專利名稱：一種離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于蓄電池用電解液技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鉛酸蓄電池的電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液，其屬于一種二次電池，在使用過(guò)程中放電后經(jīng)再次充電，電池功能能夠復(fù)原，并能多次反復(fù)使用。一百五十年來(lái)為社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生活帶來(lái)了巨大的貢獻(xiàn)和便利。但現(xiàn)有的這類蓄電池由于在生產(chǎn)過(guò)程中大量使用硫酸，因此對(duì)環(huán)境土壤和水源造成嚴(yán)重污染，并且在用于大電流放電時(shí)，如用于電動(dòng)車或電動(dòng)自行車的動(dòng)力電池實(shí)際質(zhì)量比能量(WH/kg)較低，虧電時(shí)極板易損壞，溫度適應(yīng)性較差，大電流充電或放電時(shí)易損壞電池。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有電解液中的主要成份硫酸溶液對(duì)土壤和水源造成嚴(yán)重污染、溫度適用性差、大電流充電或放電時(shí)易損壞電池等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于新的電化學(xué)原理的電池體系，采用酸介質(zhì)的離子態(tài)混合晶鹽作為主要成份的蓄電池用電解液。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，該電解液包括硫酸氫鹽、緩蝕劑、抗老劑、強(qiáng)酸鹽類試劑、酯類離子濃度控制劑、鉛酸蓄電池活化劑和濃度> 98%的化學(xué)純硫酸，各成份所占電解液的質(zhì)量百分比為硫酸氫鹽52 80%、緩蝕劑O. I 8%、抗老劑O. 4 3. 0%、強(qiáng)酸鹽類試劑3 12%、酯類離子濃度控制劑O. I 10%、鉛酸蓄電池活化劑I 13%、濃度> 98%的化學(xué)純硫酸占電解液的體積分?jǐn)?shù)為I 10%,余量為蒸懼水。所述的硫酸氫鹽是硫酸氫鈉、硫酸氫銨、硫酸氫鉀中的一種或任意兩種或全部三種的混合物。所述的緩蝕劑為甲基駢三氮唑、膦羧酸、琉基苯并噻唑或苯并三唑。所述的抗老劑是2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚、EDTA 二鈉、2 —巰基苯并咪唑烯丙基硫醚中的一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物。所述的強(qiáng)酸鹽類試劑是甲基苯磺酸鹽、三氟甲基磺酸鹽、甲基磺酸鹽、硫酸氫鹽、三氟乙酸鹽中的一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物。所述的酯類離子濃度控制劑是甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、甲酸丁酯中的一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物。本發(fā)明的有益效果(1)由于本發(fā)明電解液的主要成份為硫酸氫鹽類，所以能夠有效地避免原鉛酸蓄電池電解液中硫酸溶液這一主要成分帶來(lái)的對(duì)環(huán)境的污染；(2)由于本發(fā)明的主要成份為硫酸氫鹽，而且還添加了強(qiáng)酸鹽類試劑、活化劑、緩蝕劑、抗老劑等，所以在生產(chǎn)電池時(shí)可以不采用熟化極板，直接把生極板裝配、灌液、充電，生產(chǎn)出性能優(yōu)越的電池，避免了大量的含鉛的廢水廢酸液的污染排放，并且當(dāng)使用這種電解液的電池做大電流充、放電時(shí)，實(shí)際質(zhì)量比能量大幅提高，以電動(dòng)轎車為例，用10塊6V200AH驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)轎車，用現(xiàn)有的鉛酸蓄電池時(shí)，夏季可行駛180-190公里，用本發(fā)明電解液的電池，可行駛300-400公里，實(shí)際質(zhì)量比能量鉛酸電池一般為25-32WH/kg，本發(fā)明電解液的電池可達(dá)40-43WH/kg，有效輸出比能量是現(xiàn)有鉛酸電池的I. 