鉛酸蓄電池電解液及配制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電解液，特別是一種鉛酸蓄電池電解液及配制方法。其特征在于，由羧甲基纖維素鈉0.5-2g、聚天冬氨酸鈉鹽1-2g、四硼酸鈉1-2g、硫酸亞錫0.1-0.5g、硫酸32-36g和純水58-65g制成。本發(fā)明的目的是提供一種鉛酸蓄電池電解液及配制方法，解決蓄電池壽命短的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 鉛酸蓄電池電解液及配制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電解液，特別是一種鉛酸蓄電池電解液及配制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，蓄電池壽命短是行業(yè)內(nèi)的一大問(wèn)題，但蓄電池壽命短的以下幾類(lèi)現(xiàn)象是和電解液的配制有直接關(guān)系的，如:電池失水過(guò)快，電解液干涸后鼓脹變形；電池深放電后硫酸鉛的顆粒特別大，充電后無(wú)法使硫酸鉛轉(zhuǎn)換成活性物質(zhì)；電池在低溫季節(jié)容量急劇下降；板柵與鉛膏界面電阻大，鉛膏與鉛膏之間相互結(jié)合力差最后疏松脫落；電池充入電量一次比一次少，放電就會(huì)越來(lái)越少，屬于充電接收能力差；電池容量與設(shè)計(jì)容量比較有點(diǎn)偏低，那么如何制備電解液才能解決蓄電池壽命短的問(wèn)題成為眾所期待的事情。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種鉛酸蓄電池電解液及配制方法，解決蓄電池壽命短的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是，鉛酸蓄電池電解液由:羧甲基纖維素鈉0.5_2g、聚天冬氨酸鈉鹽l_2g、四硼酸鈉l_2g、硫酸亞錫0.1-0.5g、硫酸32-36g和純水58_65g制成。
[0005]鉛酸蓄電池電解液由:羧甲基纖維素鈉0.5-lg、聚天冬氨酸鈉鹽l_2g、四硼酸鈉l_2g、硫酸亞錫0.1-0.3g、硫酸32-34g和純水58_61g制成。
[0006]鉛酸蓄電池電解液由:羧甲基纖維素鈉l_2g、聚天冬氨酸鈉鹽l_2g、四硼酸鈉l_2g、硫酸亞錫0.3-0.5g、硫酸34-36g和純水61_65g制成。
[0007]上述鉛酸蓄電池電解液的制備方法是:在耐腐蝕耐高溫的容器內(nèi)，先加純水，后加硫酸，再依次添加羧甲基纖維素鈉、聚天冬氨酸鈉鹽、四硼酸鈉和硫酸亞錫，攪拌，充分溶解，其次是使電解液上下密度分布均勻和熱量充分散發(fā)，待溫度降低到55°C以下，自然存放24小時(shí)，如果密度偏低加硫酸調(diào)整就可以提高，密度偏高加水可以調(diào)低，水和硫酸的量均在上述范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，待溫度降低到20°C以下再灌入電池，采用冷酸機(jī)控制電解液溫度在-10?0°C最佳，因?yàn)殡姵丶铀岷髸?huì)急劇升溫，半小時(shí)內(nèi)電池溫度可以從20°C上升到650C，此溫度越高，酸與鉛極板反應(yīng)的硫酸鉛被溶解到電解液里面，會(huì)沉積到隔板里，待電池使用過(guò)程中此硫酸鉛會(huì)導(dǎo)致正負(fù)板之間微短路，形成自放電，電池充電后存放一段時(shí)間電量就被損失掉；其次溫度高了電池內(nèi)部產(chǎn)生氣泡會(huì)把酸液頂起，內(nèi)部缺液；電池溫度高由于外殼是塑料件所以也會(huì)鼓脹變形，所以加入電池的電解液溫度盡量不要太高，對(duì)電池不利；所述的耐腐蝕耐高溫的容器為玻璃鋼防腐儲(chǔ)罐。
[0008]上述配方中:
CMC (羧甲基纖維素鈉):CMC是一種重要的纖維素醚，是天然纖維經(jīng)過(guò)化學(xué)改性后所獲得的一種水溶性好的聚陰離子纖維素化合物。具有增稠、粘合、成膜、保護(hù)水分等優(yōu)良性能，能夠吸水膨脹，在水中溶脹時(shí)，可以形成透明的粘稠膠液。增加電解液的稠度，使其電解液在電池充放電過(guò)程中不容易揮發(fā)，電解液吸附粘在鉛膏以及隔板紙內(nèi)。特別是電池使用高溫環(huán)境，電池發(fā)熱失水可以得到適當(dāng)減緩。還有電池循環(huán)到后期，電解液在電池內(nèi)起決定性作用，很多電池都是干涸鼓脹變形報(bào)廢。增加此添加劑由于減緩電池失水壽命可以延長(zhǎng)20%左右。
[0009]聚天冬氨酸鈉鹽:水溶性聚合物對(duì)離子有極強(qiáng)的螯合能力，具有緩蝕與阻垢雙重功效，屬于擴(kuò)散劑。由于蓄電池放電后正板的二氧化鉛變成硫酸鉛，負(fù)板的絨狀鉛也變成硫酸鉛；充電是正板硫酸鉛變成二氧化鉛，負(fù)板硫酸鉛變成絨狀鉛(正板二氧化鉛，負(fù)板絨狀鉛均稱(chēng)為極板的活性物質(zhì))。放電越深形成的硫酸鉛顆粒越大，硫酸鉛堆積的量也越多，充電時(shí)此大量的、大顆粒的硫酸鉛不容易轉(zhuǎn)換成極板的活性物質(zhì)，特別是在低溫季節(jié)電池放電深放電后越容易生成大顆粒的硫酸鉛，后續(xù)充電不容易轉(zhuǎn)換，所以冬天電動(dòng)自行車(chē)行駛里程短。所以添加此聚天冬氨酸鈉鹽可以分散硫酸鉛的堆積，避免大顆粒硫酸鉛的生成，在充電時(shí)就比較容易轉(zhuǎn)換成鉛活物。添加此添加劑電池_15°C的低溫容量可以由常溫容量的70%提高到80% ；電池過(guò)放電性能由正常容量的0.75%提高到0.85%。
[0010]四硼酸鈉:對(duì)金屬氧化能力極強(qiáng)，屬于氧化劑。在蓄電池的極板中使板柵表面氧化，同時(shí)鉛膏也在氧化，鉛膏與板柵相互氧化的同時(shí)在相互生長(zhǎng)包裹，使板柵與鉛膏結(jié)合更牢固，鉛膏與鉛膏之間也氧化，相互包裹結(jié)合。很多蓄電池制造廠家由于蓄電池極板固化不徹底，板柵與鉛膏結(jié)合不好，此界面電阻會(huì)隨充放電的次數(shù)增加越來(lái)越大，所以前期容量衰減一般都是板柵與鉛膏界面電阻大的問(wèn)題；其次是大電流充電或者大電流放電，對(duì)鉛膏的沖擊較厲害，導(dǎo)致板柵與活物脫離形成界面電阻加大，活物與活之間結(jié)合力也變差，越來(lái)越疏松，最后掉膏軟化。所以添加此添加劑可以彌補(bǔ)極板固化不良的板柵界面問(wèn)題，可以抑制大電流對(duì)板柵與活物結(jié)合力不良問(wèn)題， 可以適當(dāng)避免活物疏松掉膏現(xiàn)象。
[0011 ] 硫酸亞錫:電解液中的SnSO4在正極被氧化為Sn (IV )，以SnO2的形式存在于正極活性物質(zhì)中，部分在正極板柵的極膜中。正極活性物質(zhì)中的SnO2，一方面增加凝膠區(qū)的電導(dǎo)，同時(shí)充電時(shí)作為金紅石型β — PbO2的結(jié)晶中心，從而提高了放電容量和充電效率。結(jié)合在正極板柵陽(yáng)極膜中的SnO2可阻止板柵的腐蝕。電解液中的Sn2+，充電時(shí)在負(fù)極被還原為Sn，放電時(shí)又被氧化為Sn2+，即對(duì)負(fù)極也有好的作用，因此，結(jié)論認(rèn)為，添加在電解液中的SnSO4無(wú)論對(duì)電池的容量和壽命都有好的作用。可改善電池的充電接受能力10%，明顯提高電池的循環(huán)壽命,大約20%。
[0012]硫酸:為分析純的濃硫酸，含量在96~99%，密度為1.84g/cm3, Fe% ≤ 0.0005%,Cl% ≤ 0.0005%,還原 KMnO4 物(以 O 計(jì)X 0.001 %。
[0013]純水:去離子水，電導(dǎo)率≤2 μ s/cm，控制導(dǎo)電率的目的是減少電解液里面的雜質(zhì)含量，減少自放電。
[0014]由上述可知，使用本發(fā)明，減緩電池失水，壽命延長(zhǎng)20%左右，電池_15°C的低溫容量由常溫容量的70%提高到80% ；電池過(guò)放電性能由正常容量的0.75%提高到0.85%，并且彌補(bǔ)極板固化不良的板柵界面問(wèn)題，抑制大電流對(duì)板柵與活物結(jié)合力不良問(wèn)題，避免活物疏松掉膏現(xiàn)象，改善電池的充電接受能力10%，明顯提高電池的循環(huán)壽命，大約20%。本發(fā)明鉛酸蓄電池電解液的目的是，避免電池前期容量衰減，減少循環(huán)過(guò)程失水量，阻礙大顆粒硫酸鉛的生成，提高電池容量及壽命。
【具體實(shí)施方式】[0015]以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]電解液各材料的添加比例:
【權(quán)利要求】
1.一種鉛酸蓄電池電解液，其特征在于，由羧甲基纖維素鈉0.5-2g、聚天冬氨酸鈉鹽l_2g、四硼酸鈉l_2g、硫酸亞錫0.1-0.5g、硫酸32-36g和純水58_65g制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池電解液，其特征在于，由羧甲基纖維素鈉0.5-lg、聚天冬氨酸鈉鹽l_2g、四硼酸鈉l_2g、硫酸亞錫0.1-0.3g、硫酸32-34g和純水58_61g制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池電解液，其特征在于，由羧甲基纖維素鈉l_2g、聚天冬氨酸鈉鹽l_2g、四硼酸鈉l_2g、硫酸亞錫0.3-0.5g、硫酸34-36g和純水61_65g制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池電解液，其特征在于，由羧甲基纖維素鈉2g、聚天冬氨酸鈉鹽lg、四硼酸鈉lg、硫酸亞錫0.lg、硫酸34g和純水61.9g制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池電解液，其特征在于，由羧甲基纖維素鈉0.5g、聚天冬氨酸鈉鹽2g、四硼酸鈉lg、硫酸亞錫0.2g、硫酸33g和純水62.3g制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池電解液，其特征在于，由羧甲基纖維素鈉lg、聚天冬氨酸鈉鹽lg、四硼酸鈉2g、硫酸亞錫0.3g、硫酸35g和純水60.7g制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池電解液，其特征在于，由羧甲基纖維素鈉0.5g、聚天冬氨酸鈉鹽lg、四硼酸鈉lg、硫酸亞錫0.5g、硫酸35.5g和純水61.8g制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池電解液，其特征在于，由羧甲基纖維素鈉1.2g、聚天冬氨酸鈉鹽1.5g、四硼酸鈉1.5g、硫酸亞錫0.3g、硫酸34g和純水61.5g制成。
9.權(quán)利要求1-8所述的任意一項(xiàng)鉛酸蓄電池電解液的配制方法，其特征在于，在耐腐蝕耐高溫的容器內(nèi)，先加純水，后加硫酸，再依次添加羧甲基纖維素鈉、聚天冬氨酸鈉鹽、四硼酸鈉和硫酸亞錫，攪拌，充分溶解，使電解液上下密度分布均勻和熱量充分散發(fā)，待溫度降低到55°C以下，自然存放24小時(shí)，用冷酸機(jī)控制電解液溫度在-10?0°C，再灌入電池。
【文檔編號(hào)】H01M10/08GK103715463SQ201310668012
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月7日
【發(fā)明者】李松林, 柴成雷 申請(qǐng)人:河南超威電源有限公司