聚核矽朊高能鉛酸蓄電池的製作方法

2023-05-02 02:08:26 2

專利名稱：聚核矽朊高能鉛酸蓄電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力材料設備領域，特別涉及一種聚核矽朊製作方法及蓄電池。
背景技術：
鉛酸蓄電池充放電過程在電極上要發生能量的交換，而電極上化學能與 電能的交換速度是決定能量交換程度的關健因素。在鉛酸蓄電池的能量系統 中，電極外部是依靠電子的移動來完成能量傳輸的，而電極內部是依靠離子 的移動來完成能量傳輸的。由於電子在外電路的移動速度遠遠大於離子在內 電路的移動速度，因此，電極反應速度往往受到離子在內電路移動速度的影 響。目前太陽能轉換系統使用的儲能鉛酸蓄電池的陰雨條件下的充電效率低、 低溫條件下放電容量低及高溫條件下的失水率高等。發明內容本發明實施例提供一種聚核矽朊製作方法及蓄電池，實現蓄電池的充電 接收能力增強、低溫放電容量增大和高溫失水率降低。本發明所提供的聚核矽朊製作方法及蓄電池實施例是通過以下技術方案實現的一種聚核矽朊製作方法，包括步驟(1 )、將主鏈結構的有機矽聚合物製成納米級有機矽聚合物；(2 )、將功能高分子聚丙烯醯胺與所述的納米級有機矽聚合物進行混合製成高分子有機聚合矽；(3 )、在高速混合釜中將所述的高分子有機聚合矽與水態硫酸電解質溶液複合，使硫酸電解質溶液由水態變為油包水型膠態，製成聚合物有機矽朊;(4) 、給所述的聚合物有機矽朊分子的結合能施加能量共振效應，製成 亞穩態聚合物有機矽朊；(5) 、在容器中將氬氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液和氫氧化鉀溶液混合， 製成三元鹼溶液；(6 )、將氣相二氧化矽役入所迷容器中與所迷的三元鹼溶液逬行混合反 應生成碰撞性無4幾矽溶液；(7 )、在缸制容器中將^5並撞性無機矽溶液與水態^琉酸電解質溶液複合， 製成複合碰撞性無機矽朊；(8) 將碰撞性無機矽朊與亞穩態聚合物有機矽朊在密閉反應蚤中混和制 成聚核矽朊母體；(9) 將三種配合劑加入聚核矽朊母體進行調和；再將調和好的聚核矽朊 母體加入添加劑硼酸、石粦酸、矽酸、石克酸進行混和後；再加入多功能改性劑， 然後在高速混合釜中混合，製成聚核矽朊。本發明實施例還提供一種用上述聚核矽朊溶液作為電解液的蓄電池， 所述蓄電池的槽體採用工程塑料，所述的蓄電池隔板為超細玻璃纖維隔膜；所述蓄電池的正極板柵為高錫低鉀型Pb-Ca-Sn-Al合金，所述蓄電池的負 極板柵為中錫高鉤型Pb-Ca-Sn-Al合金；所述蓄電池的正才及鉛膏還加入0.5%新型材料三氧化二銻，所述蓄電池的 負極鉛膏酉己還加入0.15 %。硒粉；所述蓄電池的電解液為聚核矽朊電解液。上述技術方案具有如下有益效果本發明實施例製作方法提供的聚核矽 朊在發揮有機膠態體系和無機膠態體系的優點的基礎上，使本發明實施例提 供的蓄電池具有熱比容大，溫帶寬；比能量高，容量大；電極偶和碰撞效率 高，能量轉換速度快等。
具體實施方式
為了更好的理解本發明的技術方案，下面詳細描述本發明提供的實施例。 該聚核矽朊製作方法，包括步驟(1)、將主鏈結構的有機矽聚合物製成納米級有機矽聚合物，具體包括 利用製藥設備，應用納米技術將(-c-Si-o-)n主鏈結構的有機矽聚合物製成 5-10nm的納米級有機矽聚合物。這種納米級有機矽聚合物是具有高度分散性的圓珠型均聚網狀結構，這種網狀結構可供在空間多個維向嵌入不同種類的 羥基功能基團，使之具有良好的親水性和熱比容。(2 )、將功能高分子聚丙烯醯胺與所述的納米級有機矽聚合物進行混合 製成高分子有機聚合矽，具體包括在密閉反應釜中將功能高分子聚丙烯醯 胺(M》300萬)與納米級(-C-Si-O-)n有機矽聚合物進行混合20min,製成高 分子有機聚合矽，並通過接枝功能基團法使混合物中的多晶態在介觀結構層 面內有效地進行能量分布，並使聚合物高分子鏈側基形成多種活性基團，該 多種活性基團包括助滲基團、低阻基團、絡合基團等。(3 )、在高速混合釜中將所述的高分子有機聚合矽與水態硫酸電解質溶 液複合，使硫酸電解質溶液由水態變為油包水型膠態，製成聚合物有機矽朊。(4) 、給所述的聚合物有機矽朊分子的結合能施加能量共振效應，製成 亞穩態聚合物有機矽朊，具體包括利用微擾共振能量發生系統給聚合物有 機矽朊分子的結合能施加能量共振效應，使所述的聚合物有機矽朊分子的結 合能由基態激發到亞穩態，製成亞穩態聚合物有機矽朊。這種亞穩態聚和物 有機矽朊團簇的活性增強，溶液的能量增大，同時通過能量共振效應，電解 質的離子由"無序狀態"變成了 "有序狀態"，使得離子強度增加。(5) 、在容器中將氳氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液和氫氧化鉀溶液混合， 製成三元;鹹溶液，所述的氬氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液和氬氧化鉀溶液的濃 度為摩爾濃度，在容器中將所述濃度的氫氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液和氫氧 化鉀溶液按照1.2:1.0:1.0比例混合，製成三元石鹹溶液。(6 )、將氣相二氧化矽投入所述容器中與所述的三元^5鹹溶液進行混合反 應生成碰撞性無機矽溶液，具體包括將1.3%-1.5%量的氣相二氧化矽投入缸 制容器中與三元鹼溶液按摩爾比進行混合反應生成碰撞性無機矽溶液。(7 )、在缸制容器中將碰撞性無機矽溶液與水態爿琉酸電解質溶液複合， 製成複合碰撞性無機矽朊；(8 )將碰撞性無機矽朊與亞穩態聚合物有機矽朊在密閉反應釜中混和制 成聚核矽朊母體，具體包括將碰撞性無機矽朊與亞穩態聚合物有機矽朊在 密閉反應釜中按體積比l: 2.5混和製成聚核矽朊母體，其中所述的聚核矽 朊母體的有效名圭含量為0.29-0.3%wt，膠體粒徑保持在10nm數量級。(9)將三肝配合劑加入聚核石至朊母體近行調和；再將調和好的聚核碌朊 母體加入添加劑硼酸、磷酸、矽酸、闢u酸進行混和後；再加入多功能改性劑， 然後在高速混合釜中混合，製成聚核矽朊，具體包括將稠度控釋劑、膠體 穩定劑及功能滲透劑按0.1 ~0.15%。加入聚核矽朊母體進行調和；再將調和好 的聚核矽朊母體加入按摩爾比1: 2: 3: 4配製好的硼酸、磷酸、矽酸、硫酸 進行混和後；再加入0.15~0.2%。的乙二胺四乙酸(EDTA， 100-500PPM)、多 苯核(稠環)醌苯(以加大離子遷移速率，減少內阻)或果酸控釋，然後在 高速混合釜中混制2小時，製成聚核矽朊電解液。本發明實施例還提供一種用上述方法製作而成的聚核矽朊作為電解液的 蓄電池，該蓄電池的槽體採用工程塑料，該蓄電池隔板為超細玻璃纖維隔膜；該蓄電池的正極板柵為高錫低鈣型Pb-Ca-Sn-Al合金，該高錫低鈣型 Pb-Ca-Sn-Al合金的各成份的含量為Ca為0.06%, Sn為1.50%, Al為0.03%; 所述蓄電池的負極板柵為中錫高鈣型Pb-Ca-Sn-Al合金；該中錫高鈣型 Pb-Ca-Sn-Al合金各成份的含量為Ca為0.10%， Sn為0.80%, Al為0.03%。所述蓄電池的正才及鉛膏配方除正常添加劑外，還加入0.5%新型材衝+三氧 化二銻，所述蓄電池的負極鉛膏配方除正常添加劑外，還加入0.15%。硒粉； 所述蓄電池的電解液為聚核矽朊電解液。該蓄電池的製作方法包括(1) 該蓄電池的槽體採用ABS工程塑料，外形尺寸可以為402 mm x 171 mm x 217mm;(2) 該蓄電池的隔板採用超細玻璃纖維(AGM)隔膜；(3 )該蓄電池的正極板柵採用高錫低4丐型Pb-Ca-Sn-Al合金； 其中Ca含量為0.06%; Sn含量為1.50°/。； Al含量為0.03°/。。 (4)該蓄電池的負極採用中錫高鈣型Pb-Ca-Sn-Al合金； 其中Ca含量為0.10%; Sn含量為0.80%; Al含量為0.03%。(5 )該蓄電池的正極鉛會配方除正常添加劑外，加入0.5°/。新型材料三氧 化二銻；(6) 該蓄電池的負極鉛膏配方除正常添加劑外，加入0.15%。硒粉；(7) 該蓄電池的按照正常板柵、極板和蓄電池組裝生產工藝生產出 12V100Ah鉛酸蓄電池；(8) 將聚核矽朊電解液在常溫下灌注到12V100Ah鉛酸蓄電池單體內， 灌入量15ml/Ah，靜置5h後進行充電。(9) 按正常充電方法對蓄電池進行充電至完全荷電狀態。 本發明實施例的製作方法提供的聚核矽朊在發揮有機膠態體系和無機膠態體系的優點的基礎上，使本發明實施例提供的蓄電池具有熱比容大，溫帶 寬；比能量高，容量大；電極偶和碰撞效率高，能量轉換速度快等。以上對本發明實施例所提供的 一種聚核矽朊製作方法及蓄電池進行了詳 細介紹，對於本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思想，在具體實 施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為 對本發明的限制。
權利要求
1、一種聚核矽朊製作方法，其特徵在於，包括步驟(1)、將主鏈結構的有機矽聚合物製成納米級有機矽聚合物；(2)、將功能高分子聚丙烯醯胺與所述的納米級有機矽聚合物進行混合製成高分子有機聚合矽；(3)、在高速混合釜中將所述的高分子有機聚合矽與水態硫酸電解質溶液複合，使硫酸電解質溶液由水態變為油包水型膠態，製成聚合物有機矽朊；(4)、給所述的聚合物有機矽朊分子的結合能施加能量共振效應，製成亞穩態聚合物有機矽朊；(5)、在容器中將氫氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液和氫氧化鉀溶液混合，製成三元鹼溶液；(6)、將氣相二氧化矽投入所述容器中與所述的三元鹼溶液進行混合反應生成碰撞性無機矽溶液；(7)、在缸制容器中將碰撞性無機矽溶液與水態硫酸電解質溶液複合，製成複合碰撞性無機矽朊；(8)將碰撞性無機矽朊與亞穩態聚合物有機矽朊在密閉反應釜中混和製成聚核矽朊母體；(9)將三種配合劑加入聚核矽朊母體進行調和；再將調和好的聚核矽朊母體加入添加劑硼酸、磷酸、矽酸、硫酸進行混和後；再加入多功能改性劑，然後在高速混合釜中混合，製成聚核矽朊。
2、 如權利要求1所述的聚核矽朊製作方法，其特徵在於，所述的步驟(1) 具體包括利用製藥設備，應用納米技術將主鏈結構的有機矽聚合物製成 5-10nm的納米級有機矽聚合物。
3、 如權利要求1所述的聚核矽朊製作方法，其特徵在於，所述的步驟(2) 具體包括在密閉反應釜中將功能高分子聚丙烯醯胺與納米級有機矽聚合物 進行混合20min,製成高分子有機聚合矽，並通過接枝功能基團法使混合物中 的多晶態在介觀結構層面內有效地進行能量分布，使聚合物高分子鏈側基形 成多種活性基團。
4、 如權利要求1所述的聚核矽朊製作方法，其特徵在於，所述的步驟(4) 具體包括利用微擾共振能量發生系統給聚合物有機矽朊分子的結合能施加能量共振效應，使所述的聚合物有機矽朊分子的結合能由基態激發到亞穩態， 製成亞穩態聚合物有機矽朊。
5、 如權利要求1所述的聚核矽朊製作方法，其特徵在於，所述的步驟(5) 中的氫氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液和氫氧化鉀溶液的濃度為摩爾濃度，在容 器中將所述濃度的氫氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液和氫氧化鉀溶液按照1.2:1.0:1.0比例混合，製成三元石威溶液。
6、 如權利要求1所述的聚核矽朊製作方法，其特徵在於，所述的步驟(6) 具體包括將1.3%-1.5%量的氣相二氧化矽投入缸制容器中與三元鹼溶液按摩 爾比進行混合反應生成碰撞性無機矽溶液。
7、 如權利要求1所述的聚核矽朊製作方法，其特徵在於，所述的步驟(8) 具體包括將碰撞性無機矽朊與亞穩態聚合物有機矽朊在密閉反應釜中按體 積比l: 2.5混和製成聚核矽朊母體，其中所述的聚核矽朊母體的有效矽含 量為0.29-0.3%wt,膠體粒徑保持在10nm數量級。
8、 如權利要求1所述的聚核矽朊製作方法，其特徵在於，所述的步驟(9) 具體包括將稠度控釋劑、膠體穩定劑及功能滲透劑按0.1~0.15%。加入聚核 矽朊母體進行調和；再將調和好的聚核矽朊母體加入按摩爾比1: 2: 3: 4配 制好的硼酸、磷酸、矽酸、硫酸進行混和後；再加入0.15~0.2%。的EDTA、 多苯核醌苯或果酸控釋，然後在高速混合釜中混制2h,製成聚核矽朊電解液。
9、 一種蓄電池，其特徵在於，所述蓄電池的槽體採用工程塑料，所述的蓄電池隔板為超細玻璃纖維隔膜；所述蓄電池的正極板柵為高錫低鈣型Pb-Ca-Sn-Al合金，所述蓄電池的負 極板柵為中錫高鈣型Pb-Ca-Sn-Al合金；所述蓄電池的正才及鉛膏還加入0.5%新型材料三氧化二銻，所述蓄電池的 負極鉛膏還加入0.15%。硒粉；所述蓄電池的電解液為聚核矽朊電解液。
10、 如權利要求9所述的蓄電池，其特徵在於，所述的高錫低4丐型 Pb-Ca-Sn-Al合金的各成份的含量為Ca為0.06%， Sn為1.50%, Al為0.03%;中錫高鈣型Pb-Ca-Sn-Al合金各成份的含量為Ca為0.10%, Sn為0.80%， Al為0.03%。
全文摘要
本發明涉及電力材料設備領域，提供了一種聚核矽朊高能鉛酸蓄電池，具體提供了一種聚核矽朊製作方法及蓄電池。通過聚核矽朊在發揮有機膠態體系和無機膠態體系的優點的基礎上，使本發明實施例提供的蓄電池具有熱比容大，溫帶寬；比能量高，容量大；電極偶和碰撞效率高，能量轉換速度快等。
文檔編號C08L83/10GK101323705SQ200810097979
公開日2008年12月17日 申請日期2008年5月21日 優先權日2008年5月21日
發明者沈維新 申請人:沈維新