專利名稱:硅凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池(丙三醇作穩(wěn)定劑)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)鉛酸蓄電池的問世，使鉛酸蓄電池技術(shù)向前推進(jìn)了一步，凝膠電解質(zhì)替代了硫酸電解液，硫酸被吸附在凝膠體中，供電池充放電過程中參與化學(xué)反應(yīng)。
為解決凝膠電解質(zhì)鉛蓄電池容量下降的問題，同時(shí)進(jìn)一步減少電池內(nèi)氣體的產(chǎn)生，降低水的消耗，改善電池的性能，采取了如下措施1、在極板方面因不同的電解質(zhì)對(duì)極板要求不同，研究發(fā)現(xiàn)，凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池在放電時(shí)正極板鉛含量需增加5％到15％，以適應(yīng)凝膠電解質(zhì)的工作狀態(tài)。凝膠電解質(zhì)不僅適用于一般鉛酸蓄電池，其中鉛銻板柵中銻的含量控制在3.5％到8％，而且更適用于少維護(hù)、免維護(hù)和密封鉛酸蓄電池。其中鉛鈣和低銻板柵中，正、負(fù)板柵均是多元合金組成，正板柵銻的含量在3.5％至1.8％，負(fù)板柵鈣的含量0.12％至0.8％，負(fù)極板的鉛膏中加入了木素磺酸等做膨脹劑。提高了凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池的容量，減少了氣體的產(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)的導(dǎo)電性能也不同，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)而獲得高純度的二氧化硅，其含量控制在5％至12％范圍，加入丙三醇等物質(zhì)作為酸凝固劑的穩(wěn)定劑，以增加凝固劑的長(zhǎng)期存放穩(wěn)定性和凝膠電解質(zhì)的彈性。
凝固劑和硫酸溶液的配比，以及硫酸溶液的比重都極為重要。二氧化硅含量不同，硫酸的比重也不同，一般硫酸的比重為1.40至1.57。硫酸是用高純度的去離子水稀釋。硫酸溶液和凝固劑混合后的比重為1.26至1.30，凝固劑和硫酸的配比為1比1至1比3.0。
3、電解液灌入電池的方法采用分層分比例注入法，一般可分為2至3層，底層約占40％，中層占30％，上層占30％。注入每層要有時(shí)間間隔，一般為2至4小時(shí)，待凝膠冷卻到室溫后再注入另一層，每層中硫酸和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。注入后靜止5小時(shí)左右再進(jìn)行初充電，初充電和正常充電的方法，與硫酸電解液鉛酸蓄電池基本相同。
我們研究的凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池，經(jīng)有關(guān)部門對(duì)主要技術(shù)指標(biāo)，如容量、密封性、機(jī)械強(qiáng)度、電性能、失水等，進(jìn)行測(cè)試，其性能與同類硫酸電解液蓄電池比較有明顯的優(yōu)點(diǎn)(1)密封性能好，不漏液。
(2)維護(hù)少，凝膠電解質(zhì)灌好后不再需要添加硫酸溶液，添加水的次數(shù)和數(shù)量明顯減少。
(3)電性能穩(wěn)定。
(4)出氣量少。
(5)壽命長(zhǎng)。
(6)適用于溫度范圍寬。
小型凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)如附圖示。
正極板1，鉛的含量提高5％至15％。鉛銻板柵中，銻的含量在3.5％至8％，低銻和鉛鈣板柵銻的含量在3.5％至1.8％，鈣的含量在0.8％至0.12％，負(fù)板中添加木素磺酸鋇等物質(zhì)。凝膠電解質(zhì)3是以硫酸和二氧化硅為主要成分，二氧化硅的含量為5％至12％，添加丙三醇等穩(wěn)定劑，微孔塑料板4，外殼5用ABS塑料或聚丙烯塑料壓制而成。電池蓋6，透氣蓋7既可以排除電池內(nèi)部氣體，取下透氣蓋又可注入液體。電池殼內(nèi)有兩組電池，各在一個(gè)電池槽內(nèi)，兩組電池串聯(lián)是通過連結(jié)條8連起來的，它連結(jié)正極柱10和負(fù)極柱9，電池蓋和外殼的縫隙是用環(huán)氧樹脂或其它膠密封的。
硅凝膠電解質(zhì)鉛酸蓄電池，適用于各種便攜式電源，因此可以說它是有廣闊開展前景的蓄電池新品種。
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)由硫酸和硫酸凝固劑組成，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，其特征在于蓄電池鉛銻板柵中正極板、負(fù)極板銻的含量均為3.5％～8％。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于蓄電池鉛鈣、低銻多元合金組成的板柵，負(fù)極板由鉛鈣多元合金組成，板柵中鈣的含量0.8％～0.12％，正極板由低銻多元合金組成，銻的含量3.5％～1.8％范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于正極板鉛的含量提高5％～15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于負(fù)極板的鉛膏中加入木素磺酸，硫酸鋇。
6.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的凝膠體，硫酸凝固劑主要是由二氧化硅組成，添加了丙三醇作穩(wěn)定劑形成硅溶膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6，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5％～12％范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1或7，硫酸與硫酸凝固劑混合后凝膠電解質(zhì)比重為1.26～1.30％。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于凝膠電解質(zhì)灌注可分層進(jìn)行，分為上層、中層、下層，三層中灌注比例下層約占40％，中層約占30％，上層約占30％，每一層灌入后要靜止2～4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5～12小時(shí)，然后進(jìn)行蓄電池的初充電。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1或9，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，中層凝固劑含量少于上層凝固劑的含量。三層中硫酸與硫酸凝固劑的比例為11至31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)H01M10/06GK86209279SQ86209279
公開日1988年2月10日 申請(qǐng)日期1986年11月24日
發(fā)明者穆鳳榮, 張承憲 申請(qǐng)人:張承憲, 穆鳳榮導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan