能提局鉛酸電池壽命的膠體電解液的製作方法
2023-12-05 17:02:46 2
能提局鉛酸電池壽命的膠體電解液的製作方法
【專利摘要】本發明公開了能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液，由以下質量百分比的原料組成，聚乙二醇0.ro.5%、硫酸亞錫0.1~1%、硫酸鈉0.5~1.5%、磷酸0.5~1%、有機矽聚合物0.05~2%、氣相二氧化矽0.5~8%、硫酸35~45%、其餘為去離子水。本發明中聚乙二醇作為膠體穩定劑，聚乙二醇可防止膠體在灌注電池之前發生凝膠或團聚，增強膠體穩定性，形成穩定的三維網絡結構；硫酸亞錫可被氧化成四價錫，提高活性物質的導電性和電池過放電後的再充電能力；硫酸鈉在電解液中可為電化學反應提供一定量的硫酸根，降低硫酸鉛結晶的過飽和度，防止生產緻密的導電性差的硫酸鉛層■』磷酸可細化硫酸鉛晶粒的粒徑；有機矽聚合物中的矽氧鍵和氫鍵可有效降低活性物質軟化速度，抑制表層活性物質鈍化，提高電池使用壽命。
【專利說明】能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液
【技術領域】
[0001] 本發明屬於鉛酸電池領域，具體涉及能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液。
[0002]
【背景技術】 鉛酸蓄電池自1859年發明以來，因其具有原料廣泛、價格低廉、性能可靠、適用溫度範 圍廣等優點，被應用於電力、交通、通信、汽車、鐵路等多個領域。經過一百多年的技術革新， 不斷提高電池能量密度、循環壽命和大電流放電能力等，目前在化學電源領域仍具有最大 的市場份額。鉛酸電池主要構造由正極、負極、電解液、隔膜、殼體、安全閥、端子等部件構 成，閥控式鉛酸電池中部分電解液被吸收在正負極板和AGM隔板中，使電池得以實現密封。
[0003] 但是鉛酸電池在使用過程中發現，會出現早期容量損失，對市場退回的鉛酸電池 進行解剖分析失效原因可知，佔比例最大的是正極板活性物質軟化脫落導致電池容量下 降，壽命終止。然而，隨電池循環進行，正極活性物質軟化是不可避免的，因為在電池充放電 中，活性物質不斷轉化導致正極體積膨脹收縮，結合力下降。為延緩其對電池產生不利影 響，多數企業和研究機構多是尋求不同添加劑來減緩活性物質軟化，如導電劑、纖維類添加 齊IJ、有機添加劑等，提高正極活性物質強度，延長電池壽命，但效果不顯著。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液，能有效 降低正極板活性物質軟化速度，從而延長鉛酸電池的壽命。
[0005] 本發明技術方案如下： 能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液，由以下質量百分比的原料組成，聚乙二醇 0. 1?0. 5%、硫酸亞錫0· 1?1%、硫酸鈉0· 5?1. 5%、磷酸0. 5?1%、有機矽聚合物0. 〇5?2%、氣相二 氧化矽0· 5?8%、硫酸35?45%、其餘為去離子水。 進一步優選方案是，聚乙二醇分子量4000~20000。
[0006] 進一步優選方案是，磷酸溶液濃度為75%。
[0007] 進一步優選方案是，硫酸溶液濃度為45%。
[0008] 進一步優選方案是，有機矽聚合物為有機矽氧烷、羥基矽油、含氫矽油、二甲基矽 油中的一種或多種。
[0009] 採用了上述技術方案後，本發明的有益效果是： 1、聚乙二醇作為膠體穩定劑，可防止膠體在灌注電池之前發生凝膠或團聚，增強膠體 穩定性，形成穩定的三維網絡結構。
[0010] 2、硫酸亞錫可被氧化成四價錫，提高活性物質的導電性和電池過放電後的再充電 能力。
[0011] 3、硫酸鈉在電解液中可為電化學反應提供一定量的硫酸根，降低硫酸鉛結晶的過 飽和度，防止生成緻密的導電性差的硫酸鉛層。
[0012] 4、磷酸可細化硫酸鉛晶粒的粒徑。
[0013] 5、有機娃聚合物中的娃氧鍵和氫鍵可有效降低活性物質軟化速度，抑制表層活性 物質鈍化，提高電池使用壽命。
【具體實施方式】
[0014] 實施例1 按重量比，取聚乙二醇0. 2%(在本實施例中，聚乙二醇分子量為6000)、硫酸亞錫0. 8%、 硫酸鈉〇· 8%、溶液濃度為75%的磷酸〇. 5%、有機矽聚合物〇· 5%(有機矽氧烷、羥基矽油1:丄 混合物）、氣相二氧化矽8%、溶液濃度為45%的硫酸35%、其餘為去離子水。
[0015] 所述的能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液的製備方法，包括以下步驟：將氣相二 氧化矽投入去離子水中，並以4800r/min速度剪切攪拌混合30min，得到膠體母液A ; 將硫酸亞錫、硫酸鈉、磷酸、有機矽聚合物、聚乙二醇分別與去離子水溶後，混合均勻得 到混合液B ; 再將母液A、混合液B、硫酸溶液混合均勻，以3000r/min的速度攪拌20min，得膠體電解 液。
[0016] 實施例2 取聚乙二醇0. 5% (在本實施例中，聚乙二醇分子量為4000)、硫酸亞錫0· 5%、硫酸鈉 0. 5%、磷酸0. 8%、有機矽聚合物1. 〇% (有機矽氧烷)、氣相二氧化矽6%、硫酸別％、其餘為去 離子水。其餘實施如實施例1。
[0017] 實施例3 取聚乙二醇0· 1% (在本實施例中，聚乙二醇分子量為20000)、硫酸亞錫〇· 2%、硫酸鈉 1. 5%、磷酸1%、有機矽聚合物(氫矽油、二甲基矽油2:1混合物）0· 15%、氣相二氧化矽4. 5%、 硫酸38%、其餘為去離子水。其餘實施如實施例1。
[0018] 實施例4 取聚乙二醇0· 1% (在本實施例中，聚乙二醇分子量為20000)、硫酸亞錫〇· 2%、硫酸鈉 1. 5%、磷酸1%、氣相二氧化矽4. 5%、硫酸38%、其餘為去離子水。其餘實施如實施例1。
[0019] 對實施例1、2、3,實施例4作為空白對比試驗比較。將以上不同電解液加入 6-DZM-12電池中，按照國標進行初期性能測試，測試數據見表1。
[0020] 表1不同實施例電池測試數據
【權利要求】
1.能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液，其特徵在於：由以下質量百分比的原料組 成，聚乙二醇〇·廣〇· 5%、硫酸亞錫〇·廣1%、硫酸鈉〇. 5%、磷酸〇. 5?1%、有機矽聚合物 0· 05?2%、氣相二氧化矽0. 5?8%、硫酸35?45%、其餘為去離子水。
2·如權利要求1所述的能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液，其特徵在於：有機矽聚合 物為有機矽氧烷、羥基矽油、含氫矽油、二甲基矽油中的一種或多種。 3_如權利要求1所述的能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液，其特徵在於：聚乙二醇分 子量 4000~20000。
4. 如權利要求1所述的能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液，其特徵在於：磷酸溶液濃 度為75%。
5. 如權利要求1所述的能提高鉛酸電池壽命的膠體電解液，其特徵在於：硫酸溶液濃 度為45%。
【文檔編號】H01M10/10GK104218261SQ201410402910
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】張慧, 方明學, 王斌, 張麗芳 申請人:浙江天能電池江蘇新能源有限公司