本發(fā)明涉及一種電池用電解液組分,具體地講,本發(fā)明涉及一種電池用膠體電解液組分,本發(fā)明還涉及電池用膠體電解液的制備方法。
背景技術:
閥控式密封蓄電池屬于一種鉛酸蓄電池類產品,它除在移動通信、郵電等領域得到普及性應用外,近幾年來在太陽能風光互補儲能系統(tǒng)、油機混合供電系統(tǒng)中也得到廣泛應用。作為儲能單元的閥控式鉛酸蓄電池在備電源源中,能夠達到削峰填谷的作用。但是,在這些場合應用的電池長期處于非浮充狀態(tài),循環(huán)使用較頻繁,其循環(huán)使用壽命僅兩年左右,究其原因,是閥控式密封蓄電池長期頻繁循環(huán)使用易失水,從而引起內置電解液分層,造成電池板柵腐蝕不均,以及失水后產生熱失控導致電池快速失效。為此,本行業(yè)不少單位都組織力量開展提高閥控式鉛酸蓄電池循環(huán)使用壽命方面的技術研究。本發(fā)明通過研制膠體電解液來提高閥控式鉛酸蓄電池循環(huán)使用壽命。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術的不足,提出一種閥控式鉛酸蓄電池用膠體電解液組分,該組分配置合理、制備容易,形成的膠體電解組織穩(wěn)定,不易失水。本發(fā)明還包括閥控式鉛酸蓄電池用膠體電解液制備方法。
本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)技術目標。
閥控式鉛酸蓄電池用膠體電解液組分,其改進之處在于:它由以下按重量百分比計量的組分組成:硫酸80~90%、膠體膠液10~20%。
作為進一步改進方案,所述硫酸密度為1.15~1.25g/cm325℃。
作為進一步改進方案,所述膠體膠液組分按重量百分比計量如下:去離子水73~80%、氫氧化鈉9~12%、硅粉9~10%、硫酸鈷0.2~0.3%、硫酸鎂0.2~0.3%、硫酸鋁0.2~0.3%、錫酸鈉0.2~0.3%和鉬酸鈉0.2~0.3%。
作為進一步改進方案,所述硅粉為氣相狀態(tài)。
作為進一步改進方案,所述膠體膠液和膠體電解液分別制備,具體步驟如下:
A、膠體膠液制備;
A1、將量取的去離子水加熱至60~80℃;
A2、將量取的氫氧化鈉加入去離子水中,一邊加氫氧化鈉一邊攪拌,至少用15min攪拌成漿料;
A3、將量取的硅粉在3.0~5.0min內順序且緩慢地加入到漿料中,仍采用一邊添加一邊攪拌工藝,混合成SiO2NaOH漿料;
A4、用5只容器分別盛裝已加熱的去離子水,待用;
A5、在上述5只容器中分別放置量取的硫酸鈷、硫酸鎂、硫酸鋁、錫酸鈉和鉬酸鈉,待溶解后攪拌成溶液;
A6、將5只容器剛調勻的溶液加入到SiO2NaOH漿料中,一邊加一邊攪拌,攪拌至少20min;
A7、攪拌均勻的膠體膠液冷卻至常溫,備用。
B、膠體電解液制備
分別量取膠體膠液、硫酸,用分散機攪拌30~60min,配置后的膠體電解液靜置待用,必須在24h內用完。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比,具有以下積極效果:
1、膠體膠液因富含水,熱容量大、而且散熱好,大大減少電池熱失控現(xiàn)象;
2、膠體膠液在成品電池中常態(tài)為凝膠狀態(tài),不流動、易形成三維多孔結構,有利于氣體合成而減少失水;
3、呈稀溶膠狀態(tài)的膠體電解液注入電池內,能夠充滿電池整個極板空間,使電池內部極板各部位反應均勻。
4、膠體電解液無沉淀,電池內部不會發(fā)生酸分層現(xiàn)象,為提高電池壽命創(chuàng)造了條件。
具體實施方式
下面通過實施例來進一步說明本發(fā)明。
閥控式鉛酸蓄電池用膠體電解液組分共有兩種材料,主體是硫酸,配料是膠體膠液。本實施例中按重量百分比計量組分,其中硫酸80~90%、膠體膠液10~20%。所述硫酸密度為1.15~1.25g/cm325℃。所述膠體膠液組分為混合體,其組分按重量百分比計量如下:去離子水73~80%、氫氧化鈉9~12%、硅粉9~10%、硫酸鈷0.2~0.3%、硫酸鎂0.2~0.3%、硫酸鋁0.2~0.3%、錫酸鈉0.2~0.3%和鉬酸鈉0.2~0.3%。按照上述組分的配比制備膠體電解液,首先作膠體膠液制備,具體步驟如下:
A、膠體膠液制備;
A1、量取8000g的去離子水加熱至60~80℃;
A2、量取900g的氫氧化鈉,將氫氧化鈉加入去離子水中,一邊加一邊攪拌,攪拌至少20min成漿料;
A3、量取硅粉1000g,本實施例用的硅粉為氣相狀態(tài),將量取的硅粉在5min內順序且緩慢地加入到漿料中,仍采用一邊添加一邊攪拌工藝,直至混合成SiO2NaOH漿料;
A4、用5只500ml的燒標,分別盛上300ml的去離子水,待用;
A5、在上述5只容器中分別放置20g硫酸鈷、硫酸鎂、硫酸鋁、錫酸鈉和鉬酸鈉,待溶解后攪拌成溶液;
A6、將5只燒杯中剛調勻的溶液加入到SiO2NaOH漿料中,一邊加一邊攪拌,攪拌至少30min;
A7、攪拌均勻的膠體膠液冷卻至常溫備用。
B、膠體電解液制備
取用已制備成的膠體膠液和選定密度為1.25g/cm325℃硫酸制備兩例膠體電解液,具體份量見下表
取用表中兩實施例和現(xiàn)有技術的電解液,用同批次極板制作6-GFM-100閥控式鉛酸蓄電池30只,產品經化成結束后按規(guī)定靜置48小時,然后分別作常溫循環(huán)壽命對比驗證、高溫浮充壽命驗證和電解液比重驗證。三組產品常溫循環(huán)壽命終止時,實施例1為145次,實施例2為162次,現(xiàn)有技術僅有55次。60℃高溫浮充壽命結果是實施例1為9個大循環(huán)、實施例2為11個大循環(huán),現(xiàn)有技術僅有8個大循環(huán)。三組產品電解液比重見下表:
從上述驗證結果可知,本發(fā)明的膠體電解液能夠顯著提高電池常溫循環(huán)性能和高溫循環(huán)性能,而且電解液比重誤差極小沒有分層的負面影響。