矽凝膠電解質鉛酸蓄電池(丙三醇作穩定劑)的製作方法
2023-07-15 17:38:41 1
專利名稱:矽凝膠電解質鉛酸蓄電池(丙三醇作穩定劑)的製作方法
鉛酸蓄電池仍是目前世界上主要的蓄電池品種。它應用廣泛，價格低廉，製造技術成熟。但也存在比容量不高、維護麻煩、不安全、對環境造成汙染等缺點。70年代矽凝膠電解質鉛酸蓄電池的問世，使鉛酸蓄電池技術向前推進了一步，凝膠電解質替代了硫酸電解液，硫酸被吸附在凝膠體中，供電池充放電過程中參與化學反應。
為解決凝膠電解質鉛蓄電池容量下降的問題，同時進一步減少電池內氣體的產生，降低水的消耗，改善電池的性能，採取了如下措施1、在極板方面因不同的電解質對極板要求不同，研究發現，凝膠電解質鉛酸蓄電池在放電時正極板鉛含量需增加5％到15％，以適應凝膠電解質的工作狀態。凝膠電解質不僅適用於一般鉛酸蓄電池，其中鉛銻板柵中銻的含量控制在3.5％到8％，而且更適用於少維護、免維護和密封鉛酸蓄電池。其中鉛鈣和低銻板柵中，正、負板柵均是多元合金組成，正板柵銻的含量在3.5％至1.8％，負板柵鈣的含量0.12％至0.8％，負極板的鉛膏中加入了木素磺酸等做膨脹劑。提高了凝膠電解質鉛酸蓄電池的容量，減少了氣體的產生、降低了耗水量。
2、在凝膠電解質方面不同的電解質的導電性能也不同，電解質的純度對電池的容量和壽命有很大影響，凝膠電解質中的二氧化矽是用離子交換法除去雜質而獲得高純度的二氧化矽，其含量控制在5％至12％範圍，加入丙三醇等物質作為酸凝固劑的穩定劑，以增加凝固劑的長期存放穩定性和凝膠電解質的彈性。
凝固劑和硫酸溶液的配比，以及硫酸溶液的比重都極為重要。二氧化矽含量不同，硫酸的比重也不同，一般硫酸的比重為1.40至1.57。硫酸是用高純度的去離子水稀釋。硫酸溶液和凝固劑混合後的比重為1.26至1.30，凝固劑和硫酸的配比為1比1至1比3.0。
3、電解液灌入電池的方法採用分層分比例注入法，一般可分為2至3層，底層約佔40％，中層佔30％，上層佔30％。注入每層要有時間間隔，一般為2至4小時，待凝膠冷卻到室溫後再注入另一層，每層中硫酸和凝固劑的配比略有不同，上層凝固劑含量，要多於中層，更要多於下層。注入後靜止5小時左右再進行初充電，初充電和正常充電的方法，與硫酸電解液鉛酸蓄電池基本相同。
我們研究的凝膠電解質鉛酸蓄電池，經有關部門對主要技術指標，如容量、密封性、機械強度、電性能、失水等，進行測試，其性能與同類硫酸電解液蓄電池比較有明顯的優點(1)密封性能好，不漏液。
(2)維護少，凝膠電解質灌好後不再需要添加硫酸溶液，添加水的次數和數量明顯減少。
(3)電性能穩定。
(4)出氣量少。
(5)壽命長。
(6)適用於溫度範圍寬。
小型凝膠電解質鉛酸蓄電池的結構如附圖示。
正極板1，鉛的含量提高5％至15％。鉛銻板柵中，銻的含量在3.5％至8％，低銻和鉛鈣板柵銻的含量在3.5％至1.8％，鈣的含量在0.8％至0.12％，負板中添加木素磺酸鋇等物質。凝膠電解質3是以硫酸和二氧化矽為主要成分，二氧化矽的含量為5％至12％，添加丙三醇等穩定劑，微孔塑料板4，外殼5用ABS塑料或聚丙烯塑料壓制而成。電池蓋6，透氣蓋7既可以排除電池內部氣體，取下透氣蓋又可注入液體。電池殼內有兩組電池，各在一個電池槽內，兩組電池串聯是通過連結條8連起來的，它連結正極柱10和負極柱9，電池蓋和外殼的縫隙是用環氧樹脂或其它膠密封的。
矽凝膠電解質鉛酸蓄電池，適用於各種可攜式電源，因此可以說它是有廣闊開展前景的蓄電池新品種。
權利要求
1.一種凝膠電解質鉛酸蓄電池，其特徵在於凝膠電解質由硫酸和硫酸凝固劑組成，凝膠電解質可分層灌入有正極板，負極板的電池殼體內。
2.根據權利要求
1，其特徵在於蓄電池鉛銻板柵中正極板、負極板銻的含量均為3.5％～8％。
3.根據權利要求
1，其特徵在於蓄電池鉛鈣、低銻多元合金組成的板柵，負極板由鉛鈣多元合金組成，板柵中鈣的含量0.8％～0.12％，正極板由低銻多元合金組成，銻的含量3.5％～1.8％範圍。
4.根據權利要求
1，其特徵在於正極板鉛的含量提高5％～15％。
5.根據權利要求
1，其特徵在於負極板的鉛膏中加入木素磺酸，硫酸鋇。
6.根據權利要求
1，其特徵在於凝膠電解質由硫酸與硫酸凝固劑形成的凝膠體，硫酸凝固劑主要是由二氧化矽組成，添加了丙三醇作穩定劑形成矽溶膠。
7.根據權利要求
6，其特徵在於硫酸凝固劑是用離子交換法除去各種雜質，獲得高純度的二氧化矽溶液，二氧化矽的含量是在5％～12％範圍。
8.根據權利要求
1或7，硫酸與硫酸凝固劑混合後凝膠電解質比重為1.26～1.30％。
9.根據權利要求
1，其特徵在於凝膠電解質灌注可分層進行，分為上層、中層、下層，三層中灌注比例下層約佔40％，中層約佔30％，上層約佔30％，每一層灌入後要靜止2～4小時，待凝膠電解質冷卻到室溫後再灌入另一層，全部灌注完畢後要靜止放置5～12小時，然後進行蓄電池的初充電。
10.根據權利要求
1或9，其特徵在於凝膠電解質灌注的三層中，下層硫酸凝固劑的含量少於中層，中層凝固劑含量少於上層凝固劑的含量。三層中硫酸與硫酸凝固劑的比例為11至31範圍。
專利摘要
矽凝膠電解質鉛酸蓄電池是鉛酸蓄電池的新品種，凝膠電解質主要由二氧化矽和硫酸組成，添加了丙三醇等穩定劑形成穩定的凝膠體。本研究成功地解決了此類蓄電池的容量問題，減少了電池中氣體的產生。並研究了此類蓄電池的灌注方法、正負極板合理配比和成分，使此類蓄電池具有密封性能好、維護少、壽命長、電性能穩定，使用溫度範圍寬等特點。該蓄電池特別適用於可攜式可充電蓄電池。
文檔編號H01M10/06GK86209279SQ86209279
公開日1988年2月10日 申請日期1986年11月24日
發明者穆鳳榮, 張承憲 申請人:張承憲, 穆鳳榮導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan