CN114374001A - 一种新型的铅酸蓄电池胶体电解质及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的铅酸蓄电池胶体电解质及其制备方法，包括如下质量份的组分：25℃时密度为1.280‑1.340g/mL的硫酸水溶液90‑95份；硫酸钠0.3‑0.8份；气相二氧化硅1‑4份；添加剂2‑6份；其中，所述添加剂为甘油、聚丙烯酰胺和二甲基甲酰胺的混合物；其制备方法，包括如下步骤：S1：配置硫酸水溶液，S2：得到添加剂原液；S3：将步骤S2的添加剂原液加入步骤S1制备的胶体电解质原液中搅拌1‑2h，得到所述铅酸蓄电池胶体电解质；本发明中甘油，产生的氢键疏松了三维网络凝胶结构，有效降低电池内阻，提高电池大电流放电性能；二甲基甲酰胺可以稳定胶体流动，使胶体内物质均匀散步，不会形成大基团，减少电池内部出现浓差极化，提高电池放电效率和寿命。
Description
技术领域
本发明属于阀控式密封铅酸蓄电池制造领域，具体涉及一种新型的铅酸蓄电池胶体电解质及其制备方法。
背景技术
铅酸蓄电池制造中，已开始使用胶体电解质作为电解液。主要是使用气相二氧化硅作为凝胶剂，加入稀硫酸中形成胶体电解质，这种使用胶体电解质的电池称为胶体铅酸蓄电池。胶体电解质可以抑制电池内部金属杂质转移，阻碍极板表面大颗粒硫酸铅形成，降低电池自放电速率。同时由于胶体电解质粘度大，电池抗冲击，不容易有酸液泄露。但胶体电解质由于硫酸扩散慢，电池极化明显，内阻高，同时电池散热慢，电池寿命短。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种新型的铅酸蓄电池胶体电解质及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种铅酸蓄电池胶体电解质，包括如下质量份的组分：
25℃时密度为1.280-1.340g/mL的硫酸水溶液90-95份；
硫酸钠0.3-0.8份；
气相二氧化硅1-4份；
添加剂2-6份；
其中，所述添加剂为甘油、聚丙烯酰胺和二甲基甲酰胺的混合物。
上述方案中，所述甘油、聚丙烯酰胺和二甲基甲酰胺，重量比为3:1:0.1。
上述方案中，各组分质量份如下：
25℃时密度为1.280-1.340g/mL的硫酸水溶液90份；
硫酸钠0.5份；
粒径5-12nm的气相二氧化硅3份；
甘油3份；
聚丙烯酰胺1份；
二甲基甲酰胺0.1份；
其中，硫酸钠为无水硫酸钠。
一种铅酸蓄电池胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
S1：配置硫酸水溶液：先将80-85份25℃时密度为1.280-1.340g/mL的硫酸水溶液加入配方量硫酸钠，搅拌15分钟后加入配方量气相二氧化硅，得到胶体电解质原液；
S2：将添加剂2-6份的添加剂加入10-15份25℃时密度为1.280-1.340g/mL硫酸水溶液混合搅拌1-2h，得到添加剂原液；
S3：将步骤S2的添加剂原液加入步骤S1制备的胶体电解质原液中搅拌1-2h，得到所述铅酸蓄电池胶体电解质。
本发明的有益效果为：
1、本发明中甘油，产生的氢键疏松了三维网络凝胶结构，有效降低电池内阻，提高电池大电流放电性能；
2、本发明中聚丙烯酰胺，二甲基甲酰胺可以稳定胶体流动，使胶体内物质均匀散步，不会形成大基团，减少电池内部出现浓差极化，提高电池放电效率和寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例：一种铅酸蓄电池胶体电解质，包括如下质量份的组分：
25℃时密度为1.280-1.340g/mL的硫酸水溶液90-95份；
硫酸钠0.3-0.8份；
气相二氧化硅1-4份；
添加剂2-6份；
其中，所述添加剂为甘油、聚丙烯酰胺和二甲基甲酰胺的混合物。
上述方案中，所述甘油、聚丙烯酰胺和二甲基甲酰胺，重量比为3:1:0.1。
上述方案中，各组分质量份如下：
25℃时密度为1.280-1.340g/mL的硫酸水溶液90份；
硫酸钠0.5份；
粒径5-12nm的气相二氧化硅3份；
