CN112038712A - 一种高效纳米胶体蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效纳米胶体蓄电池，包括电池槽、电池盖、隔板、极板和电解液，所述电池槽顶部通过螺栓固定安装有电池盖，所述隔板通过螺栓均匀固定安装在所述电池槽内部，所述隔板内侧均匀设置有极板，所述电解液填充在所述电池槽内部，所述极板采用多元合金制成，所述隔板采用高孔率蓄电池隔板制成，所述电解液采用胶状电解质制成；本发明通过采用高孔率蓄电池隔板代替普通的蓄电池隔板，降低了蓄电池内阻，增大了电解液的储存空间，因此该蓄电池通过对极板材质的调整及对电解液的改善和蓄电池隔板的改善，增加了蓄电池使用寿命。

Description

一种高效纳米胶体蓄电池
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，具体为一种高效纳米胶体蓄电池。
背景技术
铅酸蓄电池是电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池；放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅；分为排气式蓄电池和免维护铅酸电池。
铅酸蓄电池最明显的特征是其顶部有可拧开的塑料密封盖，上面还有通气孔。这些注液盖是用来加注纯水、检查电解液和排放气体之用。按照理论上说，铅酸蓄电池需要在每次保养时检查电解液的密度和液面高度，如果有缺少需添加蒸馏水。但随着蓄电池制造技术的升级，铅酸蓄电池发展为铅酸免维护蓄电池和胶体免维护电池，铅酸蓄电池使用中无需添加电解液或蒸馏水。主要是利用正极产生氧气可在负极吸收达到氧循环，可防止水分减少。
但是，传统的铅酸蓄电池在使用过程中存在一些弊端，比如：
铅酸蓄电池的电解液易分层、内阻大，尤其是铅酸蓄电池使用中后期内阻明显增大、铅酸蓄电池失水速度加快，且正极板易出现活性物质脱落、泥化现象，从而降低了铅酸蓄电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效纳米胶体蓄电池，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效纳米胶体蓄电池，包括电池槽、电池盖、隔板、极板和电解液，所述电池槽顶部通过螺栓固定安装有电池盖，所述隔板通过螺栓均匀固定安装在所述电池槽内部，所述隔板内侧均匀设置有极板，所述电解液填充在所述电池槽内部，所述极板采用多元合金制成，所述隔板采用高孔率蓄电池隔板制成，所述电解液采用胶状电解质制成。
其中，所述极板包括以下组分(按照质量百分比表示)；
铅97-98；
钙0.2-0.5；
锡1.1-1.5；
铝0.01-0.03。
其中，所述极板的制备方法为：
A101、按分量通过电子秤分别称取铅、钙、锡和铝，然后将称取后的铅、钙、锡和铝均匀混合到一起形成多元合金原料，然后采用铸造的方式将多元合金原料铸造成板栅；
A102、将铅粉和稀硫酸混合后涂抹在板栅表面，然后将板栅进行干燥固化，即得到生极板；
A103、然后生极板在直流电的作用下与稀硫酸通过氧化还原反应在表面生产氧化铅，接着通过清洗装置进行清洗，在通过干燥装置进行干燥处理，即得到该极板。
其中，所述电解液包括以下组分(按照质量百分比表示)；
纳米硅3-6；
硫酸钠1-2.5；
离子水35-45；
硫酸45-55。
其中，所述电解液的制备方法为：
B101、按分量通过电子秤分别称取纳米硅、硫酸钠、离子水和硫酸，然后将称取的离子水和纳米硅均匀混合形成纳米硅混合液，然后将纳米硅混合液注入高速剪切机中进行高速剪切，剪切时间为15～20分钟；
B102、将称取后的硫酸钠加入到B101所剪切后的纳米硅混合液中，在将其移入高速剪切机中高速剪切，剪切时间为15～20分钟；
B103、将称取后的硫酸加入到B102所述剪切后的混合液中，然后将其移入钛合金胶体磨中，通过钛合金胶体磨进行高速剪切分散，剪切时间为25～30分钟，即制成该电解液。
其中，在B103中，所述硫酸的浓度为85％。
其中，所述隔板的孔率大于96％。
其中，所述电池槽顶部开设有安装凹槽，所述电池盖设置在所述安装凹槽内部。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在电解液内添加稳定的纳米硅胶体材料，使纳米硅胶体材料作为蓄电池电解液的载体将电解液储存于纳米硅胶状材料内，形成胶状电解质，该胶状电解质有效防止电解液中的各种组份分层，防止胶体电解质水化，增强了电解液的扩散和传输速度，同时采用多元合金制成该极板，防止极板表面出现活性物质脱落，从而提高了极板的使用寿命，通过采用高孔率蓄电池隔板代替普通的蓄电池隔板，降低了蓄电池内阻，增大了电解液的储存空间，因此该蓄电池通过对极板材质的调整及对电解液的改善和蓄电池隔板的改善，增加了蓄电池使用寿命。
附图说明
图1为本发明整体主视剖面结构示意图。
图1中：10-电池槽；11-安装凹槽；20-电池盖；30-隔板；40-极板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种高效纳米胶体蓄电池，包括电池槽10、电池盖20、隔板30、极板40和电解液。
其中，电池槽10顶部通过螺栓固定安装有电池盖20，隔板30通过螺栓均匀固定安装在电池槽10内部，隔板30内侧均匀设置有极板40，电解液填充在电池槽10内部，极板40采用多元合金制成，隔板30采用高孔率蓄电池隔板制成，电解液采用胶状电解质制成。
其中，极板40包括以下组分(按照质量百分比表示)；
铅97-98；
钙0.2-0.5；
锡1.1-1.5；
铝0.01-0.03。
其中，极板40的制备方法为：
A101、按分量通过电子秤分别称取铅、钙、锡和铝，然后将称取后的铅、钙、锡和铝均匀混合到一起形成多元合金原料，然后采用铸造的方式将多元合金原料铸造成板栅；
A102、将铅粉和稀硫酸混合后涂抹在板栅表面，然后将板栅进行干燥固化，即得到生极板；
A103、然后生极板在直流电的作用下与稀硫酸通过氧化还原反应在表面生产氧化铅，接着通过清洗装置进行清洗，在通过干燥装置进行干燥处理，即得到该极板40。
其中，采用多元合金制成该极板40，防止极板40表面出现活性物质脱落，从而提高了极板40的使用寿命。
其中，电解液包括以下组分(按照质量百分比表示)；
纳米硅3-6；
硫酸钠1-2.5；
离子水35-45；
硫酸45-55。
其中，电解液的制备方法为：
B101、按分量通过电子秤分别称取纳米硅、硫酸钠、离子水和硫酸，然后将称取的离子水和纳米硅均匀混合形成纳米硅混合液，然后将纳米硅混合液注入高速剪切机中进行高速剪切，剪切时间为15～20分钟；
B102、将称取后的硫酸钠加入到B101所剪切后的纳米硅混合液中，在将其移入高速剪切机中高速剪切，剪切时间为15～20分钟；
B103、将称取后的硫酸加入到B102所述剪切后的混合液中，然后将其移入钛合金胶体磨中，通过钛合金胶体磨进行高速剪切分散，剪切时间为25～30分钟，即制成该电解液。
其中，通过在电解液内添加稳定的纳米硅胶体材料，使纳米硅胶体材料作为蓄电池电解液的载体将电解液储存于纳米硅胶状材料内，形成胶状电解质，该胶状电解质有效防止电解液中的各种组份分层，防止胶体电解质水化，增强了电解液的扩散和传输速度。
