CN112072187A - 一种铅酸蓄电池电解液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铅酸蓄电池电解液及其制备方法，所述电解液包括以下组分：硫酸64‑72份、水116‑130份、磺化酞菁钴2‑8份、1‑丁基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐2‑8份。本发明提供的一种铅酸蓄电池电解液，可以避免氧气的逸出损失，还可以抑制阳极电解水的速率；以及提高阴极的氧气复合率。1‑丁基‑3‑甲基咪唑双氰胺盐可以促进阳极表面形成单分子或多分子层的钝化膜，抑制正极的腐蚀速率，延长正极寿命。磺化酞菁钴1‑丁基‑3‑甲基咪唑双氰胺盐还可以形成配位或氢键，扩大1‑丁基‑3‑甲基咪唑双氰胺盐的电化学窗口，提高正极析氧电位，抑制水的分解。

Description

一种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制造技术领域，尤其涉及一种铅酸蓄电池电解液及其制备方法。
背景技术
近十年来，阀控密封铅酸蓄电池技术取得了较大的发展，在通信行业得到了广泛应用，为通信行业的快速发展起重要作用。为了实现低碳经济，实施可持续发展，减少机房空调配置，降低空调使用频次，提高铅酸蓄电池使用环境温度，减少基站运转成本压力的要求。目前，铅酸蓄电池的性能无法满足要求，通信基站空调的能耗在基站能耗中占相当大的比例，而提高电池的标准工作温度是解决问题的核心，若将基站温度调高至35℃，基站节能将带来质的变化。为了实现低碳经济，实施可持续发展，减少机房空调配置，降低空调使用频次，提高铅酸蓄电池使用环境温度，减少基站运转成本压力的要求。随着使用温度的提高，铅酸蓄电池寿命随之下降，因此开发一种耐高温的铅酸蓄电池十分必要。
发明内容
为了克服以上技术问题，本发明提供了一种铅酸蓄电池电解液及其制备方法。随着使用温度的提高，铅酸蓄电池寿命随之下降的原因之一：电解液在高温工况下失水加快。
一种铅酸蓄电池电解液，包括以下重量份的组分：硫酸64-72份、水116-130份、磺化酞菁钴2-8份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2-8份。
具体的，包括以下重量份的组分：硫酸67份、水121份、磺化酞菁钴4份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐4份。
所述硫酸浓度为98wt％。
一种铅酸蓄电池电解液的制备方法，包括如下步骤，
步骤1：将硫酸缓慢溶于水中，待温度降至室温后得到硫酸溶液。
步骤2：把磺化酞菁钴加入硫酸溶液中完全溶解后，加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，完全溶解后，即可得到一种铅酸蓄电池电解液。
本发明提供的一种铅酸蓄电池电解液，其中磺化酞菁钴在电解液中可以吸附阳极析出的氧气避免其逸出损失，还可以在正极电解水的金属元素相互作用，加强金属中心与配位水之间的化学键，抑制金属表面羟基化过程；从而降低了阳极电解水的速率；在阴极磺化酞菁钴可以催化氧气变为氧自由基，增加其阴极铅的氧化能力，从而提高阴极的氧气复合率，进一步抑制电解液中水的消耗。1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐可以促进阳极表面形成单分子或多分子层的钝化膜，抑制正极的腐蚀速率，延长正极寿命。另外，在电解液中，磺化酞菁钴1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐还可以形成配位或氢键，扩大1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐的电化学窗口，提高正极析氧电位，抑制水的分解。二者相互结合，使铅酸蓄电池在高温工况下循环寿命、高温浮充寿命明显提高，容量衰减速度明显降低，能够适应在高温环境下使用。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种铅酸蓄电池电解液包括以下重量份的组分：硫酸64份、水116份、磺化酞菁钴2份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2份；
所述硫酸为98wt％的硫酸，所述的水为去离子水，其电导率≤5μS/cm；
一种铅酸蓄电池电解液的制备方法为：包括如下步骤，
步骤1：将硫酸缓慢溶于水中，待温度降至室温后得到硫酸溶液。
步骤2：把磺化酞菁钴加入硫酸溶液中完全溶解后，加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，完全溶解后，即可得到一种铅酸蓄电池电解液；
实施例2
一种铅酸蓄电池电解液包括以下重量份的组分：硫酸67份、水121份、磺化酞菁钴4份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐4份；
所述硫酸为98wt％的硫酸，所述的水为去离子水，其电导率≤5μS/cm；
一种铅酸蓄电池电解液的制备方法为：包括如下步骤，
步骤1：将硫酸缓慢溶于水中，待温度降至室温后得到硫酸溶液。
步骤2：把磺化酞菁钴加入硫酸溶液中完全溶解后，加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，完全溶解后，即可得到一种铅酸蓄电池电解液；
实施例3
一种铅酸蓄电池电解液包括以下重量份的组分：硫酸70份、水125份、磺化酞菁钴6份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐6份；
所述硫酸为98wt％的硫酸，所述的水为去离子水，其电导率≤5μS/cm；
一种铅酸蓄电池电解液的制备方法为：包括如下步骤，
步骤1：将硫酸缓慢溶于水中，待温度降至室温后得到硫酸溶液。
步骤2：把磺化酞菁钴加入硫酸溶液中完全溶解后，加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，完全溶解后，即可得到一种铅酸蓄电池电解液；
实施例4
一种铅酸蓄电池电解液包括以下重量份的组分：硫酸72份、水130份、磺化酞菁钴8份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐8份；
所述硫酸为98wt％的硫酸，所述的水为去离子水，其电导率≤5μS/cm；
一种铅酸蓄电池电解液的制备方法为：包括如下步骤，
步骤1：将硫酸缓慢溶于水中，待温度降至室温后得到硫酸溶液。
步骤2：把磺化酞菁钴加入硫酸溶液中完全溶解后，加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，完全溶解后，即可得到一种铅酸蓄电池电解液；
对比例1
一种铅酸蓄电池电解液包括以下重量份的组分：硫酸72份、水130份、磺化酞菁钴8份；
所述硫酸为98wt％的硫酸，所述的水为去离子水，其电导率≤5μS/cm；
一种铅酸蓄电池电解液的制备方法为：包括如下步骤，
步骤1：将硫酸缓慢溶于水中，待温度降至室温后得到硫酸溶液。
步骤2：把磺化酞菁钴加入硫酸溶液中完全溶解后即可得到一种铅酸蓄电池电解液；
对比例2
一种铅酸蓄电池电解液包括以下重量份的组分：硫酸72份、水130份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐8份；
所述硫酸为98wt％的硫酸，所述的水为去离子水，其电导率≤5μS/cm；
一种铅酸蓄电池电解液的制备方法为：包括如下步骤，
步骤1：将硫酸缓慢溶于水中，待温度降至室温后得到硫酸溶液。
步骤2：把1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐加入硫酸溶液中完全溶解后，即可得到一种铅酸蓄电池电解液；
对比例3
一种铅酸蓄电池电解液包括以下重量份的组分：硫酸72份、水130份；
所述硫酸为98wt％的硫酸，所述的水为去离子水，其电导率≤5μS/cm；
一种铅酸蓄电池电解液的制备方法为：将硫酸缓慢溶于水中，待温度降至室温后得到硫酸溶液，即为一种铅酸蓄电池电解液。
为验证个实施方式中铅酸蓄电池的性能，特进行以下测试实验：
采用上述实施方式及对比例的铅酸蓄电池电解液，并与同批次生产的正极栅板组装成品铅酸蓄电池。
1.高温环境下循环寿命试验
循环寿命测试方法：在65℃环境中，以恒压14.1V，限流75A充电16h，再以恒流50A放电至终止电压11.0V为一个循环，当整组电池的放电容量低于额定容量的80％时，寿命终止。
2.高温浮充寿命试验
各实施方式中的铅酸蓄电池电解液样品，保持在60℃±5℃环境中进行高温浮充寿命测试。循环方式为：对样品以42V浮充电压连续充电30d，将蓄电池取出，在25℃±2℃环境中进行3h率放电检测，为1次循环，直至蓄电池容量低于3h率额定容量的80％时，试验结束。
表1.各实施方式样品的测试结果
实施方式 循环次数 容量衰减速度 高温浮充寿命
实施例1 233 94.2％ 8
实施例2 237 94.9％ 9
实施例3 235 94.5％ 9
实施例4 229 93.7％ 7
对比例1 217 85.6％ 5
对比例2 214 85.3％ 5
对比例3 158 78.9％ 3
注：表中容量衰减速度为循环50次后的衰减值。
由表1可知，采用本发明中正极板制备的铅酸蓄电池在高温工况下循环寿命、高温浮充寿命明显提高，容量衰减速度明显降低，能够适应在高温环境下使用。

Claims (4)

1.一种铅酸蓄电池电解液，其特征在于，包括以下重量份的组分：硫酸64-72份、水116-130份、磺化酞菁钴2-8份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2-8份。
2.根据权利要求1所述一种铅酸蓄电池电解液，其特征在于，包括以下重量份的组分：硫酸67份、水121份、磺化酞菁钴4份、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐4份。
3.根据权利要求1所述一种铅酸蓄电池电解液及其制备方法，其特征在于，所述硫酸浓度为98wt％。
4.根据权利要求1所述一种铅酸蓄电池电解液的制备方法，其特征在于，
包括如下步骤，
步骤1：将硫酸缓慢溶于水中，待温度降至室温后得到硫酸溶液。
步骤2：把磺化酞菁钴加入硫酸溶液中完全溶解后，加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，完全溶解后，即可得到一种铅酸蓄电池电解液。
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