CN1135101A - 固体蓄电池 - Google Patents

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戴明德
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Abstract

本发明一种固体蓄电池是由蓄电池的外壳，壳盖，壳内分有1-12格，每格内安装有正负极板，第一格的正极板与第二格负极板串联，第二格正极板与第三格负极板串联，直到最后一格，正极板连接正极出线桩，第一格负极板连接负极出线桩，每格里的正负极板之间有隔板，在蓄电池的壳盖上开有电解质灌注口，在每格里灌注电解质，其特征在于：电解质的配制物质为：硫酸和水、硅酸钠磷酸和丙三醇化合组成。
本发明的蓄电池具有无腐蚀性，不污染环境，起动性能稳定，使用寿命5-6年。

Description

固体蓄电池
本发明是属于应用于蓄电池的技术领域。
本发明涉及的问题：1、铅蓄电池正极板的活性物质二氧化铅PbO2，因硫酸的腐蚀作用，正极板的PbO2过早脱落，导致铅蓄电池寿命短，2、铅蓄电池的电解质稀酸(H2SO2＋H2O)，对机体和环境有腐蚀和污染。
铅蓄电池的极板栅架的，国家标准：含铅94％、含锑6％的合金铸成。正极板的棕色活性物质二氧化铅PbO2填充在栅架的格子内，负极板的青灰色活性物质海棉状纯铅Pb填充在栅架的格子内。铅蓄电池的电解质国家标准在不同环境温度条件下的电解液比重：温度-40℃至0℃，换算为15℃时的比重1.31-1.24克/cm3。蓄电池的工作过程是可逆的化学反应过程。在接通用电设备时，蓄电池作为电源向外供电，将内部的化学能转变为电能。把其它直流电源将电流充入蓄电池，将电能转变为化学能储存起来。向外供电时正极板上的活性物质二氧化铅和负极板上的海棉状铅都不能转变为硫酸铅；充电时，直流电源所接的正负极板均为硫酸铅板，由于有电流通引起了化学变化，正极板逐渐变为二氧化铅，负极板逐渐变为海棉状铅两极板间建立起一定电压。
蓄电池的充电过程。充电时的化学反应式： 蓄电池的放电过程。放电时的化学反应式：
根据铅蓄电池的化学反应得知：充放电过程其内部的活性物质处于化合和分解的矛盾运动中、亦运动过程的方程式：
蓄电池在放电时，电解液中的硫酸将渐减少而水增多，充电时电解液的变化与此相反。二氧化铅与稀酸的化学反应保持了平衡，符合质量守恒定律。
本发明目的在于提供由稀酸，硅酸钠、磷酸、丙三醇等反应组成固体电解质的蓄电池。
本发明是这样实现的，在不改变铅蓄电池的结构：1、为提高Pb固体蓄电池的容量，组装的极板负极板片数多于正极板1片，正极板夹包在负极板中间。2、为降低蓄电池的内阻亦把蓄电池单格之间的联条宿短了90％。3、为保证电解质自由渗透极板，在正负极板的绝缘隔板上钻直经1-5毫米10-300个孔，同时使多元素的三酸纯化学反应生成的固体甘油三酸钠渗透隔板附持正极板的活性物质二氧化铅在一定时间内不脱落。
电解质配制及操作工艺：按照电解质的反应温度和速度分为：1、硫酸和水化合称甲种材料。2、硅酸钠和磷酸、丙三醇化合称乙种材料。
甲种材料是用硫酸H2HO4加蒸馏水H2O
配方(换算为P15℃)：
公式：
P15℃＝1.574＝PT(T－15℃)×0.00074
式中：P15℃—换算的温度，T—实际测得温度
0.00074—温度系数
Pb固体蓄电池配制的稀酸在没有和硅酸钠、磷酸、丙三醇化合之前温度为15℃比重等于1.574克/cm3。
例：测得稀酸的比重为1.574、测得的温度为115℃，时稀酸换算为15℃比重为多少？
解：当T＝115℃
1.574＝P115℃T(115－15)×0.00074
＝P115℃(100×0.00074)
＝P115℃＝1.574-0.074
＝1.50
换算15℃时比重为1.50
硫酸和水在耐酸、耐热的容器内进行配制，其配比为硫酸为20-30％，水为60-80％，其操作步骤：取蒸馏水，倒入配制容器内，然后分次将纯硫酸慢慢加入水中，并用玻璃棒不停地搅拌均匀即成稀酸。固化剂硅酸钠Na2SiO2和磷酸H3PO4、丙三醇的配比为硅酸钠90-97％，磷酸1-5％，丙三醇0.1-2％。将硅酸钠、磷酸、丙三醇混合。将稀酸和硅酸钠、磷酸、丙三醇的混合，其耐比为：稀酸45-55％，硅酸钠45-56％，磷酸1-8％，丙三醇0.1-3％。
本发明只需改变铅酸蓄电池组装极板中。正负极板的数量(即正极板少于负极一片)；正负极板间的绝缘隔板上钻Φ3mm孔117个；电解质改作稀酸(H2SO4＋H2O)＋(硅酸钠Na2SiO3＋磷酸H3PO4＋丙三醇C3H8O3)，调制后的比重15℃为1.24-1.31克/cm3调制配比稀酸占50.1％，硅酸钠占47.4％，磷酸占2％，丙三醇占0.5％。
固体蓄电池的构造，它由极板、隔板、容器及固体电解质等部分组成。容器分为1-12格，每格内装固体电解质，正负极组浸入电解质中成为单格电池，每单格电池标称电压为2伏。把正负极板分别焊接成极板组，后把正极板套装钻孔的PP无纺布隔板中，负极板组与正极板组套装单格电池，检测正负极板的绝缘电阻值，电阻值为20兆欧以上，然后把相 邻的单格电池用联条串联，每单格的横板插装保护板。
电解质的灌注及充电操作规程：当电解质的温度为30℃以下时、作二次灌注。电解质灌入蓄电池容后由稀酸渗透正负极板和活性物质PbO2、Pb作化学反应生热而硅酸钠因受热产生泡沫溢出，故电解质第一次只能灌至容器的五分之四，停10-30分钟后后再灌满。
充电规程：电解质灌注后，2小时渗透了正负极板的活性物质。硅酸钠等元素溶液经化学反应生伐的热结束后而渐渐变为固态，此时单格蓄电池的端电压为2伏，故充电电压为蓄电池的额定电压的130％，电充流7％。充电两小时后电流调整至5％全充电时间四小时。
起动性能稳定，无腐蚀、无污染环境、抗寒、热，不怕颠簸、倾斜，一次灌注不要换季充电。其使用寿命是铅酸蓄电池的四倍约5-6年。不需维修，使用时注意加适量的馏水。
稀酸的配制工艺：比重1.83(15℃)的化学纯净硫酸和蒸馏水按要求比例配制。配制必须在耐酸、耐热的容器内进行。配制可按体积比法配制。
例以1000毫升比重为1.25的电解液，其操作步骤：量取774毫升蒸馏水，倒入配制容器内，再量取比重为1.83(15℃)的化学纯硫酸226毫升，然后分次将纯硫酸慢慢加入水中，并用玻璃棒不停地搅拌均匀，待充分溶合后即成。
乙种材料的配制：按体积比法配制把固化剂硅酸钠Na2SiO量取1000毫升置于容器中，再把20毫升的磷酸H3PO4和丙三醇5毫升加入，傥拌均匀。
甲乙两种材的配制，是在甲种材料的温度为30℃以下进行。甲种材料的比值应为1.50克/cm3(15℃)再把乙种材料倒入甲种材料容器，按体积比法配制：量取甲种材料1000毫升再把量取乙种材料995毫升、倒入甲种材料容器、搅拌均匀。测比重值为1.25-1.30克/cm3。