甘油3份；
聚丙烯酰胺1份；
二甲基甲酰胺0.1份；
其中，硫酸钠为无水硫酸钠。
一种铅酸蓄电池胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
S1：配置硫酸水溶液：先将80-85份25℃时密度为1.280-1.340g/mL的硫酸水溶液加入配方量硫酸钠，搅拌15分钟后加入配方量气相二氧化硅，得到胶体电解质原液；
S2：将添加剂2-6份的添加剂加入10-15份25℃时密度为1.280-1.340g/mL硫酸水溶液混合搅拌1-2h，得到添加剂原液；
S3：将步骤S2的添加剂原液加入步骤S1制备的胶体电解质原液中搅拌1-2h，得到所述铅酸蓄电池胶体电解质。
实施例1-3：
| 组分名称 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 硫酸水溶液 | 90 | 93 | 95 |
| 硫酸钠 | 0.3 | 0.5 | 0.8 |
| 气相二氧化硅 | 1 | 3 | 4 |
| 甘油 | 1.47 | 2.88 | 4.38 |
| 聚丙烯酰胺 | 0.49 | 0.96 | 1.46 |
| 二甲基甲酰胺 | 0.049 | 0.096 | 0.146 |
采用实施例1-3得到的铅酸蓄电池胶体电解质制备胶体电池与使用专利配方性能前后对比：
项目1：C20检测
完全充电蓄电池在25℃环境中，以0.6A电流放电，终止电压10.5V，记录放电时间。
项目2：CCA-SAE检测
完全充电的蓄电池在-18℃的环境中存放24h以上，取出蓄电池，在1min内以190A放电10s，静置10s，然后再以114A放电至6V终止，记录第一个放电10s结束时的端电压Uf及放电至 6V的持续时间t6V。
项目3：深放电测试
取完全充电电池进行容量检测(Ce)，以确认实际的20小时容量。测试容量后，连接1个10W 的灯泡在电池端子上，对电池放电30天。取下灯泡，电池在开路状态下静置1小时后，以 14.4V的恒压下充电48小时，最高限流为6A(10xI20)。电池静置至少12小时后进行容量测试，电池的容量最小要达到90％Ce。
需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种铅酸蓄电池胶体电解质，其特征在于：包括如下质量份的组分：
25℃时密度为1.280-1.340g/mL的硫酸水溶液90-95份；
硫酸钠0.3-0.8份；
气相二氧化硅1-4份；
添加剂2-6份；
其中，所述添加剂为甘油、聚丙烯酰胺和二甲基甲酰胺的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体电解质，其特征在于：所述甘油、聚丙烯酰胺和二甲基甲酰胺，重量比为3:1:0.1。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体电解质，其特征在于：各组分质量份如下：
25℃时密度为1.280-1.340g/mL的硫酸水溶液90份；
硫酸钠0.5份；
粒径5-12nm的气相二氧化硅3份；
甘油3份；
聚丙烯酰胺1份；
二甲基甲酰胺0.1份；
其中，硫酸钠为无水硫酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体电解质的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：配置硫酸水溶液：先将80-85份25℃时密度为1.280-1.340g/mL的硫酸水溶液加入配方量硫酸钠，搅拌15分钟后加入配方量气相二氧化硅，得到胶体电解质原液；
S2：将添加剂2-6份的添加剂加入10-15份25℃时密度为1.280-1.340g/mL硫酸水溶液混合搅拌1-2h，得到添加剂原液；
S3：将步骤S2的添加剂原液加入步骤S1制备的胶体电解质原液中搅拌1-2h，得到所述铅酸蓄电池胶体电解质。
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