CN107834115A - 一种高效蓄电池胶体电解质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效蓄电池胶体电解质。包括以下重量份的组分：硫酸50‑100，纳米级二氧化硅10‑30，聚乙烯醇0.1‑2，超细玻璃纤维2‑5，硼酸0.5‑3，磷酸0.3‑2，硫酸钠1‑10，水70‑150，三氧化二锑1‑5，硫酸亚锡0.1‑2。本发明提供的高效蓄电池胶体电解质，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。

Description

一种高效蓄电池胶体电解质
技术领域
本发明属于新能源及环保节能技术领域，尤其涉及一种高效蓄电池胶体电解质。
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，本发明提供一种高效蓄电池胶体电解质，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：一种高效蓄电池胶体电解质包括以下重量份的组分：硫酸10-80，纳米级二氧化硅5-15，聚丙烯酰胺0.05-1，聚乙二醇5-15，三氧化二铋1-10，磷酸0.5-5，硫酸钠5-15，水50-180，三氧化二锑0.5-8，硫酸亚锡0.2-3。
进一步地，所述硫酸为10重量份，纳米级二氧化硅为5重量份，聚丙烯酰胺0.05重量份，聚乙二醇为5重量份，三氧化二铋为1重量份，磷酸为0.5重量份，硫酸钠为5重量份，水为50重量份，三氧化二锑为0.5重量份，硫酸亚锡为0.2重量份。
进一步地，所述硫酸为80重量份，纳米级二氧化硅为15重量份，聚丙烯酰胺1重量份，聚乙二醇为15重量份，三氧化二铋为10重量份，磷酸为5重量份，硫酸钠为15重量份，水为180重量份，三氧化二锑为8重量份，硫酸亚锡为3重量份。
进一步地，所述硫酸为45重量份，纳米级二氧化硅为10重量份，聚丙烯酰胺0.5重量份，聚乙二醇为8重量份，三氧化二铋为6重量份，磷酸为2重量份，硫酸钠为7重量份，水为120重量份，三氧化二锑为3重量份，硫酸亚锡为1.5重量份。
进一步地，所述磷酸的浓度为70％，所述硫酸的浓度为85％。
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效蓄电池胶体电解质，一种高效蓄电池胶体电解质包括以下重量份的组分：硫酸10-80，纳米级二氧化硅5-15，聚丙烯酰胺0.05-1，聚乙二醇5-15，三氧化二铋1-10，磷酸0.5-5，硫酸钠5-15，水50-180，三氧化二锑0.5-8，硫酸亚锡0.2-3。
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。
下面通过具体的实施例来进行介绍。
实施例1
本实施例提供的高效蓄电池胶体电解质，包括以下重量份的组分：所述硫酸为10重量份，纳米级二氧化硅为5重量份，聚丙烯酰胺0.05重量份，聚乙二醇为5重量份，三氧化二铋为1重量份，磷酸为0.5重量份，硫酸钠为5重量份，水为50重量份，三氧化二锑为0.5重量份，硫酸亚锡为0.2重量份。
实施例2
本实施例提供的高效蓄电池胶体电解质，包括以下重量份的组分：所述硫酸为80重量份，纳米级二氧化硅为15重量份，聚丙烯酰胺1重量份，聚乙二醇为15重量份，三氧化二铋为10重量份，磷酸为5重量份，硫酸钠为15重量份，水为180重量份，三氧化二锑为8重量份，硫酸亚锡为3重量份。
实施例3
本实施例提供的高效蓄电池胶体电解质，包括以下重量份的组分：所述硫酸为45重量份，纳米级二氧化硅为10重量份，聚丙烯酰胺0.5重量份，聚乙二醇为8重量份，三氧化二铋为6重量份，磷酸为2重量份，硫酸钠为7重量份，水为120重量份，三氧化二锑为3重量份，硫酸亚锡为1.5重量份。
其中需要说明的是，在上述实施例中所述所述磷酸的浓度为70％，所述硫酸的浓度为85％。
对比例1
本对比例1中没有放三氧化二锑、聚乙二醇、三氧化二铋和硫酸亚锡，同时所述硫酸为10重量份，纳米级二氧化硅为5重量份，聚丙烯酰胺0.05重量份，磷酸为0.5重量份，硫酸钠为5重量份，水为50重量份，硫酸亚锡为0.2重量份。
效果测试
分别测定上述实施例及对比例制备的高效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效蓄电池胶体电解质本能够显著的提高循环使用寿命；其中本发明胶体电解质中SiO2含量高，与硫酸、水分子建立较强的网络结构，高分子稳定剂有效防止各种组分分层，防止胶体电解质水化，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。提高了充电接受能力，从而提高了蓄电池的循环寿命。通过在胶体电解液中加入纳米级二氧化硅(SiO2)，成为凝胶的主要成分，具有吸附硫酸的作用，改善放电产物使其再生成硫酸铅(PbSO4)，其含量的多少直接影响电解质里的孔率，含量增加以减小孔径，防止极板上的浮粉和铅离子(Pb4+)扩散而造成短路；加入硫酸钠(Na2SO4)，溶解形成(SO4 2-)离子，具有“同离子效应”起到阻止硫酸铅(PbSO4)溶出，防止产生短路现象。
在胶体电解液中加入高分子稳定剂具有防止纳米级二氧化硅(SiO2)及其它物质沉淀的作用，同时还具有保持水分的作用，减少失水，并参与凝胶，起到紧固极板、保护极板的作用；另外配方中的主要成分还有硫酸(H2SO4)和水，是作为充放电的反应物。
聚乙二醇为凝胶促进剂和稳定剂，可使形成的胶体胶链结构在一定强度下保持稳定，并有很强的锁水作用；三氧化二铋加在胶体电解质中，吸附到电极板的活性物质中，并掺杂在活性物质与板栅界面上，起到消除电极板钝化的作用；三氧化二锑随着电池的充放电，吸附到电极板的活性物质中，由于锑的析氢过电位低于铅钙合金，起到降低铅钙合金的过电位，提高铅钙合金电极板充电接受能力的作用；硫酸亚锡吸附沉积电极板表面及活性物质中，改善了活性物质粒子间的导电性能，提高蓄电池过放电后的可再充电恢复能力；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；无水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。
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)

1.一种高效蓄电池胶体电解质，其特征在于，包括以下重量份的组分：硫酸10-80，纳米级二氧化硅5-15，聚丙烯酰胺0.05-1，聚乙二醇5-15，三氧化二铋1-10，磷酸0.5-5，硫酸钠5-15，水50-180，三氧化二锑0.5-8，硫酸亚锡0.2-3。
2.根据权利要求1所述的高效蓄电池胶体电解质，其特征在于：所述硫酸为10重量份，纳米级二氧化硅为5重量份，聚丙烯酰胺0.05重量份，聚乙二醇为5重量份，三氧化二铋为1重量份，磷酸为0.5重量份，硫酸钠为5重量份，水为50重量份，三氧化二锑为0.5重量份，硫酸亚锡为0.2重量份。
3.根据权利要求1所述的高效蓄电池胶体电解质，其特征在于：所述硫酸为80重量份，纳米级二氧化硅为15重量份，聚丙烯酰胺1重量份，聚乙二醇为15重量份，三氧化二铋为10重量份，磷酸为5重量份，硫酸钠为15重量份，水为180重量份，三氧化二锑为8重量份，硫酸亚锡为3重量份。
4.根据权利要求1所述的高效蓄电池胶体电解质，其特征在于：所述硫酸为45重量份，纳米级二氧化硅为10重量份，聚丙烯酰胺0.5重量份，聚乙二醇为8重量份，三氧化二铋为6重量份，磷酸为2重量份，硫酸钠为7重量份，水为120重量份，三氧化二锑为3重量份，硫酸亚锡为1.5重量份。
5.根据权利要求1所述的高效蓄电池胶体电解质，其特征在于：所述磷酸的浓度为70％，所述硫酸的浓度为85％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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