專利名稱:硅凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池的制作方法
鉛酸蓄電池仍是目前世界上主要的蓄電池品種。它應(yīng)用廣泛，價(jià)格低廉，制造技術(shù)成熟。但也存在比容量不高、維護(hù)麻煩、不安全、對(duì)環(huán)境造成污染等缺點(diǎn)。70年代硅凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池的問(wèn)世，使鉛酸蓄電池技術(shù)向前推進(jìn)了一步，凝膠電解質(zhì)取代了硫酸電解液，硫酸被吸附在凝膠體中，供蓄電池充放電過(guò)程中參與化學(xué)反應(yīng)。
應(yīng)用凝膠電解質(zhì)于鉛酸蓄電池中，是力圖改善電池的密封性能，但使用凝膠電解質(zhì)的鉛酸蓄電池，會(huì)降低蓄電池的容量，使用中有易于水化，凝膠會(huì)變脆以及進(jìn)一步減少電池內(nèi)氣體的產(chǎn)生，降低水的消耗等問(wèn)題。我們采取了以下主要措施，成功地解決了上述問(wèn)題。
1.在極板方面不同的電解質(zhì)對(duì)極板的要求不同，研究發(fā)現(xiàn)，凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池在放電時(shí)，正極板鉛的含量需增加10％至16％，以適應(yīng)凝膠電解質(zhì)的工作狀態(tài)。板柵中銻的含量控制在4％至8％，負(fù)極板鉛膏中加入木素磺酸、硫酸鋇等物質(zhì)作膨脹劑。這提高了凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池的容量，減少了氫氣的產(chǎn)生，降低了耗水量。
2.在凝膠電解質(zhì)方面不同的電解質(zhì)導(dǎo)電性能不同，電解質(zhì)的純度對(duì)電池的容量和壽命有很大影響，凝膠電解質(zhì)中的二氧化硅是用離子交換法除去雜質(zhì)，獲得高純度的二氧化硅，其含量控制在9％至13％范圍，加入丙三酸等物質(zhì)作為硫酸凝固劑的穩(wěn)定劑，增加凝固劑的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和凝膠電解質(zhì)的彈性。
凝固劑和硫酸的配比，硫酸溶液的比重，對(duì)蓄電池的性能極為重要，二氧化硅的含量不同，硫酸的比重也不同，一般硫酸的比重為1.40至1.55，使用高純度去離子水稀釋的硫酸。硫酸溶液和硫酸凝固劑混合后的比重為1.26至1.28，凝固劑和硫酸的配比為1比1至2。
3.電解質(zhì)灌入電池的方法采用分層分比例注入法。一般可分為3層，下層約占40％，中層約占30％，上層約占30％，注入一層后要間隔1至2小時(shí)，待凝膠電解質(zhì)冷卻到室溫后再注入另一層，每層中硫酸和與凝固劑的配比略有不同，上層凝固劑含量，要多于中層，更要多于下層?；旌弦鹤詈笞⑷腚姵睾?，靜止放置5小時(shí)左右，然后再對(duì)蓄電池進(jìn)行初充電。初充電和正常充電的方法，與液體電解質(zhì)鉛酸蓄電池基本相同。
本實(shí)用新型硅凝膠鉛酸蓄電池與液體電解質(zhì)鉛酸蓄電池比較有明顯的優(yōu)點(diǎn)(1)密封性能好，可工作于任何位置。
(2)維護(hù)少，凝膠電解質(zhì)灌好后，不再需要添加硫酸溶液，添水的數(shù)量和次數(shù)顯著減少。
(3)氣體放出少。
(4)電性能穩(wěn)定。
(5)壽命長(zhǎng)。
(6)適用于較寬的溫度范圍。
本實(shí)用新型凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)圖如附圖所示。
正極板1，鉛的含量提高10％至16％，正極板和負(fù)極板2銻的含量在4％至8％，負(fù)極板的鉛膏中添加木素磺酸、硫酸鋇等物質(zhì)。凝膠電解質(zhì)3，以硫酸和二氧化硅為主要成分，二氧化硅含量為9％至13％，添加丙三醇作穩(wěn)定劑。微孔隔板4，用微孔橡膠或微孔塑料制成。外殼5，用ABS塑料或聚丙烯 聚乙烯塑料壓制而成。電池蓋6，透氣蓋7用以排除電池中超過(guò)一定壓力的氣體，取下透氣蓋可注入液體。電池殼體內(nèi)有2組電池，每組電池放在一個(gè)槽內(nèi)，2組電池的串聯(lián)是通過(guò)連結(jié)條8連起來(lái)的，連結(jié)條把負(fù)極柱9和正極柱10連起來(lái)。電池蓋6和電池殼5的縫隙用環(huán)氧樹(shù)脂或者電熱熔封方式密封的。
硅凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池適用于各種便攜式電源，是很有發(fā)展前景的電池新品種。
權(quán)利要求
1.一種凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池，其特征在于凝膠電解質(zhì)是由硫酸和硫酸凝固劑形成凝膠體，凝膠電解質(zhì)可分層灌入有正極板、負(fù)極板的電池殼體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于蓄電池正極板、負(fù)極板的板柵中銻的含量均為4％～8％。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于正極板鉛的含量提高10％～16％。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于蓄電池負(fù)極板的鉛膏中加入木素磺酸、硫酸鋇。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于凝膠電解質(zhì)由硫酸與硫酸凝固劑形成凝膠體，硫酸凝固劑主要是由二氧化硅組成，添加了丙三醇作穩(wěn)定劑形成穩(wěn)定的硅溶膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5，其特征在于硫酸凝固劑是用離子交換法除去各種雜質(zhì)，獲得高純度的二氧化硅溶液，二氧化硅的含量是在9％～13％范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5，硫酸與硫酸凝固劑混合后的比重為1.26～1.28。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于凝膠電解質(zhì)的灌注可分層進(jìn)行，分為上層、中層、下層，三層凝膠電解質(zhì)中下層灌注約占40％，中層約占30％，上層約占30％，每層灌入后要靜置1小時(shí)至2小時(shí)，待凝膠電解質(zhì)冷卻到室溫后再灌入另一層，全部灌注完畢后要靜止放置5小時(shí)左右，然后進(jìn)行蓄電池的初充電。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1或8，其特征在于凝膠電解質(zhì)灌注的三層中，下層硫酸凝固劑的含量少于中層，中層硫酸凝固劑的含量少于上層。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1或7，其特征在于凝膠電解質(zhì)中硫酸與硫酸凝固劑的比例在三層中為11至21范圍。
專利摘要
硅凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池是鉛酸蓄電池的新品種，凝膠電解質(zhì)主要由二氧化硅和硫酸組成，添加了丙三醇等穩(wěn)定劑形成穩(wěn)定的凝膠體。本研究成功地解決了此類蓄電池的容量問(wèn)題，減少了電池中氣體的產(chǎn)生。并研究了此類蓄電池的灌注方法、正負(fù)極板合理配比和成分，使此類蓄電池具有密封性能好、維護(hù)少、壽命長(zhǎng)、電性能穩(wěn)定，使用溫度范圍寬等特點(diǎn)。該蓄電池特別適用于便攜式可充電蓄電池。
文檔編號(hào)H01M10/08GK86200821SQ86200821
公開(kāi)日1987年9月2日 申請(qǐng)日期1986年2月27日
發(fā)明者穆風(fēng)榮, 張承憲 申請(qǐng)人:張承憲, 穆鳳英導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan