專利名稱：蓄電池?zé)o污染固態(tài)電解質(zhì)及其配制工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)電解質(zhì)及其配制工藝，屬于蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)中，鉛酸蓄電池的電解質(zhì)有液體、膠體和固體等多種，液體是用稀硫酸作電解質(zhì)，其弊端有1.由于硫酸的腐蝕性強(qiáng)，導(dǎo)致鉛蓄電池正極板活性物質(zhì)二氧化鉛早期脫落，使蓄電池使用壽命短；2.有時(shí)需調(diào)整電解質(zhì)密度，使充電操作麻煩，充電時(shí)間長；3.蓄電池失水量大，夏季五天，冬季十五天就要加純水和補(bǔ)充充電，維護(hù)量大；4.自放電量在一晝夜間損失容量達(dá)1.67％以上；5.硫酸對(duì)人體有危害，對(duì)機(jī)件有腐蝕，對(duì)環(huán)境有污染。膠體蓄電池電解質(zhì)雖然以酸堿中和實(shí)現(xiàn)無腐蝕污染延長了蓄電池的使用壽命，但由于凝膠速度在30分鐘內(nèi)，小于二小時(shí)，膠液中的硫酸離子滲不透蓄電池正極板活性物質(zhì)二氧化鉛，減少了蓄電池在常溫下的起動(dòng)容量，只能達(dá)到88％，低溫起動(dòng)只有55％，起動(dòng)性能差；同時(shí)，失水量超過銷酸蓄電池，自放電等于鉛酸蓄電池。據(jù)申請(qǐng)?zhí)枮?6101712.3的發(fā)明專利“固體蓄電池”中介紹的電解質(zhì)的配方，不僅具備膠體蓄電池的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，因改進(jìn)了電解質(zhì)配方使固體蓄電池的起動(dòng)性能得到穩(wěn)定，但失水量大，灌注蓄電池后固化劑的收縮率高達(dá)7％，使灌注電解質(zhì)要分兩次操作而麻煩。
本發(fā)明的目的在于研制一種新的固體電解質(zhì)配方，灌注到蓄電池中，無污染，無滲漏，自放電量小，起動(dòng)容量大，易于運(yùn)輸，方便灌注，使用壽命長。
本發(fā)明的另一目的是研究固態(tài)電解質(zhì)的配制工藝，該工藝無需特殊設(shè)備，工藝簡(jiǎn)單。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的固態(tài)電解質(zhì)，是A、B兩種材料的混合物，A種材料是濃度50～57.8％的硫酸及(以重量計(jì))2～3％的符合GB1282～77標(biāo)準(zhǔn)的磷酸，0.06％的含鋰量55±0.5％的溴化鋰溶液，0.01％的濃度0.5％木素磺酸，0.1～0.5％的平平加；其配制是將這幾種物質(zhì)按比例混合攪拌1～3分鐘至均勻。B種材料是濃度1.06～1.08g/cm3的硅酸鈉溶液及(以重量計(jì))0.05～0.1％的符合GB687～77標(biāo)準(zhǔn)的丙三醇；其配制是將硅酸鈉溶液用離子交換法除去雜質(zhì)后把這兩種物質(zhì)按比例混合攪拌1～3分鐘至均勻。制備好的A.B兩種材料，分別盛于非金屬容器中運(yùn)輸和保存。最后配制固態(tài)電解質(zhì)時(shí)，A材料的用量以容量計(jì)為48～54％，B種材料對(duì)應(yīng)為52～46％，將B種材料徐徐倒入A種材料中攪拌均勻，配制的電解質(zhì)密度在1.26～1.31g/cm3范圍內(nèi)，待溫度冷卻至35℃以下，灌注到蓄電池中。根據(jù)本發(fā)明配制的固態(tài)電解質(zhì)為保證其性能，對(duì)有害元素的限量是1.鐵＜0.008％；2.錳＜0.0003％；3.氯＜0.0008％；4.硝酸根＜0.0008％。為保證上述指標(biāo)的達(dá)到在配制A.B兩種材料時(shí)，對(duì)純水要求是1.鐵＜0.0004％ 2.