CN108899591A - 动力型阀控铅酸蓄电池电解液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种动力型阀控铅酸蓄电池电解液及其制备方法。硫酸水溶液中加入添加剂，添加剂由硫酸钠、催化剂和氮甲基吡咯烷酮组成；催化剂是硫酸铈或硫酸镧中的一种或两种。采用动力型阀控铅酸蓄电池电解液配方，快速充电能力明显提高，有效时间较长；使用时，将添加剂按比例加入所需密度的硫酸水溶液中溶解，然后，灌入蓄电池中化成，可提高快速充电能力15％以上，效果可持续200个周期以上。

Description

动力型阀控铅酸蓄电池电解液及其制备方法
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种动力型阀控铅酸蓄电池电解液及其制备方法。
背景技术
动力型铅酸蓄电池在正常充电时，一般需要10多个小时才能达到完全充电状态。充电时间较长，往往会影响车辆的充分使用，所以，快速充电成为人们关注的研究课题。
影响快速充电的因素主要是：充电过程中的欧姆极化、浓差极化和电化学极化。目前的快速充电主要体现在充电方法上，充电过程中适时采用去极化的途径达到快速充电的目的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种动力型阀控铅酸蓄电池电解液及其制备方法。动力型阀控铅酸蓄电池通过灌注本发明所述的电解液，实现在不影响电池的容量和使用寿命的前提下，提高了动力型阀控铅酸蓄电池的快速充电能力，加快了动力型阀控铅酸蓄电池充电速度。
本发明所述的动力型阀控铅酸蓄电池电解液是将硫酸水溶液中加入添加剂，添加剂由硫酸钠、催化剂和氮甲基吡咯烷酮(NMP)组成；催化剂是硫酸铈或硫酸镧中的一种或两种。
其中：
添加剂各组分占硫酸水溶液的重量百分比为硫酸钠0.2～0.8％，硫酸铈0.4～0.9‰，氮甲基吡咯烷酮0.05～0.8‰。
添加剂各组分占硫酸水溶液的重量百分比为硫酸钠0.2～0.8％，硫酸镧0.3～0.6‰，氮甲基吡咯烷酮0.05～0.8‰。
添加剂各组分占硫酸水溶液的重量百分比为硫酸钠0.2～0.8％，硫酸铈0.3～0.7‰，硫酸镧0.2～0.5‰，氮甲基吡咯烷酮0.05～0.8‰。
硫酸水溶液的比重为1.265-1.275g/cm3。
本发明所述的动力型阀控铅酸蓄电池电解液的制备方法是将硫酸水溶液加热至45-60℃，然后逐步加入硫酸钠、催化剂和氮甲基吡咯烷酮搅拌后冷却至室温即得动力型阀控铅酸蓄电池电解液。
本发明中的稀土元素铈和镧具有催化作用，降低充电过程中氧化还原反应的能垒，加快反应速率，降低电极表面的电化学极化，使其能够接受更大的充电电流；NMP的分散作用使硫酸在溶液中分布更均匀，极板的表面一致性好，有利于快速充电；硫酸钠提供较多的硫酸根离子，抑制二价铅离子的溶解，避免快速充电过程中形成铅枝晶而导致短路。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)采用动力型阀控铅酸蓄电池电解液配方，快速充电能力明显提高，有效时间较长；使用时，将添加剂按比例加入所需密度的硫酸水溶液中溶解，然后，灌入蓄电池中化成，可提高快速充电能力15％以上，效果可持续200个周期以上。
(2)本发明中的稀土元素铈和镧具有催化作用，降低充电过程中氧化还原反应的能垒，加快反应速率，降低电极表面的电化学极化，使其能够接受更大的充电电流；NMP的分散作用使硫酸在溶液中分布更均匀，极板的表面一致性好，有利于快速充电；硫酸钠提供较多的硫酸根离子，抑制二价铅离子的溶解，避免快速充电过程中形成铅枝晶而导致短路。
(3)本发明在不影响电池的容量和使用寿命的前提下，提高了动力型阀控铅酸蓄电池的快速充电能力，加快了动力型阀控铅酸蓄电池充电速度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
取10kg硫酸水溶液(1.270g/cm3，30℃)加热到45℃，然后逐步加入硫酸钠20g、硫酸铈4g和NMP 0.5g充分搅拌后冷却至室温。将配制好的溶液灌注到型号为3-EVF-180J的动力型阀控铅酸蓄电池中进行化成。化成结束并经过3次3hr全充全放循环后，较普通电池快速充电能力高17.5％；200次循环后，较普通电池快速充电能力高15.2％。
实施例2
取10kg硫酸水溶液(1.270g/cm3，30℃)加热到45℃，然后逐步加入硫酸钠50g、硫酸铈6.5g和NMP 4g充分搅拌后冷却至室温。将配制好的溶液灌注到型号为3-EVF-180J的动力型阀控铅酸蓄电池中进行化成。化成结束并经过3次3hr全充全放循环后，较普通电池快速充电能力高19.5％；200次循环后，较普通电池快速充电能力高16.3％。
实施例3
取10kg硫酸水溶液(1.270g/cm3，30℃)加热到45℃，然后逐步加入硫酸钠80g、硫酸铈9g和NMP 8g充分搅拌后冷却至室温。将配制好的溶液灌注到型号为3-EVF-180J的动力型阀控铅酸蓄电池中进行化成。化成结束并经过3次3hr全充全放循环后，较普通电池快速充电能力高21％；200次循环后，较普通电池快速充电能力高16％。
实施例4
取10kg硫酸水溶液(1.270g/cm3，30℃)加热到45℃，然后逐步加入硫酸钠20g、硫酸镧3g和NMP 0.5g充分搅拌后冷却至室温。将配制好的溶液灌注到型号为3-EVF-180J的动力型阀控铅酸蓄电池中进行化成。化成结束并经过3次3hr全充全放循环后，较普通电池快速充电能力高16.5％；200次循环后，较普通电池快速充电能力高15.2％。
实施例5
取10kg硫酸水溶液(1.270g/cm3，30℃)加热到45℃，然后逐步加入硫酸钠45g、硫酸镧5g和NMP 4g充分搅拌后冷却至室温。将配制好的溶液灌注到型号为3-EVF-180J的动力型阀控铅酸蓄电池中进行化成。化成结束并经过3次3hr全充全放循环后，较普通电池快速充电能力高17.2％；200次循环后，较普通电池快速充电能力高15.4％。
实施例6
取10kg硫酸水溶液(1.270g/cm3，30℃)加热到45℃，然后逐步加入硫酸钠80g、硫酸镧6g和NMP 8g充分搅拌后冷却至室温。将配制好的溶液灌注到型号为3-EVF-180J的动力型阀控铅酸蓄电池中进行化成。化成结束并经过3次3hr全充全放循环后，较普通电池快速充电能力高19.6％；200次循环后，较普通电池快速充电能力高15.1％。
实施例7
取10kg硫酸水溶液(1.270g/cm3，30℃)加热到45℃，然后逐步加入硫酸钠20g、硫酸铈3g、硫酸镧2g和NMP 0.5g充分搅拌后冷却至室温。将配制好的溶液灌注到型号为3-EVF-180J的动力型阀控铅酸蓄电池中进行化成。化成结束并经过3次3hr全充全放循环后，较普通电池快速充电能力高19.8％；200次循环后，较普通电池快速充电能力高15.6％。
实施例8
取10kg硫酸水溶液(1.270g/cm3，30℃)加热到45℃，然后逐步加入硫酸钠50g、硫酸铈5g、硫酸镧4g和NMP 4g充分搅拌后冷却至室温。将配制好的溶液灌注到型号为3-EVF-180J的动力型阀控铅酸蓄电池中进行化成。化成结束并经过3次3hr全充全放循环后，较普通电池快速充电能力高20％；200次循环后，较普通电池快速充电能力高16％。
实施例9
取10kg硫酸水溶液(1.270g/cm3，30℃)加热到45℃，然后逐步加入硫酸钠80g、硫酸铈7g、硫酸镧5g和NMP 8g充分搅拌后冷却至室温。将配制好的溶液灌注到型号为3-EVF-180J的动力型阀控铅酸蓄电池中进行化成。化成结束并经过3次3hr全充全放循环后，较普通电池快速充电能力高22％；200次循环后，较普通电池快速充电能力高15.6％。

Claims (6)

1.一种动力型阀控铅酸蓄电池电解液，其特征在于：硫酸水溶液中加入添加剂，添加剂由硫酸钠、催化剂和氮甲基吡咯烷酮组成；催化剂是硫酸铈或硫酸镧中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的动力型阀控铅酸蓄电池电解液，其特征在于：添加剂各组分占硫酸水溶液的重量百分比为硫酸钠0.2～0.8％，硫酸铈0.4～0.9‰，氮甲基吡咯烷酮0.05～0.8‰。
3.根据权利要求1所述的动力型阀控铅酸蓄电池电解液，其特征在于：添加剂各组分占硫酸水溶液的重量百分比为硫酸钠0.2～0.8％，硫酸镧0.3～0.6‰，氮甲基吡咯烷酮0.05～0.8‰。
4.根据权利要求1所述的动力型阀控铅酸蓄电池电解液，其特征在于：添加剂各组分占硫酸水溶液的重量百分比为硫酸钠0.2～0.8％，硫酸铈0.3～0.7‰，硫酸镧0.2～0.5‰，氮甲基吡咯烷酮0.05～0.8‰。
5.根据权利要求1所述的动力型阀控铅酸蓄电池电解液，其特征在于：硫酸水溶液的比重为1.265-1.275g/cm3。
6.一种权利要求1所述的动力型阀控铅酸蓄电池电解液的制备方法，其特征在于：将硫酸水溶液加热至45-60℃，然后逐步加入硫酸钠、催化剂和氮甲基吡咯烷酮搅拌后冷却至室温即得动力型阀控铅酸蓄电池电解液。
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