一種膠體蓄電池的加膠方法與流程
2023-09-19 13:05:35 4
本發明屬於電池
技術領域：
，具體是指一種膠體蓄電池的加膠方法。
背景技術：
：早在1957年,德國陽光公司就發明了膠狀電解質的全密封閥控式鉛酸蓄電池,並獲得全球性技術專利,目前陽光公司在世界膠體電池行業仍處於領先地位。膠體蓄電池與吸附式閥控蓄電池相比具有許多優勢,這種電池具有自放電小、充電時不易產生酸霧、可消除電解液分層、能避免熱失控現象、工作溫度範圍寬的特點,另外電池使用膠體還可防止活性物質脫落,從而達到長壽命的目的。由於膠體蓄電池具備上述優點,所以市場前景非常廣闊。從80年代至今,中國對膠體蓄電池的研究工作越來越深入和完善。然而膠體蓄電池的生產一直存在兩大難點:其一是容量較低,其二是加膠困難。由於膠體電解質是影響電池性能的關鍵因素之一,所以近年來對膠體電解質及硫酸凝固劑的報導較多,而對膠體電解質的灌注工藝報導卻很少,可膠體電解質的灌注是膠體電池生產的關鍵點。膠體灌注的方法多種多樣,常用的有直接灌入法、酸置換法等。這些方法適用於不同的膠體和電池結構,它們都存在一定的缺陷。直接灌入法是在常溫下將矽溶膠、硫酸混合後加入到電池中,混合過程的溫升大約為15℃,所以最終混合溶液的溫度可達40℃以上,由於溫度高而凝膠時間短,這樣溶液的粘度不斷增大而導致膠體電解質無法很好地滲透到電池中的各個部位,最終電池隔板及極板中的膠量分布不均勻,電池容量不足;該灌注工藝同時要求配膠和加膠過程迅速,生產實際過程很難操作。酸置換法是先將酸加入電池,將極板與隔板充分浸泡後抽酸,然後加膠,這樣工藝操作步驟多、工藝複雜、可操作性差,且酸、膠不易混合均勻,凝膠狀態不佳,電池循環性能不好。因此，很有必要設計一種膠體蓄電池的加膠方法。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是提供一種膠體蓄電池的加膠方法。本發明的內容包括：一種膠體蓄電池的加膠方法，包括如下步驟：（1）按照電池中膠酸含量設計要求計算每單格所需加入的硫酸及矽溶膠體積，硫酸及矽溶膠體積佔電池每單格容積4/5-5/6；（2）然後將電池加入硫酸後靜置2-3小時，讓硫酸充分浸透極板和隔板,同時也讓電池的溫度降下來；（3）靜置後對電池進行放電，放電電流不能太大,減少高濃度酸液對極板的腐蝕作用；（4）電池放電結束加入矽溶膠後對電池進行初充電。本發明中，作為一種優選的技術方案，所述步驟（1）中，由於膠體電解質鉛酸蓄電池是利用矽溶膠產生的聚合反應所形成的網絡包裹硫酸電解質實現電池密封,凝膠體是連續三維的網狀結構,如果SiO2含量太高,生成的網狀結構太多,表現為膠體電解質發乾、發硬、彈性差,如果SiO2含量太低,生成的網絡結構很少,表現為不凝膠或凝膠很弱,所以膠體蓄電池中的酸含量及膠含量要合適。因此，硫酸及矽溶膠體積比為1:1.2。本發明中，作為一種優選的技術方案，所述步驟（1）中，溫度降低至35-36℃，並維持該溫度。本發明中，作為一種優選的技術方案，所述步驟（2）中，放電電流為1-3mA。本發明中，作為一種優選的技術方案，所述步驟（2）中，放電持續時間為3-5min。本發明中，作為一種優選的技術方案，所述步驟（3）中，所述矽溶膠的溫度為25-35℃。本發明的有益效果是，膠體灌注的方法多種多樣,常用的有直接灌入法、酸置換法等。這些方法適用於不同的膠體和電池結構,它們都存在一定的缺陷。直接灌入法是在常溫下將矽溶膠、硫酸混合後加入到電池中,混合過程的溫升大約為15℃,所以最終混合溶液的溫度可達40℃以上,由於溫度高而凝膠時間短,這樣溶液的粘度不斷增大而導致膠體電解質無法很好地滲透到電池中的各個部位,最終電池隔板及極板中的膠量分布不均勻,電池容量不足;該灌注工藝同時要求配膠和加膠過程迅速,生產實際過程很難操作。酸置換法是先將酸加入電池,將極板與隔板充分浸泡後抽酸,然後加膠,這樣工藝操作步驟多、工藝複雜、可操作性差,且酸、膠不易混合均勻,凝膠狀態不佳,電池循環性能不好。本發明採用過放電法的灌膠方式能解決膠體電解質加膠困難、電池中膠分布不均勻的現象,能大大加強生產的可操作性、能提高電池性能。具體實施方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。實施例1一種膠體蓄電池的加膠方法，包括如下步驟：（1）按照電池中膠酸含量設計要求計算每單格所需加入的硫酸及矽溶膠體積，硫酸及矽溶膠體積佔電池每單格容積4/5；（2）然後將電池加入硫酸後靜置2小時，讓硫酸充分浸透極板和隔板,同時也讓電池的溫度降下來，溫度降低至35℃，並維持該溫度；（3）靜置後對電池進行放電，放電電流不能太大,放電電流為1mA，放電持續時間為3min，減少高濃度酸液對極板的腐蝕作用；（4）電池放電結束加入矽溶膠後對電池進行初充電，所述矽溶膠的溫度為25℃。本發明中，所述步驟（1）中，由於膠體電解質鉛酸蓄電池是利用矽溶膠產生的聚合反應所形成的網絡包裹硫酸電解質實現電池密封,凝膠體是連續三維的網狀結構,如果SiO2含量太高,生成的網狀結構太多,表現為膠體電解質發乾、發硬、彈性差,如果SiO2含量太低,生成的網絡結構很少,表現為不凝膠或凝膠很弱,所以膠體蓄電池中的酸含量及膠含量要合適。因此，硫酸及矽溶膠體積比為1:1.2。實施例2一種膠體蓄電池的加膠方法，包括如下步驟：（1）按照電池中膠酸含量設計要求計算每單格所需加入的硫酸及矽溶膠體積，硫酸及矽溶膠體積佔電池每單格容積5/6；（2）然後將電池加入硫酸後靜置3小時，讓硫酸充分浸透極板和隔板,同時也讓電池的溫度降下來，溫度降低至36℃，並維持該溫度；（3）靜置後對電池進行放電，放電電流不能太大,放電電流為3mA，放電持續時間為5min，減少高濃度酸液對極板的腐蝕作用；（4）電池放電結束加入矽溶膠後對電池進行初充電，所述矽溶膠的溫度為35℃。本發明中，所述步驟（1）中，由於膠體電解質鉛酸蓄電池是利用矽溶膠產生的聚合反應所形成的網絡包裹硫酸電解質實現電池密封,凝膠體是連續三維的網狀結構,如果SiO2含量太高,生成的網狀結構太多,表現為膠體電解質發乾、發硬、彈性差,如果SiO2含量太低,生成的網絡結構很少,表現為不凝膠或凝膠很弱,所以膠體蓄電池中的酸含量及膠含量要合適。因此，硫酸及矽溶膠體積比為1:1.2。實施例3一種膠體蓄電池的加膠方法，包括如下步驟：（1）按照電池中膠酸含量設計要求計算每單格所需加入的硫酸及矽溶膠體積，硫酸及矽溶膠體積佔電池每單格容積4/5；（2）然後將電池加入硫酸後靜置2.5小時，讓硫酸充分浸透極板和隔板,同時也讓電池的溫度降下來，溫度降低至35.5℃，並維持該溫度；（3）靜置後對電池進行放電，放電電流不能太大,放電電流為2mA，放電持續時間為4min，減少高濃度酸液對極板的腐蝕作用；（4）電池放電結束加入矽溶膠後對電池進行初充電，所述矽溶膠的溫度為30℃。本發明中，所述步驟（1）中，由於膠體電解質鉛酸蓄電池是利用矽溶膠產生的聚合反應所形成的網絡包裹硫酸電解質實現電池密封,凝膠體是連續三維的網狀結構,如果SiO2含量太高,生成的網狀結構太多,表現為膠體電解質發乾、發硬、彈性差,如果SiO2含量太低,生成的網絡結構很少,表現為不凝膠或凝膠很弱,所以膠體蓄電池中的酸含量及膠含量要合適。因此，硫酸及矽溶膠體積比為1:1.2。實施例1-3的電池性能如下表：項目電池容量放電時長實施例16302.1h實施例26322.4h實施例36512.2h所屬領域的普通技術人員應當理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，並非旨在暗示本公開的範圍(包括權利要求)被限於這些例子；在本發明的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術特徵之間也可以進行組合，步驟可以以任意順序實現，並存在如上所述的本發明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節中提供。因此，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1 2 3