CN1430305A - 高分子蓄电池 - Google Patents

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Abstract

公开一种容量高、充放电接收能力强、抗电解液分层、酸雾小的高分子蓄电池。其在传统铅蓄电池电解液稀硫酸中，加入二氧化硅、硫酸铝、硅酸钠、硫酸钴、硫酸羟胺、十二烷基磺酸钠、氧化银等其它辅剂，在正极板铅膏中加入红丹、石墨、磷酸钠、碳纤维，负极板铅膏中加入硫酸钡、腐植酸、石墨、甲菜酸等辅剂。这种高分子蓄电池，具有高倍率充放电性能，较普通蓄电池容量提升40％－80％，可以广泛应用于铁路、交通、部队、通讯和其他工矿企业。

Description

高分子蓄电池
技术领域
本发明涉及一种铅蓄电池，具体涉及一种高分子蓄电池。
现有技术
目前常用的铅酸液体蓄电池，由电池槽、电池盖、负极板、正极板、隔板及液体电解质组成，其中电解液一般为稀硫酸，蓄电池使用一段时间后，电解液出现分层，并且此传统使用的电解液使铅酸蓄电池自放电大，充电放电接收电荷能力差。中国专利ZL92104882.3公开了一种胶体蓄电池及其制造方法，该专利用膏状胶体电解质取代传统的液体电解质，但其目的是解决传统电解液溅出的问题以及液体电解质对极板的活性物质冲刷问题，而由于交替电池本身存在的内阻较大的缺陷，导致电池的充电接收能力、大电流放电能力、储备能力不够理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种容量高、充放电接收能力强、抗电解液分层、酸雾小的高分子蓄电池。
为实现上述目的，本发明提供一种高分子蓄电池，由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成，其特征在于：
所述电解液为高分子电解质，由下述成分按重量份组配而成：
    稀硫酸                 10000份
    二氧化硅               0.24-0.26份
    硫酸铝                 17-20份
    硅酸钠                 6-8份
    硫酸钴                 0.015-0.022份
    硫酸羟胺               0.01-0.02份
    十二烷基磺酸钠         0.01-0.03份
    氧化银                 0.01份
    保水剂                 适量
所述正极板由铅铝锡铜合金网板涂覆正极板铅膏加工而成，所述正极板铅膏由下述成分按重量份混合后加水加酸组合：
    铅                100份
    红丹              2-5份
    石墨              4-5份
    磷酸钠            1.5-2.5份
    碳纤维            0.5-0.65份
所述负极板由铅铝锡铜合金网板涂覆负极板铅膏加工而成，所述负极板铅膏由下述成分按重量份混合后加水加酸组合：
    铅                100份
    硫酸钡            0.003-0.005份
    腐植酸            0.004-0.005份
    石墨              0.0015-0.002份
    甲菜酸            3-5份
以上正、负极板与所述高分子电解质配合使用组装一个完整的高分子蓄电池。
根据权利要求1所述的高分子上述技术方案中，所述高分子电解质是在硫酸电解液中加入一些高分子物质和辅助物质，使硫酸电解液产生的阴阳离子及电荷数量可以明显增加，在电化学转换中产生大量α结晶体和β结晶体，结晶体越多，电荷数目越多，相互转化能力越强，蓄电池充放电接收能力越强。
本发明组份中，稀硫酸是传递电荷的主要物质；
二氧化硅为半导体物质，能在电能、化学能转换过程中起快速传递电荷作用。在充电时，硅分子在一定电阻值下导通；当电阻值变化，硅的导电性能也随之变化，电阻值小时，硅变成导体，而电阻值大时，硅成为绝缘体，这个特性使电荷在高分子电解质中又规律地运动，增强电解质中电荷的导通能力。
硫酸铝可以保证正、负极板在充放电时电荷由上至下可以实现全面反应，使正负极板接收电荷能力越强。硫酸铝的加入，使硫酸电解液在一定时间内凝固，保持硫酸浓度上下一致，解决硫酸分层问题；同时，可以降低正负极板的腐蚀性，并且使电池容量保持最大。
硫酸钴的加入主要是提高电池的使用寿命，钴离子使羁绊腐蚀膜密度增大，有效抑制活性物质的软化脱落。
硅酸钠作为硫酸的固化剂，它自身不产生电荷。
十二烷基磺酸钠可以降低水的损失和自放电，提高活性物质的综合利用。
氧化银会随温度的升高而反应速度加快，主要抑制蓄电池热失控。
硫酸羟胺为有效的还原剂，可提高电池的使用寿命。
保水剂为吉林大学最新研制推出的产品，主要作用为保持水分，用在本发明中可以提高电池的使用寿命。
以上几种化学物质在电解质和正负极板中进行化学作用，共同在蓄电池中完成电能与化学能的转换。
具体实施方式
实施例一：蓄电池1
高分子电解质的配制：将二氧化硅25毫克，硫酸铝1.8克，硅酸钠700毫克，硫酸钴2毫克，硫酸羟胺1毫克，十二烷基磺酸钠2毫克，氧化银1毫克及保水剂微量均匀混合，加入比重为1.28的稀硫酸1000克中，溶解、搅拌均匀得到高分子电解质溶液。
正极板的加工：将铅100克，红丹2克，石墨4克，磷酸钠2克，碳纤维0.6克加水7升和少量稀硫酸混合均匀形成膏状，涂覆于预制好的铅铝锡铜合金网板上，干燥，得到正极板。
负极板的加工：将铅100克，硫酸钡4毫克，腐植酸4.6毫克，石墨2毫克，甲菜酸4克加水7升和少量稀硫酸混合均匀形成膏状，涂覆于预制好的铅铝锡铜合金网板上，干燥，得到负极板。
将上面配制和加工好的高分子电解液和高分子正负极板，按正常结构组装在蓄电池壳体内，经极群焊接、密封等工序后形成本例高分子蓄电池。
实施例二：蓄电池2
高分子电解质的配制：将二氧化硅2 4毫克，硫酸铝1.7克，硅酸钠60毫克，硫酸钴1.5毫克，硫酸羟胺1.5毫克，十二烷基磺酸钠1毫克，氧化银1毫克及保水剂微量均匀混合，加入比重为1.28的稀硫酸1000克中，溶解、搅拌均匀得到高分子电解质溶液。
正极板的加工：将铅100克，红丹3克，石墨4克，磷酸钠1.5克，碳纤维0.5克加水8升和少量稀硫酸混合均匀形成膏状，涂覆于预制好的铅铝锡铜合金网板上，干燥，得到正极板。
负极板的加工：将铅100克，硫酸钡3毫克，腐植酸4毫克，石墨1.5毫克，甲菜酸3克加水7升和少量稀硫酸混合均匀形成膏状，涂覆于预制好的铅铝锡铜合金网板上，干燥，得到负极板。
将上面配制和加工好的高分子电解液和高分子正负极板，按正常结构组装在蓄电池壳体内，经极群焊接、密封等工序后形成本例高分子蓄电池。
实施例三：蓄电池3
高分子电解质的配制：将二氧化硅26毫克，硫酸铝2克，硅酸钠80毫克，硫酸钴2.2毫克，硫酸羟胺2毫克，十二烷基磺酸钠3毫克，氧化银1毫克及保水剂微量均匀混合，加入比重为1.28的稀硫酸1000克中，溶解、搅拌均匀得到高分子电解质溶液。
正极板的加工：将铅100克，红丹5克，石墨5克，磷酸钠2.5克，碳纤维0.65克加水8升和少量稀硫酸混合均匀形成膏状，涂覆于预制好的铅铝锡铜合金网板上，干燥，得到正极板。
负极板的加工：将铅100克，硫酸钡5毫克，腐植酸5毫克，石墨2毫克，甲菜酸5克加水8升和少量稀硫酸混合均匀形成膏状，涂覆于预制好的铅铝锡铜合金网板上，干燥，得到负极板。
将上面配制和加工好的高分子电解液和高分子正负极板，按正常结构组装在蓄电池壳体内，经极群焊接、密封等工序后形成本例高分子蓄电池。
上面实施例的高分子蓄电池，经容量、耐过充电能力、密封反应效率检测，符合JB/T8451-1996和JB/T7403.1-1996标准规定的技术要求，检测结果见表1。
表1  本发明高分子蓄电池检测结果
 检测项目   外形尺寸   重量   10HR容量     5HR容量     耐过充电能力   密封反应效率
技术要求 长×宽×高(mm) 千克 10HR电流(42A)放电至终压1.8V，放电容量应不低于额定容量当5％，即≥399Ah 5HR电流(84A)放电至终压1.7V，实际容量在第一次容量试验时，应不低于额定容量的85％，即≥357Ah 蓄电池完全充电后，以0.3110(12.6A)定电力连续充电160h，静置1h，目测检查外观不应有漏液和明显变形 ≥90％
  电池                                    检    测    结    果
  1   240×172×330   38.7     578.9Ah     630.0Ah     无异常     100％
  2   240×172×330   38.3     614.6Ah     646.8Ah     无异常     100％
从表1检测结果可以知道，本发明的高分子蓄电池，充放电容量较普通蓄电池10HR容量增加40％-55％，5HR容量增加70％-80％，具有良好的应用效果。
本发明提供的高分子蓄电池，具有高倍率充放电性能，可以广泛应用于铁路、交通、部队、通讯和其他工矿企业。

Claims (2)

1、一种高分子蓄电池，由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成，其特征在于：
所述电解液为高分子电解质，由下述成分按重量份组配而成：
    稀硫酸            10000份
    二氧化硅          0.24-0.26份
    硫酸铝            17-20份
    硅酸钠            6-8份
    硫酸钴            0.015-0.022份
    硫酸羟胺          0.01-0.02份
    十二烷基磺酸钠    0.01-0.03份
    氧化银            0.01份
    保水剂            适量
所述正极板由铅铝锡铜合金网板涂覆正极板铅膏加工而成，所述正极板铅膏由下述成分按重量份混合后加水加酸组合：
    铅                100份
    红丹              2-5份
    石墨              4-5份
    磷酸钠            1.5-2.5份
    碳纤维            0.5-0.65份
所述负极板由铅铝锡铜合金网板涂覆负极板铅膏加工而成，所述负极板铅膏由下述成分按重量份混合后加水加酸组合：
    铅                100份
    硫酸钡            0.003-0.005份
    腐植酸            0.004-0.005份
    石墨              0.0015-0.002份
    甲菜酸            3-5份
以上正、负极板与所述高分子电解质配合使用组装一个完整的高分子蓄电池。
2、根据权利要求1所述的高分子蓄电池，其特征在于，所述高分子电解质，由下述成分按重量份组配而成：
稀硫酸             10000份
二氧化硅           0.25份
硫酸铝             18份
硅酸钠             7份
硫酸钴             0.02份
硫酸羟胺           0.01份
十二烷基磺酸钠     0.02份
氧化银             0.01份
保水剂             适量所述正极板铅膏由下述成分按重量份混合后加水加酸组合：
铅                 100份
红丹               2份
石墨               4份
磷酸钠             2份
碳纤维             0.6份所述负极板铅膏由下述成分按重量份混合后加水加酸组合：
铅                 100份
硫酸钡             0.004份
腐植酸             0.0046份
石墨               0.002份
甲菜酸             4份
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