CN108550921B - 一种低损耗电解液添加剂及其使用方法 - Google Patents

一种低损耗电解液添加剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种低损耗电解液添加剂及其使用方法，涉及铅酸蓄电池技术领域，所述低损耗电解液添加剂包括以下原料：环氧改性碎木屑、蛋白质、甲苯、硅酸钠、铂系金属催化剂、十二烷基磷酸酯；所述低损耗电解液添加剂的使用方法包括以下步骤：S1、添加剂原料的准备；S2、预阻隔液的制备；S3、电解液中形成阻隔膜即完成低损耗电解液添加剂的使用。本发明提出的电解液添加剂，适用范围广、在电解液表面生成阻隔膜，有效防止电解液中水和硫酸的损失，保持电池容量、延长铅酸蓄电池的使用寿命，且该电解液添加剂的使用方法简单。

Description

一种低损耗电解液添加剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，尤其涉及一种低损耗电解液添加剂及其使用方法。
背景技术
铅酸蓄电池广泛应用于交通运输、电信电力、银行学校、旅游娱乐等场所。目前使用的铅酸蓄电池主要分为两种，一种为以硫酸水溶液为主要成分的非封闭式铅酸蓄电池，另一种为封闭的免维护式铅酸蓄电池，其中非封闭式铅酸蓄电池因其生产工艺简单、生产生产成本低等优点在市场上更占据优势。但目前生产的非封闭式铅酸蓄电池的最大弊端就是使用寿命短，其中主要原因之一就是铅酸蓄电池电解液中的水在铅酸蓄电池使用过程中大量消耗，导致电解液损失严重甚至干涸，而且电解液中的硫化也会在使用过程中部分挥发，从而降低了非封闭式铅酸蓄电池的容量，缩短非封闭式铅酸蓄电池的使用寿命。基于现有技术存在的不足，本发明提出了一种能够有效抑制电解液中水分和硫酸的减少的低损耗电解液添加剂及其使用方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的非封闭式铅酸蓄电池电解液中水分和硫酸损失大、使用寿命短以及封闭式铅酸蓄电池的生产难度大和生产成本高的问题，而提出的一种低损耗电解液添加剂及其使用方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种低损耗电解液添加剂，包括以下重量份的原料：环氧改性碎木屑80～100份、蛋白质20～40份、甲苯30～40份、硅酸钠10～15份、铂系金属催化剂8～12份、十二烷基磷酸酯6～10份。
优选的，所述低损耗电解液添加剂包括以下原料：环氧改性碎木屑90份、蛋白质30份、甲苯35份、硅酸钠13份、铂系金属催化剂10份、十二烷基磷酸酯8份。
优选的，所述环氧改性碎木屑由以下方法制备而来：现将环氧树脂和固化剂混合均匀，得混合液，然后将碎木屑加入到混合液中，使碎木屑表面完全粘附有混合液，然后取出经微波固化，即得环氧改性碎木屑。
优选的，所述固化剂为胺类固化剂，所述胺类固化剂为4,4’二氨基二苯砜、间苯二胺、二氨基二苯甲烷中的任意一种。
优选的，所述铂系金属催化剂为铂粉、钯粉或铂金粉中的任意一种。
本发明还提出了一种低损耗电解液添加剂的使用方法，包括以下步骤：
S1、准备低损耗电解液添加剂原料，包括环氧改性碎木屑、蛋白质、甲苯、硅酸钠、铂系金属催化剂、十二烷基磷酸酯，备用；
S2、将准备的蛋白质溶解在甲苯中，然后将准备的环氧改性碎木屑加入到，搅拌均匀即得预阻隔液；
S3、将待添加的电解液加入到铅酸蓄电池壳体中，然后将准备的硅酸钠、铂系金属催化剂和十二烷基磷酸酯加入到电解液中，待铂系金属催化剂分散均匀，再将步骤S3制备的预阻隔液加入到电解液中，直至电解液表面形成阻隔膜。
优选的，所述分散的方法为机械搅拌分散、超声波分散或振荡分散中的任意一种，且机械搅拌分散时的搅拌速度为100r/min，超声波分散时的超声频率为30KHz、超声仪的水温为40℃，振荡分散时振荡仪的振幅为20mm、振荡仪内的水温为40℃。
本发明提供一种低损耗电解液添加剂，与现有技术相比优点在于：
1、本发明提出的电解液添加剂的适用范围广，可以适用于以硫酸水溶液为主料的非封闭式铅酸蓄电池，仅需通过本发明提出的使用方法将电解液添加剂加入到电解液中，在电解液表面形成阻隔膜，即可达到高阻隔氢气、氧气、水蒸气和硫酸的功效，且阻隔效果好，还能避免铅酸蓄电池壳体内裸露部分免受硫酸蒸汽的腐蚀，从另一方面延长了铅酸蓄电池的使用寿命；
2、本发明提出的电解液添加剂包括环氧改性碎木屑、蛋白质、甲苯、硅酸钠、铂系金属催化剂、十二烷基磷酸酯，在使用过程中，硅酸钠和铂系金属催化剂在十二烷基磷酸酯的作用下分散再电解液中，硅酸钠与电解液中的硫酸进行反应，产生大量带有负电荷的硅酸凝胶粒子，同时硅酸凝胶粒子又能吸附铂系金属催化剂和电解液中的金属离子杂质，以净化电解液的纯度，减少电解液中水的电解速度，当由环氧改性碎木屑、蛋白质以及甲苯混合而成的预阻隔液加入到电解液中后，蛋白质在甲苯以及环氧改性碎木屑的作用下漂浮在电解液表面，与电解液接触部分的蛋白质周围环境的pH值降低，低于蛋白质的等电点，使蛋白质带有正电荷，并与带有负电荷的硅胶凝胶粒子络合，形成阻隔膜，防止电解液中的氢气、氧气、水蒸气和硫酸溢出，被阻隔的氢气和氧气在铂系金属催化剂的作用下转换成水又回到电解液中，降低电解液中水分的减少量，从而达到电解液低损耗的效果，延长铅酸蓄电池的使用寿命；
3、本发明提出的铅酸蓄电池电解液添加剂，添加到非封闭式铅酸蓄电池中可以达到与封闭式铅酸蓄电池相近的效果，远优于现有的非封闭铅酸蓄电池，但从生产成本角度比较，本发明仅是在常规的非封闭式铅酸蓄电池生成工艺基础上增加了添加剂使用的过程，生产成本、生产效率以及生产难度上又与传统的非封闭式铅酸蓄电池相近，远小于传统的封闭式铅酸蓄电池，因此本发明提出的电解液添加剂使用后可以有效解决现有的非封闭式铅酸蓄电池和封闭时铅酸蓄电池的不足。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
本发明提出的一种低损耗电解液添加剂，包括以下重量份的原料：环氧改性碎木屑90份、蛋白质30份、甲苯35份、硅酸钠13份、铂系金属催化剂10份、十二烷基磷酸酯8份，环氧改性碎木屑由以下方法制备而来：现将环氧树脂和固化剂混合均匀，得混合液，然后将碎木屑加入到混合液中，使碎木屑表面完全粘附有混合液，然后取出经微波固化，即得环氧改性碎木屑；固化剂为4,4’二氨基二苯砜；铂系金属催化剂为铂粉；
低损耗电解液添加剂的使用方法，包括以下步骤：
S1、准备低损耗电解液添加剂原料，包括环氧改性碎木屑、蛋白质、甲苯、硅酸钠、铂系金属催化剂、十二烷基磷酸酯，备用；
S2、将准备的蛋白质溶解在甲苯中，然后将准备的环氧改性碎木屑加入到，搅拌均匀即得预阻隔液；
S3、将待添加的电解液加入到铅酸蓄电池壳体中，然后将准备的硅酸钠、铂系金属催化剂和十二烷基磷酸酯加入到电解液中，待铂系金属催化剂分散均匀，分散方法采用机械搅拌分散，机械搅拌分散时的搅拌速度为100r/min，分散均匀后再将步骤S3制备的预阻隔液加入到电解液中，直至电解液表面形成阻隔膜，完成低损耗电解液添加剂的使用。
实施例2
本发明提出的一种低损耗电解液添加剂，包括以下重量份的原料：环氧改性碎木屑80份、蛋白质20份、甲苯30份、硅酸钠10份、铂系金属催化剂8份、十二烷基磷酸酯6份，环氧改性碎木屑由以下方法制备而来：现将环氧树脂和固化剂混合均匀，得混合液，然后将碎木屑加入到混合液中，使碎木屑表面完全粘附有混合液，然后取出经微波固化，即得环氧改性碎木屑；固化剂为二氨基二苯甲烷；铂系金属催化剂为铂金粉；
低损耗电解液添加剂的使用方法，同实施例1。
实施例3
本发明提出的一种低损耗电解液添加剂，包括以下重量份的原料：环氧改性碎木屑100份、蛋白质40份、甲苯40份、硅酸钠15份、铂系金属催化剂12份、十二烷基磷酸酯10份，环氧改性碎木屑由以下方法制备而来：现将环氧树脂和固化剂混合均匀，得混合液，然后将碎木屑加入到混合液中，使碎木屑表面完全粘附有混合液，然后取出经微波固化，即得环氧改性碎木屑；固化剂为间苯二胺；铂系金属催化剂为钯粉；
低损耗电解液添加剂的使用方法，同实施例1。
选取20个相同规格的以硫酸水溶液为主料的非封闭式铅酸蓄电池，随机分为4组，每组5个，分别为第一实验组、第二实验组、第三实验组和第四实验组，再选取与上述非封闭式铅酸蓄电池容量相同的封闭式铅酸蓄电池5个，作为第五实验组。向第一实验组中加入市售铅酸蓄电池用电解液添加剂，按照实施例1提出的方法分别向第二实验组中加入与第一实验组等质量的实施例1的低损耗电解液添加剂、向第三实验组中加入与第一实验组等质量的实施例2的低损耗电解液添加剂、向第四实验组中加入与第一实验组等质量的实施例3的低损耗电解液添加剂，然后分别对五组实验组的铅酸蓄电池进行过电压40％的充放电实验300次，然后计算平均电解液损失率和平均电池容量降低率，结果见表1。
表1：
Figure BDA0001641538690000061
Figure BDA0001641538690000071
表1实验结果显示，第一实验组、第二实验组、第三实验组和第四实验组得到的平均电解液损失率和平均容量降低率相近，且均比第一实验组的平均电解液损失率和平均容量降低率低，表明本发明提出的低损耗电解液添加剂添加到传统的铅酸蓄电池电解液中能够有效降低电解液的损失和电池容量的降低，效果与封闭式铅酸蓄电池相近，能够有效解决传统的非封闭式铅酸蓄电池的电解液损失率大的问题，延长铅酸蓄电池的使用寿命。而且本发明仅是在常规的非封闭式铅酸蓄电池生成工艺基础上增加了添加剂使用的过程，生产成本、生产效率以及生产难度上又与传统的非封闭式铅酸蓄电池相近，远小于传统的封闭式铅酸蓄电池解决了封闭式铅酸蓄电池生产难度大和生产成本高的问题。
将第二实验组中的分散方法替换为超声波分散或振荡分散，且超声波分散时的超声频率为30KHz、超声仪的水温为40℃，振荡分散时振荡仪的振幅为20mm、振荡仪内的水温为40℃，也得到了与第一实验组相似的结果，超声分散的平均电解液损失率为6.9％、平均容量降低率为26.0％，振荡分散的平均电解液损失率为7.3％、平均容量降低率为26.3％，表明机械搅拌分散、超声波分散或振荡分散的方法均不会明显影响本发明提出的低损耗电解液添加剂对铅酸蓄电池电解液含量以及电池容量的保持效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低损耗电解液添加剂，其特征在于，所述低损耗电解液添加剂包括以下重量份的原料：环氧改性碎木屑80～100份、蛋白质20～40份、甲苯30～40份、硅酸钠10～15份、铂系金属催化剂8～12份、十二烷基磷酸酯6～10份。
2.根据权利要求1所述的一种低损耗电解液添加剂，其特征在于，所述低损耗电解液添加剂包括以下原料：环氧改性碎木屑90份、蛋白质30份、甲苯35份、硅酸钠13份、铂系金属催化剂10份、十二烷基磷酸酯8份。
3.根据权利要求1或2所述的一种低损耗电解液添加剂，其特征在于，所述环氧改性碎木屑由以下方法制备而来：现将环氧树脂和固化剂混合均匀，得混合液，然后将碎木屑加入到混合液中，使碎木屑表面完全粘附有混合液，然后取出经微波固化，即得环氧改性碎木屑。
4.根据权利要求3所述的一种低损耗电解液添加剂，其特征在于，所述固化剂为胺类固化剂，所述胺类固化剂为4,4’二氨基二苯砜、间苯二胺、二氨基二苯甲烷中的任意一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种低损耗电解液添加剂，其特征在于，所述铂系金属催化剂为铂粉、钯粉中的任意一种。
6.一种低损耗电解液添加剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备低损耗电解液添加剂原料，包括环氧改性碎木屑、蛋白质、甲苯、硅酸钠、铂系金属催化剂、十二烷基磷酸酯，备用；
S2、将准备的蛋白质溶解在甲苯中，然后将准备的环氧改性碎木屑加入到，搅拌均匀即得预阻隔液；
S3、将待添加的电解液加入到铅酸蓄电池壳体中，然后将准备的硅酸钠、铂系金属催化剂和十二烷基磷酸酯加入到电解液中，待铂系金属催化剂分散均匀，再将步骤S2制备的预阻隔液加入到电解液中，直至电解液表面形成阻隔膜。
7.根据权利要求6所述的一种低损耗电解液添加剂的使用方法，其特征在于，所述分散的方法为机械搅拌分散、超声波分散或振荡分散中的任意一种，且机械搅拌分散时的搅拌速度为100r/min，超声波分散时的超声频率为30KHz、超声仪的水温为40℃，振荡分散时振荡仪的振幅为20mm、振荡仪内的水温为40℃。
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