閥控式鉛酸蓄電池用膠體電解液組分及製備方法與流程
2023-08-03 11:22:41 3
本發明涉及一種電池用電解液組分，具體地講，本發明涉及一種電池用膠體電解液組分，本發明還涉及電池用膠體電解液的製備方法。
背景技術：
閥控式密封蓄電池屬於一種鉛酸蓄電池類產品，它除在移動通信、郵電等領域得到普及性應用外，近幾年來在太陽能風光互補儲能系統、油機混合供電系統中也得到廣泛應用。作為儲能單元的閥控式鉛酸蓄電池在備電源源中，能夠達到削峰填谷的作用。但是，在這些場合應用的電池長期處於非浮充狀態，循環使用較頻繁，其循環使用壽命僅兩年左右，究其原因，是閥控式密封蓄電池長期頻繁循環使用易失水，從而引起內置電解液分層，造成電池板柵腐蝕不均，以及失水後產生熱失控導致電池快速失效。為此，本行業不少單位都組織力量開展提高閥控式鉛酸蓄電池循環使用壽命方面的技術研究。本發明通過研製膠體電解液來提高閥控式鉛酸蓄電池循環使用壽命。
技術實現要素：
本發明主要針對現有技術的不足，提出一種閥控式鉛酸蓄電池用膠體電解液組分，該組分配置合理、製備容易，形成的膠體電解組織穩定，不易失水。本發明還包括閥控式鉛酸蓄電池用膠體電解液製備方法。
本發明通過下述技術方案實現技術目標。
閥控式鉛酸蓄電池用膠體電解液組分，其改進之處在於：它由以下按重量百分比計量的組分組成：硫酸80～90%、膠體膠液10～20%。
作為進一步改進方案，所述硫酸密度為1.15～1.25g/cm325℃。
作為進一步改進方案，所述膠體膠液組分按重量百分比計量如下：去離子水73～80%、氫氧化鈉9～12%、矽粉9～10%、硫酸鈷0.2～0.3%、硫酸鎂0.2～0.3%、硫酸鋁0.2～0.3%、錫酸鈉0.2～0.3%和鉬酸鈉0.2～0.3%。
作為進一步改進方案，所述矽粉為氣相狀態。
作為進一步改進方案，所述膠體膠液和膠體電解液分別製備，具體步驟如下：
A、膠體膠液製備；
A1、將量取的去離子水加熱至60～80℃；
A2、將量取的氫氧化鈉加入去離子水中，一邊加氫氧化鈉一邊攪拌，至少用15min攪拌成漿料；
A3、將量取的矽粉在3.0～5.0min內順序且緩慢地加入到漿料中，仍採用一邊添加一邊攪拌工藝，混合成SiO2NaOH漿料；
A4、用5隻容器分別盛裝已加熱的去離子水，待用；
A5、在上述5隻容器中分別放置量取的硫酸鈷、硫酸鎂、硫酸鋁、錫酸鈉和鉬酸鈉，待溶解後攪拌成溶液；
A6、將5隻容器剛調勻的溶液加入到SiO2NaOH漿料中，一邊加一邊攪拌，攪拌至少20min；
A7、攪拌均勻的膠體膠液冷卻至常溫，備用。
B、膠體電解液製備
分別量取膠體膠液、硫酸，用分散機攪拌30～60min，配置後的膠體電解液靜置待用，必須在24h內用完。
本發明與現有技術相比，具有以下積極效果：
1、膠體膠液因富含水，熱容量大、而且散熱好，大大減少電池熱失控現象；
2、膠體膠液在成品電池中常態為凝膠狀態，不流動、易形成三維多孔結構，有利於氣體合成而減少失水；
3、呈稀溶膠狀態的膠體電解液注入電池內，能夠充滿電池整個極板空間，使電池內部極板各部位反應均勻。
4、膠體電解液無沉澱，電池內部不會發生酸分層現象，為提高電池壽命創造了條件。
具體實施方式
下面通過實施例來進一步說明本發明。
閥控式鉛酸蓄電池用膠體電解液組分共有兩種材料，主體是硫酸，配料是膠體膠液。本實施例中按重量百分比計量組分，其中硫酸80～90%、膠體膠液10～20%。所述硫酸密度為1.15～1.25g/cm325℃。所述膠體膠液組分為混合體，其組分按重量百分比計量如下：去離子水73～80%、氫氧化鈉9～12%、矽粉9～10%、硫酸鈷0.2～0.3%、硫酸鎂0.2～0.3%、硫酸鋁0.2～0.3%、錫酸鈉0.2～0.3%和鉬酸鈉0.2～0.3%。按照上述組分的配比製備膠體電解液，首先作膠體膠液製備，具體步驟如下：
A、膠體膠液製備；
A1、量取8000g的去離子水加熱至60～80℃；
A2、量取900g的氫氧化鈉，將氫氧化鈉加入去離子水中，一邊加一邊攪拌，攪拌至少20min成漿料；
A3、量取矽粉1000g，本實施例用的矽粉為氣相狀態，將量取的矽粉在5min內順序且緩慢地加入到漿料中，仍採用一邊添加一邊攪拌工藝，直至混合成SiO2NaOH漿料；
A4、用5隻500ml的燒標，分別盛上300ml的去離子水，待用；
A5、在上述5隻容器中分別放置20g硫酸鈷、硫酸鎂、硫酸鋁、錫酸鈉和鉬酸鈉，待溶解後攪拌成溶液；
A6、將5隻燒杯中剛調勻的溶液加入到SiO2NaOH漿料中，一邊加一邊攪拌，攪拌至少30min；
A7、攪拌均勻的膠體膠液冷卻至常溫備用。
B、膠體電解液製備
取用已製備成的膠體膠液和選定密度為1.25g/cm325℃硫酸製備兩例膠體電解液，具體份量見下表
取用表中兩實施例和現有技術的電解液，用同批次極板製作6-GFM-100閥控式鉛酸蓄電池30隻，產品經化成結束後按規定靜置48小時，然後分別作常溫循環壽命對比驗證、高溫浮充壽命驗證和電解液比重驗證。三組產品常溫循環壽命終止時，實施例1為145次，實施例2為162次，現有技術僅有55次。60℃高溫浮充壽命結果是實施例1為9個大循環、實施例2為11個大循環，現有技術僅有8個大循環。三組產品電解液比重見下表：
從上述驗證結果可知，本發明的膠體電解液能夠顯著提高電池常溫循環性能和高溫循環性能，而且電解液比重誤差極小沒有分層的負面影響。