Claims (6)

1、一种固体蓄电池是由蓄电池的外壳，壳盖，壳内分有格，每格内安装有正负极板，第一格的正极板与第二格负极板串联，第二格正极板与第三格负极板串联，直到最后一格，正极板连接正极出线桩，第一格负极板连接负极出线桩，每格里的正负极板之间有隔板，在蓄电池的壳盖上开有电解质灌注口，在每格里灌注电解质，其特征在于：电解质的配制物质为：硫酸和水、硅酸钠磷酸和丙三醇化合组成。
2、根据权利要求1所述的固体蓄电池，其特征在于：硫酸和水配制为稀酸时，通过公式P15℃＝1.574＝PT(T－1.5℃)×0.00074
式中P15℃—换算的温度，T-实际测得温度，0.00074-温度系数，计算得出稀酸的比重。
3、根据权早要求1所述的固体蓄电池，其特征在于：硅酸钠、磷酸、丙三醇三种原料的配比分别为90-97％、1-5％、0.1-2％。
4、根据权利要求1所述的固体蓄电池，其特征在于：硫酸和水配制的稀酸和硅酸钠、磷酸、丙三醇的配比分别为45-55％、45-56％、1-8％、0.1-3％。
5、根据权利要求4所述的固体蓄电池，其特征在于：稀酸为50％、硅酸47.5％、磷酸2％、丙三醇0.5％。
6、根据权利要求1所述的固体蓄电池，其特征在于：蓄电池内的隔板开有1-5毫米的孔10-300个。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069447C (zh) * 1997-03-21 2001-08-08 戴明德 蓄电池无污染固态电解质及其配制工艺
CN100347900C (zh) * 2002-09-26 2007-11-07 蓝国贤 电动车辆用固体蓄电池

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PB01 Publication
C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication