儲能電池用膠體電解質的製作方法
2023-10-04 07:49:39
專利名稱：儲能電池用膠體電解質的製作方法
技術領域：
本發明涉及電池領域，具體涉及儲能電池用膠體電解質。
技術背景
隨著能源的日益緊張和環境汙染的加劇，世界各國越來越重視太陽能、風能等新能源和可再生能源的開發利用，新能源、可再生能源產業的發展，帶動了配套用儲能電池的需求。鉛酸蓄電池是目前應用較為廣泛的儲能電池，我國的儲能鉛酸蓄電池研發尚處在初期階段，存在著充放電性能、耐高低溫性能差，使用壽命短等缺點。由於多為戶外使用，加之太陽能、風能發電系統的工作受自然條件影響較大，對儲能電池的要求十分苛刻，需要滿足一定技術性能的要求，目前儲能鉛酸蓄電池主要是AGM技術的VRLA電池和膠體電池兩類。由於儲能電池使用環境通常較惡劣，太陽能發電系統在陰雨天則完全由蓄電池給負載供電，而風力發電是受風制約的，尤其是對小型風機更為明顯。不同地區的環境溫度範圍有所不同，中國南方環境溫度在0-50°C範圍內，而北方則在-400C -40°C範圍內，鉛酸蓄電池受溫度影響較大，溫度每升高10°C，壽命就降低一半。常見儲能用電池壽命終止的主要原因是1硫酸電解液乾涸；2熱失控；3正極活性物軟化脫落引起內部短路；4.低溫環境下，蓄電池長期充電不足，蓄電池長期處於過放電的欠充狀態，極板硫化嚴重。因此對儲能用蓄電池有更高的要求耐淺容量循環、耐高溫或低溫能力強，過放電恢復性能好，充電接受能力強，耐低溫間歇放電，耐過放或過充。目前的儲能用蓄電池使用壽命不能達到5年，這也是造成目前儲能系統發電成本較高的原因之一。發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供儲能電池用膠體電解質，能夠提高電池耐高低溫環境的性能，延長電池的循環壽命。
為解決上述現有的技術問題，本發明採用如下方案儲能電池用膠體電解質，由以下組分組成且各組分的質量百分比為
硫酸35-43%純水47-56%JN-30凝膠劑6-10%硫酸亞錫0. 055-0. 2%硫酸鈷0. 055-0. 2%硫酸鋅0. 0055-0. 010%
丙三醇0.055-0丨.3%聚乙烯醇0.05-0.1%聚乙烯吡咯烷酮0.05-0.1%磷酸0.55-1.2%三氧化二鉍0.05-0.1%三氧化二銻0.05-0.2% ο作為優選，各組分的質量百分比為
硫酸35%純水56%JN-30凝膠劑8. 0795%硫酸亞錫0. 055%硫酸鈷0. 055%硫酸鋅0. 0055%丙三醇0.055%聚乙烯醇0.05%聚乙烯吡咯烷酮0.05%磷酸0.55%三氧化二鉍0.05%三氧化二銻0.05% ο
作為優選，各組分的質量百分比為
硫酸41%純水50%JN-30凝膠劑7. 452%硫酸亞錫0. 1%硫酸鈷0. 1%硫酸鋅0. 008%丙三醇0. 2%聚乙烯醇0. 08%聚乙烯吡咯烷酮0. 08%磷酸0. 8%三氧化二鉍0. 08%
三氧化二銻作為優選，各組分的質量百分比為
硫酸純水
JN-30凝膠劑
0. 1% c
43% 48% 6. 59%硫酸亞錫0. 2%硫酸鈷0. 2%硫酸鋅0. 010%丙三醇0. 3%聚乙烯醇0. 1%聚乙烯吡咯烷酮0. 1%磷酸1. 2%三氧化二鉍0. 1%三氧化二銻0.2% ο有益效果本發明採用上述技術方案提供儲能電池用膠體電解質，提高了電池耐高低溫環境的性能，延長了電池的循環壽命。
具體實施例方式實施例一儲能電池用膠體電解質，由以下組分組成且各組分的質量百分比為
硫酸35%純水56%JN-30凝膠劑8. 0795%硫酸亞錫0. 055%硫酸鈷0. 055%硫酸鋅0. 0055%丙三醇0. 055%聚乙烯醇0. 05%聚乙烯吡咯烷酮 0.05% 磷酸0.55%
三氧化二鉍0. 05%
三氧化二銻0.05%。硫酸為試劑硫酸，為鉛酸電池的主要活物質；純水為硫酸稀釋劑、助劑，電導率 < 2yS/cm;JN-30凝膠劑為電解液凝固劑；硫酸亞錫為分析純級，功能為提高導電性及過放電恢復能力；硫酸鈷為提高活性物質與板柵間的結合力，延長板柵壽命；硫酸鋅增加硫酸鉛的溶解度，提高充電接受能力；丙三醇膠體中用於活性劑；聚乙烯醇為膠體穩定劑；聚乙烯比咯烷酮用做穩定劑，保護膠體、細化晶粒；磷酸為分析純級，用於減少正極活性物質脫落，抑制硫酸鹽化，延長電池壽命，也是膠體穩定劑；三氧化二鉍功能為提高活性物質利用率，抑制氫的析出，提高氧還原能力，提高電池循環壽命；三氧化二銻有電催化作用，能夠使得Pbo-Pbon的氧化反應在較低電位條件上開始，維持了腐蝕層在pbo2/pbSo4平衡電位以下以相當寬的電位範圍內具有較高的導電能力，提高正極活性物質利用率。