專利名稱：一種環(huán)保型高性能膠體電解質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池，尤其涉及鉛酸蕾電池中所使用的膠體電解質(zhì)。
背景技術(shù)：
膠體配制方法通常分為中和法、離子交換法和氣相ニ氧化硅法。從目前的實(shí)際應(yīng)用效果來看，氣相ニ氧化硅法制得的膠體電解質(zhì)性能最好，國外和國內(nèi)許多單位都已采用這一方法生產(chǎn)膠體電解質(zhì)。但是，到目前為止，盡管經(jīng)過了很多的改進(jìn)，采用這種膠體電解質(zhì)的電池在綜合性能方面還是存在一些問題1、膠體蓄電池初始容量低，需經(jīng)10余次循環(huán)才能出廠,生產(chǎn)周期長,成本高。2、在深充深放循環(huán)450次以上時，膠體電解質(zhì)會產(chǎn)生水化現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種初始容量足、深充深放性能好、循環(huán)壽命長的環(huán)保型高性能膠件電解質(zhì)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種環(huán)保型高性能膠體電解質(zhì)，包括如下組分且各組分的質(zhì)量百分比為
硫酸40% 43%
納米級氣相ニ氧化硅 4% 5%
高分子穩(wěn)定劑0.05% 0.5%
硼酸0.1% 0.5%
磷酸1% 2%
氫氧化鉀1% 2. 5%
水50% 53% 。作為優(yōu)選，各組分的質(zhì)量百分比為
硫 Ife 41 %
納米級氣相ニ氧化硅； 4.5%
高分子穩(wěn)定劑0.3%
硼酸0.2%
磷酸1.5%
氫氧化鉀1.5%
水51%。作為優(yōu)選，所述的高分子穩(wěn)定劑采用こニ醇。本發(fā)明的有益效果
納米級氣相ニ氧化硅具有比表面積大、純度高，良好的觸變性能等特性。但是，當(dāng)其含量太高時，生成的膠體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)太多，膠體電解質(zhì)發(fā)干、發(fā)硬，沒有弾性，灌入電池后產(chǎn)生龜裂，使電池的內(nèi)阻很大；當(dāng)其含量太低時，生成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)太少，膠體強(qiáng)度下降，失去觸變性，灌人電池后產(chǎn)生析水現(xiàn)象。只有ニ氧化硅含量4 5%時，才能得到易切稀、復(fù)凝性好、電導(dǎo)率小的凝膠。在膠體的配方中采用氫氧化鉀，鉀離子和納米級氣相ニ氧化硅可以相互作用、相互支持，對ニ氧化硅粒子的聚集過程有明顯的促進(jìn)作用，這是由于鉀離子會吸附在帶負(fù)電的膠粒表面，原來靠靜電保持相對穩(wěn)定的膠粒就會相互吸引而聚集，破壞膠粒的帶電狀態(tài)，使ニ氧化硅膠核發(fā)生鍵合反應(yīng)，建立更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在循環(huán)充電過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，可以防止在長時間的深充深放循環(huán)后膠體電解質(zhì)產(chǎn)生水化現(xiàn)象，從而使膠體電解質(zhì)電池具有耐深放電和壽命長等特點(diǎn)，循環(huán)壽命比鈉離子系膠體電解質(zhì)電池可提高10%-20%。采用電鏡掃描進(jìn)行觀察，加入了氫氧化鉀的膠體電解質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)疏松、多孔，有利于電解質(zhì)的擴(kuò)散和遷移，也有利于正極產(chǎn)生的氧擴(kuò)散到負(fù)極，在負(fù)極上復(fù)合成水，實(shí)現(xiàn)電 池內(nèi)的氣體再復(fù)合成水的循環(huán)，使電池具有良好的密封性，水損耗小，無酸霧逸出，環(huán)保性好。鉀離子體系氣相ニ氧化硅膠體電解質(zhì)對硅膠濃度、酸度的適應(yīng)性強(qiáng)。首次凝膠結(jié)構(gòu)均勻，膠體電解質(zhì)起始容量高，在一定的循環(huán)次數(shù)范圍內(nèi)，電容量呈上升趨勢，凝膠后的膠體電解質(zhì)自放電小。與鈉離子系膠體電解質(zhì)電池相比，鉀離子系膠體電解質(zhì)電池可提高容量10%左右。在膠體電解質(zhì)中添加こニ醇，こニ醇中的部分羥基與納米ニ氧化硅表面孤立的硅羥基互相結(jié)合，擴(kuò)展了凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以大大降低納米ニ氧化硅的分散時間，防止膠體團(tuán)聚，從而改善膠體的均勻性，有利于形成高容量、低電阻、穩(wěn)定性好、不易水化的膠體電解質(zhì)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
硫酸40%， 納米級氣相ニ氧化硅4%，聚丙烯酰胺0. 5%， 硼酸0.5%，磷酸2%, 氫氧化鉀1%，水52%。制作方法先將配方用量的硫酸電解液倒入塑料容器內(nèi)，再將納米級氣相ニ氧化硅慢慢加入塑料容器內(nèi)，邊加邊攪拌，直至將其混合形成膠泥狀。然后，乳化時間為(5 15)分鐘。乳化后，將膠體流入塑料槽內(nèi)備用，并在30分鐘內(nèi)灌入電池。將上述膠體電解質(zhì)灌入CNF-300電池，按《GB/T 22473-2008儲能用鉛酸蓄電池》進(jìn)行檢測，其IOh容量在第三次循環(huán)時已達(dá)到300AH，其耐久循環(huán)次數(shù)為600次。實(shí)施例ニ
硫酸43%， 納米級氣相ニ氧化硅5%， 聚こ烯醇0. 2%， 硼酸0.3%，磷酸1%,氫氧化鉀2.5%,水53 %。
制作方法同實(shí)施例一。將上述膠體電解質(zhì)灌入CNF-300電池，按《GB/T 22473-2008儲能用鉛酸蓄電池》進(jìn)行檢測，其IOh容量在第三次循環(huán)時已達(dá)到300AH，其耐久循環(huán)次數(shù)為600 次。實(shí)施例三
硫酸41%，納米級氣相ニ氧化硅4.5%，こニ醇0. 3%,硼酸0.2%，磷酸1.5%,氫氧化鉀1. 5%,水51 %。制作方法同實(shí)施例一。將上述膠體電解質(zhì)灌入CNF-300電池，按《GB/T22473-2008儲能用鉛酸蓄電池》進(jìn)行檢測，其IOh容量在第二次循環(huán)時已達(dá)到300AH，其耐久循環(huán)次數(shù)為700次。 上述實(shí)施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型高性能膠體電解質(zhì)，其特征在于包括如下組分且各組分的質(zhì)量百分比為 硫酸40% 43% 納米級氣相ニ氧化硅4% 5% 高分子穩(wěn)定劑O. 05% O. 5% 硼酸0.1% O. 5% 磷酸1% 2% 氫氧化鉀I % 2.5% 水50% 53% 。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種環(huán)保型高性能膠體電解質(zhì)，其特征在于各組分的質(zhì)量百分比為 硫 Ife 41 % 納米級氣相ニ氧化硅；4.5% 高分子穩(wěn)定劑0.3% 硼酸0.2% 磷酸1.5% 氫氧化鉀1.5%水51%。
3.如權(quán)利要求I或2所述的ー種環(huán)保型高性能膠體電解質(zhì)，其特征在于所述的高分子穩(wěn)定劑采用こニ醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型高性能膠體電解質(zhì)，包括如下組分且各組分的質(zhì)量百分比為硫酸40％～43％；納米級氣相二氧化硅4％～5％；高分子穩(wěn)定劑0.05％～0.5％；硼酸0.1％～0.5％；磷酸1％～2％；氫氧化鉀1％～2.5％；水50％～53％。本發(fā)明采用了適當(dāng)分量的納米級氣相二氧化硅，使膠體電解質(zhì)具有易切稀、復(fù)凝性好、電導(dǎo)率小的特性。同時，本發(fā)明采用了適量的氫氧化鉀，可以防止在長時間的深充深放循環(huán)后膠體電解質(zhì)產(chǎn)生水化現(xiàn)象，循環(huán)壽命比鈉離子系膠體電解質(zhì)電池可提高10%-20%。加入了氫氧化鉀的膠體電解質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)疏松、多孔，有利于電解質(zhì)的擴(kuò)散和遷移，有利于電池內(nèi)的氣體再復(fù)合成水的循環(huán)，使電池水損耗小，無酸霧逸出，具有良好的環(huán)保性好。
文檔編號H01M10/10GK102856593SQ20111018390
公開日2013年1月2日 申請日期2011年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月2日
發(fā)明者黎福根, 楊水根 申請人:湖南豐日電源電氣股份有限公司