其中，在B103中，硫酸的浓度为85％。
其中，隔板30的孔率大于96％，隔板30采用欧洲AMER-SIL公司进口专用微孔PVC-SiO2隔板，其隔板孔率大，电阻低，通过采用高孔率蓄电池隔板代替普通的蓄电池隔板，降低了蓄电池内阻，增大了电解液的储存空间。
其中，电池槽10顶部开设有安装凹槽11，电池盖20设置在安装凹槽11内部。
综上所述：通过在电解液内添加稳定的纳米硅胶体材料，使纳米硅胶体材料作为蓄电池电解液的载体将电解液储存于纳米硅胶状材料内，形成胶状电解质，该胶状电解质有效防止电解液中的各种组份分层，防止胶体电解质水化，增强了电解液的扩散和传输速度，同时采用多元合金制成该极板40，防止极板40表面出现活性物质脱落，从而提高了极板40的使用寿命，通过采用高孔率蓄电池隔板代替普通的蓄电池隔板，降低了蓄电池内阻，增大了电解液的储存空间，因此该蓄电池通过对极板材质的调整及对电解液的改善和蓄电池隔板的改善，增加了蓄电池使用寿命。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种高效纳米胶体蓄电池，包括电池槽、电池盖、隔板、极板和电解液，其特征在于：所述电池槽顶部通过螺栓固定安装有电池盖，所述隔板通过螺栓均匀固定安装在所述电池槽内部，所述隔板内侧均匀设置有极板，所述电解液填充在所述电池槽内部，所述极板采用多元合金制成，所述隔板采用高孔率蓄电池隔板制成，所述电解液采用胶状电解质制成。
2.根据权利要求1所述的一种高效纳米胶体蓄电池，其特征在于：所述极板包括以下组分(按照质量百分比表示)；
铅97-98；
钙0.2-0.5；
锡1.1-1.5；
铝0.01-0.03。
3.根据权利要求2所述的一种高效纳米胶体蓄电池，其特征在于：所述极板的制备方法为：
A101、按分量通过电子秤分别称取铅、钙、锡和铝，然后将称取后的铅、钙、锡和铝均匀混合到一起形成多元合金原料，然后采用铸造的方式将多元合金原料铸造成板栅；
A102、将铅粉和稀硫酸混合后涂抹在板栅表面，然后将板栅进行干燥固化，即得到生极板；
A103、然后生极板在直流电的作用下与稀硫酸通过氧化还原反应在表面生产氧化铅，接着通过清洗装置进行清洗，在通过干燥装置进行干燥处理，即得到该极板。
4.根据权利要求3所述的一种高效纳米胶体蓄电池，其特征在于：所述电解液包括以下组分(按照质量百分比表示)；
纳米硅3-6；
硫酸钠1-2.5；
离子水35-45；
硫酸45-55。
5.根据权利要求4所述的一种高效纳米胶体蓄电池，其特征在于：所述电解液的制备方法为：
B101、按分量通过电子秤分别称取纳米硅、硫酸钠、离子水和硫酸，然后将称取的离子水和纳米硅均匀混合形成纳米硅混合液，然后将纳米硅混合液注入高速剪切机中进行高速剪切，剪切时间为15～20分钟；
B102、将称取后的硫酸钠加入到B101所剪切后的纳米硅混合液中，在将其移入高速剪切机中高速剪切，剪切时间为15～20分钟；
B103、将称取后的硫酸加入到B102所述剪切后的混合液中，然后将其移入钛合金胶体磨中，通过钛合金胶体磨进行高速剪切分散，剪切时间为25～30分钟，即制成该电解液。
6.根据权利要求5所述的一种高效纳米胶体蓄电池，其特征在于：在B103中，所述硫酸的浓度为85％。
7.根据权利要求6所述的一种高效纳米胶体蓄电池，其特征在于：所述隔板的孔率大于96％。
8.根据权利要求7所述的一种高效纳米胶体蓄电池，其特征在于：所述电池槽顶部开设有安装凹槽，所述电池盖设置在所述安装凹槽内部。
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