專利名稱：動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉛酸電池制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動力鉛酸蓄電池用的膠體電解質(zhì)及其制備方法。
背景技術(shù)：
閥控密封式鉛酸電池由于其價格便宜、工藝成熟、性能穩(wěn)定、安全可靠等因素，已經(jīng)成為目前電動汽車用動力電池的最佳選擇。與此同時，電動汽車用動力電池的使用環(huán)境和使用條件對閥控密封式鉛酸電池的大電流放電性能和循環(huán)性能提出了更高的要求。電解質(zhì)是電池的重要組成部分，所以使用性能優(yōu)良的電解質(zhì)可以極大的提高電池的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)及其制備方法。本發(fā)明膠體電解質(zhì)溶液具有空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、分布均勻和電阻小等特點，適合電動汽車動力電池使用。本發(fā)明采取以下技術(shù)方案動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其各組分的質(zhì)量百分比如下硫酸36% 45%二氧化硅0.1% 聚丙烯腈鈉鹽0. 0.5%聚丙烯酸0.01% 0. 05%導(dǎo)電聚苯胺0· 0. 5%磷酸0.5% 1.5%硫酸鈉0·5% 2. 0%硫酸亞錫0·05% 0. 5%鉬酸鈉0·01% 0.去離子水50% 62%優(yōu)選的，各組分的質(zhì)量百分比為硫酸36.8%二氧化硅0.6%聚丙烯腈鈉鹽0.2%聚丙烯酸0.05%導(dǎo)電聚苯胺0.3%磷酸硫酸鈉0.5%硫酸亞錫0.2%鉬酸鈉0.05%去離子水60. 3%
另一優(yōu)選的，各組分的質(zhì)量百分比為硫酸44.7%二氧化硅0.2%聚丙烯腈鈉鹽0.5%聚丙烯酸0.05%導(dǎo)電聚苯胺0.磷酸1.5%硫酸鈉2.0%硫酸亞錫0.4%鉬酸鈉0.05%去離子水50. 5%優(yōu)選的，二氧化硅為納米氣相二氧化硅，該材料分散性更好，比表面積更大，凝膠性和觸變性更好。優(yōu)選的，導(dǎo)電聚苯胺為陰離子或陽離子聚苯胺、非本征態(tài)聚苯胺。導(dǎo)電聚苯胺的加入可以有效地改善膠體電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性，降低電池的內(nèi)阻。優(yōu)選的，聚丙烯酸的分子量為2000 5000。上述動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)的制備方法，其配制步驟如下(1)溶液A 將所需量的磷酸、硫酸鈉和硫酸亞錫溶入所需量的稀硫酸中，攪拌，混合均勻，備用；(此步驟優(yōu)選的，稀硫酸的濃度為59.7% ；)(2)溶液B:將去離子水和納米氣相二氧化硅按照重量比10 1比例混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下邊攪拌邊加入所需量的導(dǎo)電聚苯胺，再加入所需量的鉬酸鈉，然后繼續(xù)攪拌，備用；(此步驟優(yōu)選的，將去離子水和二氧化硅按照重量比為10 1混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下邊攪拌邊加入所需量的導(dǎo)電聚苯胺，攪拌1小時后再加入所需量的鉬酸鈉，然后繼續(xù)攪拌30分鐘；)(3)溶液C 將聚丙烯腈鈉鹽和聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用，備用；(4)使用前先將溶液B和C混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續(xù)在3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌。(此步驟優(yōu)選的，第(4)步中，先將溶液B和C混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續(xù)在3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌1小時即可使用。)本發(fā)明膠體電解質(zhì)溶液具有空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、分布均勻和電阻小等特點，適合電動汽車動力電池使用。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明。實施例1 動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，各組分的質(zhì)量百分比為硫酸36.8%納米氣相二氧化硅0. 6%聚丙烯腈鈉鹽0.2%
