸为2重量份，磷酸为0.5重量份,硫酸钠为5重量份，水为250重量份。
效果测试
分别测定上述实施例及对比例制备的高循环寿命的蓄电池胶体电解质的性能。
测试结果如表1所示。
表1
根据表1中的数据可以看出，本发明的技术方案提供的高循环寿命的蓄电池胶体电解质本能够显著的提高蓄电池的大电流放电时间和荷电保持率，因此能够提高蓄电池的循环使用寿命；气相二氧化硅为比表面积极大的颗粒状物质，其羟基与水分子结合后为一种触变性极好的凝胶剂；磷酸可使活性物质放电后的硫酸铅晶粒细化，增加充电后的α二氧化铅含量，降低了活性物质软化速度，提高电池在深放电状态下的循环寿命；硫酸钠溶解于电解质，增加电解质中不参与反应的硫酸根离子含量，在蓄电池过放电，当硫酸耗尽时，改善因电解液中酸浓度的降低而引起的硫酸铅大量溶出而导致的蓄电池微短路，使用本发明的胶体电解质后，对铅钙合金蓄电池，有效改善了普通胶体电解质不能适应铅钙合金电池的缺点，改善铅钙合金电池的早期容量衰减效应，进一步提高了铅钙电池的深放电循环寿命、低温大电流充放电性能以及过放电后的可再充电性能，提高了电池的使用安全性，降低了电池的综合使用成本。
本发明胶体电解质中SiO2含量高，并且添加有高亲水性超细玻璃纤维，与硫酸、水分子建立较强的网络结构，超细玻璃纤维在胶体电解质中成为胶体电解质的“加强筋”，有效防止胶体电解质严重开裂，增强胶体抗拉强度和耐振动性能，其较强的吸液能力提高电解液扩散和传输速度。这种网络结构在循环充电过程中处于稳定状态，孔径较小能阻止极板中游离的粉尘及铅离子大量扩散，提高了充电接受能力，从而提高了蓄电池的循环寿命，本发明解决了普通硅溶胶制成的胶体电解液触变性差、易水化、老化快、易发干等问题。用此电解质灌注的蓄电池具有良好的触变性、内阻低，自放电小、大电流放电能力强、耐低温而性能好，并提高了电池容量和循环寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高循环寿命的蓄电池胶体电解质，其特征在于，包括以下重量份的组分：硫酸200-450，气相二氧化硅40-120，聚乙烯醇0.4-3，超细玻璃纤维8-20，聚乙二醇25-50，三氧化二铋5-20，硼酸2-12，磷酸0.5-5，硫酸钠5-40，水250-500，羟丙基甲基纤维素7-35,香蓝素1-5。
2.根据权利要求1所述的高循环寿命的蓄电池胶体电解质，其特征在于：所述硫酸为200重量份，气相二氧化硅为40重量份，聚乙烯醇0.4重量份，超细玻璃纤维8重量份，聚乙二醇为25重量份，三氧化二铋为5重量份，硼酸为2重量份，磷酸为0.5重量份,硫酸钠为5重量份，水为250重量份，羟丙基甲基纤维素为7重量份,香蓝素为1重量份。
3.根据权利要求1所述的高循环寿命的蓄电池胶体电解质，其特征在于：所述硫酸为450重量份，气相二氧化硅为120重量份，聚乙烯醇3重量份，超细玻璃纤维20重量份，聚乙二醇为50重量份，三氧化二铋为20重量份，硼酸为12重量份，磷酸为5重量份,硫酸钠为40重量份，水为500重量份，羟丙基甲基纤维素为35重量份,香蓝素为5重量份。
4.根据权利要求1所述的高循环寿命的蓄电池胶体电解质，其特征在于：所述硫酸为350重量份，气相二氧化硅为100重量份，聚乙烯醇2重量份，超细玻璃纤维15重量份，聚乙二醇为35重量份，三氧化二铋为10重量份，硼酸为82重量份，磷酸为3重量份,硫酸钠为25重量份，水为350重量份，羟丙基甲基纤维素为25重量份,香蓝素为3重量份。
5.根据权利要求1所述的高循环寿命的蓄电池胶体电解质，其特征在于：所述磷酸的浓度为75％，所述硫酸的浓度为90％。
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