3倍-I. 8倍；(3)利用本發(fā)明的電解液制成的電池自放電小，克服了鉛酸蓄電池自放電大，長(zhǎng)期存放浪費(fèi)能源，該電解液對(duì)極板腐蝕小，虧電不破壞極板，避免了不小心忘記充電引起的極板損壞導(dǎo)致電池失效，并且在用于太陽(yáng)能電池儲(chǔ)電時(shí)，連續(xù)陰雨也不會(huì)導(dǎo)致蓄電池?fù)p壞。綜上所述，由于本發(fā)明的主要成份為硫酸氫鹽，而且又添加了強(qiáng)酸鹽類試劑、緩蝕齊U、活化劑等，可提供鉛酸蓄電池所需的反應(yīng)條件，因此可有效地避免原鉛酸蓄電池的電解液中的硫酸對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染；同時(shí)，使該體系具有穩(wěn)定溫和的反應(yīng)活性，提高蓄電池的超強(qiáng)穩(wěn)定電化性能、低、高溫環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)、有效放電容量、自放電率小并有效延長(zhǎng)電池的使用壽命。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明內(nèi)容做進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例一本發(fā)明公開(kāi)的一種離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，該電解液包括硫酸氫鹽、緩蝕劑、抗老劑、強(qiáng)酸鹽類試劑、酯類離子濃度控制劑、鉛酸蓄電池活化劑和濃度^ 98%的化學(xué)純硫酸，各成份所占電解液的質(zhì)量百分比為硫酸氫鹽52%、緩蝕劑8%、抗老劑O. 4%、強(qiáng)酸鹽類試劑3%、酯類離子濃度控制劑10%、鉛酸蓄電池活化劑13%、濃度> 98%的硫酸占電解液的體積分?jǐn)?shù)為10%,余量為蒸懼水。上述的硫酸氫鹽由硫酸氫鈉、硫酸氫銨、硫酸氫鉀按任意質(zhì)量比例混合組成。上述的緩蝕劑為甲基駢三氮唑。上述的抗老劑為2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚。上述的強(qiáng)酸鹽類試劑為甲基苯磺酸鹽，具體是甲基苯磺酸鈉或甲基苯磺酸鉀。上述的酯類離子濃度控制劑是甲酸乙酯。將上述成份按照質(zhì)量比混合，攪拌均勻即可。實(shí)施例二 本發(fā)明公開(kāi)的一種離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，該電解液包括硫酸氫鹽、緩蝕劑、抗老劑、強(qiáng)酸鹽類試劑、酯類離子濃度控制劑、鉛酸蓄電池活化劑和濃度^ 98%的化學(xué)純硫酸，各成份所占電解液的質(zhì)量百分比為硫酸氫鹽80%、緩蝕劑O. 1%、抗老劑3. 0%、強(qiáng)酸鹽類試劑12%、酯類離子濃度控制劑O. 1%、鉛酸蓄電池活化劑1%、濃度> 98%的硫酸占電解液的體積分?jǐn)?shù)為1%，余量為蒸懼水。 上述的硫酸氫鹽由硫酸氫鈉、硫酸氫銨按照任意質(zhì)量比例混合組成。上述的緩蝕劑為膦羧酸。上述的抗老劑由2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚和EDTA 二鈉按照任意質(zhì)量比混合組成。上述的強(qiáng)酸鹽類試劑由甲基苯磺酸鹽和三氟甲基磺酸鹽按照任意質(zhì)量比例混合組成，三氟甲基磺酸鹽為三氟甲基磺酸鈉或三氟甲基磺酸鉀。上述的酯類離子濃度控制劑由甲酸乙酯、乙酸乙酯按照任意質(zhì)量比混合組成。將上述成份按照質(zhì)量比混合，攪拌均勻即可。
實(shí)施例三本發(fā)明公開(kāi)的一種離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，該電解液包括硫酸氫鹽、緩蝕劑、抗老劑、強(qiáng)酸鹽類試劑、酯類離子濃度控制劑、鉛酸蓄電池活化劑和濃度^ 98%的化學(xué)純硫酸，各成份所占電解液的質(zhì)量百分比為硫酸氫鹽65%、緩蝕劑3%、抗老劑2%、強(qiáng)酸鹽類試劑8%、酯類離子濃度控制劑7%、鉛酸蓄電池活化劑6%、濃度> 98%的硫酸占電解液的體積分?jǐn)?shù)為5%,余量為蒸懼水。上述的硫酸氫鹽由硫酸氫鈉和硫酸氫鉀按照任意質(zhì)量比例混合組成。上述的緩蝕劑為琉基苯并噻唑。上述的抗老劑由2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚、EDTA 二鈉和2 —巰基苯并咪唑烯丙基硫醚按照任意質(zhì)量比例混合組成。上述的強(qiáng)酸鹽類試劑由甲基苯磺酸鹽、三氟甲基磺酸鹽、甲基磺酸鹽按照任意質(zhì)量比例混合組成，甲基磺酸鹽為甲基磺酸鈉或甲基磺酸鉀。 上述的酯類離子濃度控制劑由甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸乙酯按照任意質(zhì)量比混合組成。將上述成份按照質(zhì)量比混合，攪拌均勻即可。實(shí)施例四本發(fā)明公開(kāi)的一種離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，該電解液包括硫酸氫鹽、緩蝕劑、抗老劑、強(qiáng)酸鹽類試劑、酯類離子濃度控制劑、鉛酸蓄電池活化劑和濃度^ 98%的化學(xué)純硫酸，各成份所占電解液的質(zhì)量百分比為硫酸氫鹽72%、緩蝕劑6%、抗老劑O. 8%、強(qiáng)酸鹽類試劑10%、酯類離子濃度控制劑O. 9%、鉛酸蓄電池活化劑4%、濃度> 98%的硫酸占電解液的體積分?jǐn)?shù)為3%,余量為蒸懼水。上述的硫酸氫鹽位硫酸氫銨。上述的緩蝕劑為苯并三唑。上述的抗老劑由2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚、EDTA 二鈉和2 —巰基苯并咪唑烯丙基硫醚按照任意質(zhì)量比混合組成。上述的強(qiáng)酸鹽類試劑由甲基苯磺酸鹽、三氟甲基磺酸鹽、甲基磺酸鹽、硫酸氫鹽、三氟乙酸鹽按照任意比例混合組成，其中三氟乙酸鹽是三氟乙酸鈉或三氟乙酸鉀。上述的酯類離子濃度控制劑由甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、甲酸丁酯按照任意質(zhì)量比例混合組成。將上述成份按照質(zhì)量比混合，攪拌均勻即可。應(yīng)用本發(fā)明電解液的蓄電池各種電化性能與現(xiàn)有鉛酸蓄電池的對(duì)比①大電流放電實(shí)際質(zhì)量比能量現(xiàn)有鉛酸蓄電池為25 32WH/kg，本發(fā)明電解液的電池40 50 WH/kg ;②有效輸出比能量現(xiàn)有鉛酸蓄電池為25 32 WH/kg,本發(fā)明電解液的電池是現(xiàn)有鉛酸蓄電池的I. 3 I. 8倍常規(guī)充電時(shí)間(限壓恒流)現(xiàn)有鉛酸蓄電池為6 10h，本發(fā)明電解液的電池為5 7h 快速充電時(shí)間(限壓恒流)現(xiàn)有鉛酸蓄電池為3 5h，本發(fā)明電解液的電池為I 3h ;⑤大電流放電能力現(xiàn)有鉛酸蓄電池為3 7C，本發(fā)明電解液的電池為15 25C ;⑥電恢復(fù)能力現(xiàn)有鉛酸蓄電池較差，本發(fā)明電解液的電池優(yōu)；⑦低溫特性現(xiàn)有鉛酸蓄電池低于-10度時(shí)性能驟降，本發(fā)明電解液的電池在-50度時(shí)仍可正常放電；⑧使用環(huán)境現(xiàn)有鉛酸蓄電池需調(diào)節(jié)室溫，本發(fā)明電解液的電池在-50度 70度均可使用；⑨酸霧溢出現(xiàn)有鉛酸蓄電池有少量酸霧，本發(fā)明電解液的電池完全無(wú)酸霧。綜上所述，本發(fā)明的電解液的各個(gè)技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，比能量是現(xiàn)有蓄電池的I. 3 I. 8倍，壽命是現(xiàn)有蓄電池的2 3倍，在極端環(huán)境溫度下，也能有卓越的充放電能力。應(yīng)用本發(fā)明電解液的電池，在生產(chǎn)中材料來(lái)源豐富，價(jià)格低，性價(jià)比特優(yōu)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有利于市場(chǎng)的推廣，從而實(shí)現(xiàn)了電池的更新?lián)Q代，符合蓄電池環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)、耐用、節(jié)能的發(fā)展方向，發(fā)展前途廣闊，特別是突破現(xiàn)有鉛酸蓄電池應(yīng)用的瓶頸，發(fā)展前景非常樂(lè)觀。以上所述，僅為本發(fā)明具體實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效成份的變化均落在本技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，其特征在于，該電解液包括硫酸氫鹽、緩蝕齊 、抗老劑、強(qiáng)酸鹽類試劑、酯類離子濃度控制劑、鉛酸蓄電池活化劑和濃度> 98%的化學(xué)純硫酸，各成份所占電解液的質(zhì)量百分比為硫酸氫鹽52 80%、緩蝕劑O. I 8%、抗老劑O.4 3. 0%、強(qiáng)酸鹽類試劑3 12%、酯類離子濃度控制劑O. I 10%、鉛酸蓄電池活化劑I 13%、濃度> 98%的化學(xué)純硫酸占電解液的體積分?jǐn)?shù)為I 10%，余量為蒸餾水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，其特征在于，所述硫酸氫鹽是硫酸氫鈉、硫酸氫銨、硫酸氫鉀中的一種或任意兩種或全部三種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，其特征在于，所述緩蝕劑為甲基駢三氮唑、膦羧酸、琉基苯并噻唑或苯并三唑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，其特征在于，所述抗老劑是2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚、EDTA 二鈉、2 —巰基苯并咪唑烯丙基硫醚中的一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子態(tài)混合晶鹽蓄電池電解液，其特征在于，所述強(qiáng)酸鹽類試劑是甲基苯磺酸鹽、三氟甲基磺酸鹽、甲基磺酸鹽、硫酸氫鹽、三氟乙酸鹽中的一種或任意兩種或兩種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子態(tài)混合晶鹽蓄電池電解液，其特征在于所述酯類離子濃度控制劑是甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、甲酸丁酯中的一種或任意兩種或兩種以上的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的一種離子態(tài)混合晶鹽蓄電池用電解液，包括硫酸氫鹽、緩蝕劑、抗老劑、強(qiáng)酸鹽類試劑、酯類離子濃度控制劑、鉛酸蓄電池活化劑和濃度≥98%的化學(xué)純硫酸，各成份占電解液的質(zhì)量百分比為硫酸氫鹽52～80%、緩蝕劑0.1～8%、抗老劑0.4～3%、強(qiáng)酸鹽類試劑3～12%、酯類離子濃度控制劑0.1～10%、鉛酸蓄電池活化劑1～13%、濃度≥98%化學(xué)純硫酸占電解液的體積分?jǐn)?shù)為1～10%，余量為蒸餾水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明的電解液有效避免現(xiàn)有鉛酸蓄電池的電解液中的硫酸對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，同時(shí)，使該體系具有穩(wěn)定溫和的反應(yīng)活性，提高蓄電池的穩(wěn)定電化性能；低、高溫環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)、有效放電容量、自放電率小并能有效延長(zhǎng)電池的使用壽命。
文檔編號(hào)H01M10/08GK102881949SQ20121041105
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者李學(xué)印, 王維加, 劉貴生, 王維毅 申請(qǐng)人:北斗航天新能源科技開(kāi)發(fā)(北京)有限公司