CN111600078A - 可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液及其制备方法，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37‑43份、磷酸74‑86份、全氟丁基磺酸钾111‑129份、水925‑1075份。其制备方法如下：按照相应的重量份数准备各项原料，然后一同倒入搅拌装置，启动搅拌，使各原料均匀混合，即完成制备。本发明对铅酸蓄电池的正极框体和正极板的腐蚀作用较弱，有利于延长铅酸蓄电池的使用寿命。

Description

可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液及其制备方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池领域，特别是一种可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液。
背景技术
目前铅酸蓄电池的总产值为全部化学电源总产值的一半，铅酸蓄电池因其大电流放电特性在电动汽车、混合动力车、风力发电、太阳能电池以及通讯基础设施中得到广泛应用。
铅酸蓄电池的工作原理是利用电化学原理实现物质和能量转化，电极和电解质的界面反应特性时影响蓄电池性能的核心和本质所在。构成铅酸蓄电池的基本部件和材料包括正极板、负极板、电解液、隔板、蓄电池槽。
目前铅酸蓄电池使用稀硫酸作为电解液，其电极总反应式为：2PbSO4+2H2O⇌PbO2+Pb+2H2SO4，正极充电反应式为：PbSO4+2H2O-2e－= PbO2+ 4H++SO4 2－，负极充电反应式为：PbSO4+2e－=== Pb+SO4 2－，正极放电反应式为：PbO2+4H++SO4 2－+2e－===PbSO4+2H2O，负极放电反应式为：Pb+SO4 2－-2e－===PbSO4。硫酸是一种活泼的二元无机酸，能和绝大多数的金属发生反应，易腐蚀正极框体和正极板活性物质，会使正极板发生软化脱落，正极板内部筋骨会被腐蚀而发生断裂，进而影响铅酸蓄电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液及其制备方法，它解决了现有的铅酸蓄电池使用稀硫酸作为电解液，导致正极板易被腐蚀，进而影响铅酸蓄电池使用寿命的问题。
本发明的技术方案是：可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37-43份、磷酸74-86份、全氟丁基磺酸钾111-129份、水925-1075份。
本发明进一步的技术方案是：其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠40份、磷酸80份、全氟丁基磺酸钾120份、水1000份。
本发明进一步的技术方案是：其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37份、磷酸74份、全氟丁基磺酸钾111份、水1075份。
本发明进一步的技术方案是：其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠43份、磷酸86份、全氟丁基磺酸钾129份、水925份。
本发明的技术方案是：制备上述可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液的方法，步骤如下：按照相应的重量份数准备各项原料，然后一同倒入搅拌装置，启动搅拌，使各原料均匀混合，即完成制备。
本发明与现有技术相比具有如下优点：由硫酸钠、磷酸、全氟丁基磺酸钾、水组成的电解液对铅酸蓄电池的正极框体和正极板的腐蚀作用较弱，有利于延长铅酸蓄电池的使用寿命。
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
具体实施方式
实施例1：
可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠40份、磷酸80份、全氟丁基磺酸钾120份、水1000份。其中，硫酸钠可提供硫酸根离子以促进电池反应，磷酸用于提供氢离子，水用于提供氢离子转移通道，全氟丁基磺酸钾和磷酸结合形成全氟丁基磺酸，以提供大量氢离子，替代目现有蓄电池内使用的硫酸。
其在铅酸蓄电池内的电极总反应式为：2Pb3(PO4)2+2H2O+6C4F9KO3S⇌3PbO2+3Pb+6C4F9HO3S+2K3PO4；
正极充电反应为：Pb3(PO4)2+6C4F9KO3S+2H2O-6e－=3PbO2+6H++6C4F9O3S－+2K3PO4；
负极充电反应为：Pb3(PO4)2+6C4F9KO3S+6e－=3Pb+6C4F9O3S－+2K3PO4；
正极放电反应为：3PbO2+6H++6C4F9O3S－= Pb3(PO4)2+6C4F9KO3S+2H2O-6e－；
负极放电反应为：3Pb+6C4F9O3S－+2K3PO4= Pb3(PO4)2+6C4F9KO3S+6e－；
其制备方法如下：按照相应的重量份数准备各项原料，然后一同倒入搅拌装置，启动搅拌，使各原料均匀混合，即完成制备。
实施例2：
可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37份、磷酸74份、全氟丁基磺酸钾111份、水1075份。
实施例3：
可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠43份、磷酸86份、全氟丁基磺酸钾129份、水925份。
简述本发明的技术效果：
采用本发明电解液的铅酸蓄电池(下表中简称新型铅酸蓄电池)与传统铅酸蓄电池的10小时放电率及100%DOD循环寿命对比如表1所示。
表1：
[0001] 比较项目 [0002] 传统铅酸蓄电池12V75AH [0003] 新型铅酸蓄电池12V75AH
[0004] 10小时放电率(h) [0005] 10h [0006] 14-16h
[0007] 100%DOD循环寿命(次) [0008] 160 [0009] 4400-5600

Claims (5)

1.可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37-43份、磷酸74-86份、全氟丁基磺酸钾111-129份、水925-1075份。
2.如权利要求1所述的可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其特征是：其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠40份、磷酸80份、全氟丁基磺酸钾120份、水1000份。
3.如权利要求1所述的可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其特征是：其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37份、磷酸74份、全氟丁基磺酸钾111份、水1075份。
4.如权利要求1所述的可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其特征是：其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠43份、磷酸86份、全氟丁基磺酸钾129份、水925份。
5.一种制备权利要求1-4中任一项所述的可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液的方法，步骤如下：按照相应的重量份数准备各项原料，然后一同倒入搅拌装置，启动搅拌，使各原料均匀混合，即完成制备。
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