聚丙烯酸0.05%導(dǎo)電聚苯胺0.3%磷酸硫酸鈉0.5%硫酸亞錫0.2%鉬酸鈉0.05%去離子水60.3%。以實施例1為例，配制IOOkg膠體電解質(zhì)步驟如下(1)溶液A:將Ikg磷酸，0.5kg硫酸鈉和0.2kg硫酸亞錫溶入61.6kg，59.7% (1. 5g/cm3)的稀硫酸溶液中，攪拌，混合均勻，備用。(2)溶液B 將6kg去離子水和0. 6kg納米氣相二氧化硅混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下邊攪拌邊加入0. 3kg導(dǎo)電聚苯胺，攪拌1小時后再加入0. 05kg鉬酸鈉，然后繼續(xù)攪拌30分鐘，備用。(3)溶液C 將0. 2kg聚丙烯腈鈉鹽和0. 05kg聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用，(4)將配制好的溶液B和C混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續(xù)在3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌1小時。實施例2 動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，由以下質(zhì)量百分比的組分配制而成硫酸44.7%納米氣相二氧化硅0. 2%聚丙烯腈鈉鹽0.5%聚丙烯酸0. 05%，聚丙烯酸的分子量為2000 5000 ；導(dǎo)電聚苯胺0. 1 %，導(dǎo)電聚苯胺為陰離子聚苯胺、陽離子聚苯胺或非本征態(tài)聚苯胺；磷酸1.5%硫酸鈉2.0%硫酸亞錫0.4%鉬酸鈉0.05%去離子水50. 5%。以實施例2為例，配制IOOkg膠體電解質(zhì)步驟如下(1)溶液A:將1.5kg磷酸，2kg硫酸鈉和0.4kg硫酸亞錫溶入74. 9kg，59. 7% (1. 5g/cm3)的稀硫酸溶液中，攪拌，混合均勻，備用。(2)溶液B 將2kg去離子水和0. 2kg納米氣相二氧化硅混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下邊攪拌邊加入0. Ikg導(dǎo)電聚苯胺，攪拌1小時后再加入0. 05kg鉬酸鈉，然后繼續(xù)攪拌30分鐘，備用。(3)溶液C 將0. 5kg聚丙烯腈鈉鹽和0. 05kg聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用， (4)將配制好的溶液B和C混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續(xù)在3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌1小時。實施例3 動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其各組分的質(zhì)量百分比如下硫酸36%納米氣相二氧化硅0. 6%聚丙烯腈鈉鹽0.2%聚丙烯酸0.05%導(dǎo)電聚苯胺0.3%磷酸硫酸鈉0.5%硫酸亞錫0.2%鉬酸鈉0.05%去離子水61.1%。以實施例3為例，配制IOOkg膠體電解質(zhì)步驟如下(1)溶液A 將Ikg磷酸，0. 5kg硫酸鈉和0. 2kg硫酸亞錫溶入60. 3kg, 59. 7% (1. 5g/cm3)的稀硫酸溶液中，攪拌，混合均勻，備用。(2)溶液B 將6kg去離子水和0. 6kg納米氣相二氧化硅混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下邊攪拌邊加入0. 3kg導(dǎo)電聚苯胺，攪拌1小時后再加入0. 05kg鉬酸鈉，然后繼續(xù)攪拌30分鐘，備用。(3)溶液C 將0. 2kg聚丙烯腈鈉鹽和0. 05kg聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用，(4)將配制好的溶液B和C混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續(xù)在3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌1小時。實施例4 動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其各組分的質(zhì)量百分比如下硫酸40%納米氣相二氧化硅0. 3%聚丙烯腈鈉鹽0. 4%聚丙烯酸0. 05%，聚丙烯酸的分子量為2000 5000 ；導(dǎo)電聚苯胺0. 2%，導(dǎo)電聚苯胺為陰離子聚苯胺、陽離子聚苯胺或非本征態(tài)聚苯胺；磷酸0.75%硫酸鈉1.5%硫酸亞錫0.3%鉬酸鈉0.去離子水56.4%。以實施例4為例，配制IOOkg膠體電解質(zhì)步驟如下(1)溶液A 將0. 75kg磷酸，1. 5kg硫酸鈉和0. 3kg硫酸亞錫溶入67. Okg, 59. 7% (1. 5g/cm3)的稀硫酸溶液中，攪拌，混合均勻，備用。
(2)溶液B 將3kg去離子水和0. 3kg納米氣相二氧化硅混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下邊攪拌邊加入0. 2kg導(dǎo)電聚苯胺，攪拌1小時后再加入0. Ikg鉬酸鈉， 然后繼續(xù)攪拌30分鐘，備用。(3)溶液C 將0. 4kg聚丙烯腈鈉鹽和0. 05kg聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用，(4)將配制好的溶液B和C混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續(xù)在3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌1小時。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認識，上述只是對本發(fā)明優(yōu)選實施例的解釋說明，而并非對本發(fā)明的限定，凡是在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，對以上實施例的變化、變型都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其特征是各組分的質(zhì)量百分比如下 硫酸36% 45%二氧化硅0. 聚丙烯腈鈉鹽0. 0.5% 聚丙烯酸0. 01% 0. 05% 導(dǎo)電聚苯胺0. 0. 5% 磷酸0. 5%~ 1. 5% 硫酸鈉0. 5% 2.0% 硫酸亞錫0. 05% 0. 5% 鉬酸鈉0. 01% 0.1% 去離子水50% 62%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其特征在于各組分的質(zhì)量百分比為硫酸36.8% 二氧化硅0. 6% 聚丙烯腈鈉鹽0. 2% 聚丙烯酸0. 05% 導(dǎo)電聚苯胺0.3% 磷酸硫酸鈉0. 5% 硫酸亞錫0. 2% 鉬酸鈉0. 05% 去離子水:60. 3%0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其特征在于各組分的質(zhì)量百分比為硫酸44. 7% 二氧化硅0. 2% 聚丙烯腈鈉鹽0. 5% 聚丙烯酸0. 05% 導(dǎo)電聚苯胺0. 1% 磷酸1. 5% 硫酸鈉2.0% 硫酸亞錫0. 4% 鉬酸鈉0. 05% 去離子水50. 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其特征在于所述的二氧化硅為納米氣相二氧化硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其特征在于所述的導(dǎo)電聚苯胺為陰離子聚苯胺、陽離子聚苯胺或非本征態(tài)聚苯胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其特征在于所述聚丙烯酸的分子量為2000 5000。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)，其特征在于所述聚丙烯腈鈉鹽為水解聚丙烯腈鈉鹽，易溶于水。
8.如權(quán)利要求1-7所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)的制備方法，其特征是按如下步驟配制(1)溶液A將所需量的磷酸、硫酸鈉和硫酸亞錫溶入所需量的稀硫酸中，混合并攪拌均勻；(2)溶液B將去離子水和二氧化硅按照重量比為10 1混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500 轉(zhuǎn)/分的條件下邊攪拌邊加入所需量的導(dǎo)電聚苯胺，后再加入所需量的鉬酸鈉，然后繼續(xù)攪拌；(3)溶液C將聚丙烯腈鈉鹽和聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均勻；(4)先將溶液B和C混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌；在溶液B和C 混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續(xù)在3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌。
9.如權(quán)利要求8所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)的制備方法，其特征是第(1) 步中，所述稀硫酸的濃度為59. 7%。
10.如權(quán)利要求8所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)的制備方法，其特征是第(2) 步中，將去離子水和二氧化硅按照重量比為10 1混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下邊攪拌邊加入所需量的導(dǎo)電聚苯胺，攪拌1小時后再加入所需量的鉬酸鈉，然后繼續(xù)攪拌30分鐘；第(4)步中，先將溶液B和C混合，在轉(zhuǎn)速為3000 3500轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續(xù)在3000 3500 轉(zhuǎn)/分的條件下攪拌1小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)及其制備方法。本發(fā)明動力鉛酸蓄電池用膠體電解質(zhì)的各組分的質(zhì)量百分比如下硫酸36％～45％、二氧化硅0.1％～1％、聚丙烯腈鈉鹽0.1％～0.5％、聚丙烯酸0.01％～0.05％、導(dǎo)電聚苯胺0.1％～0.5％、磷酸0.5％～1.5％、硫酸鈉0.5％～2.0％、硫酸亞錫0.05％～0.5％、鉬酸鈉0.01％～0.1％、去離子水50％～62％。本發(fā)明膠體電解質(zhì)溶液具有空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、分布均勻和電阻小等特點，適合電動汽車動力電池使用。
文檔編號H01M10/10GK102231443SQ20111012766
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者汪訓(xùn)國 申請人:汪訓(xùn)國