本發明的膠體電解質是以氫鍵形式構成的三維網絡體系，將大量的硫酸分子及水包裹在三維的結構中，其物理特性呈彈性不流動的凝膠溶液。氫鍵是分子間的一種弱結合， 在外力直接作用下，包裹在控釋微囊中的「自由水」可以被釋放出來，一旦去掉剪切力結構又重新建立，「自由水」再次被包裹，其結構的形成和拆散是完全可逆的。加入電池後，可提高硫酸與鉛的電化反應。本膠體電解質凝膠後，電池內的稀硫酸變成不流動的果凍狀物質， 因此可增加電池的加液量，增加電池的熱容量及電池的耐低溫性能。本發明提供的儲能電池用膠體電解質具有以下優點提高了活性物質利用率，在完全凝膠狀態下使用；徹底解決了硫酸分層現象，延緩極板腐蝕與鈍化，減小自放電；電解液量足，使得電池熱容量大，電池散熱效果好，可耐高溫使用；增加了極板、隔板的均勻飽和度；氧複合通道，低內阻，充電接受能力強，抑制氫的析出，提高氧還原能力，提高電轉換效率；添加劑提高板柵間的結合力，延長板柵壽命；充放電無酸霧、水損失小，耐長期浮充，無汙染，科技環保；降低了電解液冰點，可在超低溫環境下使用；延長了電池使用壽命。儲能電池作為配套太陽能、風能發電系統、偏遠地區通訊設備供電系統的關鍵核心配件之一，採用本發明提供的膠體電解質後，解決了制約新能源風電儲能電池的「耐高低溫性能」、「循環使用壽命」、「充電接受能力」三大技術難題，電池組可在_42°C -60°C的環境下使用。實施例二 儲能電池用膠體電解質，由以下組分組成且各組分的質量百分比為硫酸41%純水50%JN-30凝膠劑7. 452%硫酸亞錫0. 1%硫酸鈷0. 1%硫酸鋅0. 008%丙三醇0. 2%聚乙烯醇0. 08%聚乙烯吡咯烷酮0. 08%磷酸0. 8%三氧化二鉍0. 08%
三氧化二銻0. 1%。實施例三儲能電池用膠體電解質，由以下組分組成且各組分的質量百分比為硫酸純水
JN-30凝膠劑硫酸亞錫硫酸鈷硫酸鋅丙三醇聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮
43% 48% 6. 59% 0. 2% 0. 2% 0. 010% 0. 3% 0. 1% 0. 1%
權利要求
1.儲能電池用膠體電解質，其特徵在幹由以下組分組成且各組分的質量百分比為 硫酸35-43%純水47-56%JN-30 凝膠劑6-10%硫酸亞錫0. 055-0. 2%硫酸鈷0. 055-0. 2%硫酸鋅0. 0055-0. 010%丙三醇0. 055-0. 3%聚乙烯醇0.05-0.1%聚乙烯吡咯烷酮0. 05-0. 1%磷酸0. 55-1. 2%三氧化ニ鉍0. 05-0. 1%三氧化ニ銻0.05-0.2%。
2.根據權利要求1所述的儲能電池用膠體電解質，其特徵在於各組分的質量百分比為硫酸35%純水56%JN-30 凝膠劑8. 0795%硫酸亞錫0. 055%硫酸鈷0. 055%硫酸鋅0. 0055%丙三醇0.055%聚乙烯醇0.05%聚乙烯吡咯烷酮 0.05%磷酸0.55%三氧化二鉍0. 05%三氧化二銻0.05%。
3.根據權利要求1所述的儲能電池用膠體電解質，其特徵在於各組分的質量百分比為硫酸41%純水50%JN-30凝膠劑7. 452%硫酸亞錫0. 1%硫酸鈷0. 1%硫酸鋅0. 008%丙三醇0. 2%聚乙烯醇0. 08%聚乙烯吡咯烷酮0. 08%磷酸0. 8%三氧化二鉍0. 08%三氧化二銻0. 1%。
4.根據權利要求1所述的儲能電池用膠體電解質，其特徵在於各組分的質量百分比為硫酸43%純水48%JN-30凝膠劑硫酸亞錫硫酸鈷硫酸鋅丙三醇聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮磷酸三氧化二鉍三氧化二銻·6. 59% 0. 2% 0. 2% 0. 010%·0.3% 0. 1% 0. 1%·1.2% 0. 1% 0.2% ο
全文摘要
本發明提供儲能電池用膠體電解質，由質量百分比為35-43％的硫酸、47-56％的純水、6-10％的JN-30凝膠劑、0.055-0.2％的硫酸亞錫、0.055-0.2％的硫酸鈷、0.0055-0.010％的硫酸鋅、0.055-0.3％的丙三醇、0.05-0.1％的聚乙烯醇、0.05-0.1％的聚乙烯吡咯烷酮、0.55-1.2％的磷酸、0.05-0.1％的三氧化二鉍、0.05-0.2％的三氧化二銻組成。能夠提高電池耐高低溫環境的性能，延長電池的循環壽命。
文檔編號H01M10/056GK102569882SQ201210046449
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月27日 優先權日2012年2月27日
發明者張森, 楊新新, 趙文超 申請人:超威電源有限公司