氯＜0.0005％3.錳＜0.0001％ 4.氨＜0.0008％ 5.堿土金屬氧化物＜0.005％6.硝酸鹽及亞硝酸鹽＜0.0005％ 7.有機(jī)物＜0.002％本發(fā)明的無污染固態(tài)電解質(zhì)配方是根據(jù)酸堿中和和硫酸離子永不消失的原理及有關(guān)的物質(zhì)的活性，親水性，防腐性，導(dǎo)電性良好等特征及酸堿中和凝固后作用二氧化鉛不受硫酸腐蝕，免于過早脫落，實(shí)現(xiàn)延長蓄電池的使用壽命，并促進(jìn)電荷流動(dòng)量，減少自然放電量而實(shí)現(xiàn)提高蓄電池的容量。因此用于灌注蓄電池具有以下優(yōu)點(diǎn)1.該電解質(zhì)分成A.B兩種材料，且該兩種材料混合均勻凝固時(shí)間大于2小時(shí)，這樣便使A.B兩種材料分離包裝，便于運(yùn)輸，及用戶自行灌注和制造商成批大規(guī)模生產(chǎn)；2.該電解質(zhì)凝固后PH＝8±0.5，無硫酸腐蝕，污染；3.長期倒置180°不滲溢；4.自放電量小，只有0.002％，且初次充電時(shí)間短，只需4小時(shí)，充足后儲(chǔ)存一年，端電壓可保持在11.5v；5.常溫起動(dòng)容量大，為額定容量的113％，低溫時(shí)也達(dá)97％，適應(yīng)溫度廣，可在-45℃～45℃間；6.可長時(shí)間不加純水，約達(dá)半年，且不需要換季充電，尤其適用灌注新型免維護(hù)蓄電池；7.使用壽命長，灌注移動(dòng)型蓄電池是鉛酸的四倍，灌注固定型鉛蓄電池壽命為十年。
本發(fā)明的無污染固態(tài)電解質(zhì)應(yīng)用灌注到使用鉛蓄電池的各種設(shè)備機(jī)件汽車、火車、礦用電機(jī)車、礦燈、航燈、割膠燈、應(yīng)急燈及變配電繼電保護(hù)、郵電通訊、電子儀表顯示、計(jì)算機(jī)等電源蓄電池中，可縮短充電時(shí)間，節(jié)約電能。
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
本發(fā)明的固態(tài)電解質(zhì)是兩種材料的混合物，A種材料有硫酸及磷酸，木素磺酸，溴化鋰溶液，平平加，B種材料有硅酸鈉溶液和丙三醇；其配制分幾步進(jìn)行。
1.A種材料的配制取符合GB4554～88標(biāo)準(zhǔn)的濃硫酸，用符合標(biāo)準(zhǔn)的純水稀釋至密度為1.40g/cm3(15℃)，然后加入符合GB1282～77標(biāo)準(zhǔn)的磷酸2％，加入濃度為0.5％的木素磺酸0.01％，加入含鋰量55±0.5％的溴化鋰溶液0.06％，加入平平加0.1％，攪拌1～3分鐘至均勻。
2.B種材料的配制選用符合GB4209～84標(biāo)準(zhǔn)的硅酸鈉，其密度為1.36g/cm3，用純水稀釋至密度為1.06g/cm3，測(cè)PH＝8，用離子交換法除去雜質(zhì)，加入符合GB687～77標(biāo)準(zhǔn)的丙三醇0.05％(重量計(jì))，混合后攪1～3分鐘至均勻。
3.混合在耐溫，耐腐蝕的非金屬容器里(以容量計(jì))取54％的A種材料倒入，再徐徐倒入46％的B種材料，混合攪拌均勻，待溫度冷卻至35℃以下，灌注入蓄電池。
根據(jù)上述方法配制的電解質(zhì)，其密度為1.31g/cm3，其有害元素含量最大允許值是1.鐵＜0.008％，2.錳＜0.0003％，3.氯＜0.0008％，4.硝酸根＜0.0008％，使用純水的性能指標(biāo)為a.鐵＜0.0004％，b.氯＜0.0005％，c.錳＜0.0001％，d.氨＜0.0008％，e.堿土金屬氧化物＜0.005％， f.硝酸鹽及亞硝酸鹽＜0.0005％，g.有機(jī)物＜0.002％。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池?zé)o污染固態(tài)電解質(zhì)，是A、B兩種材料的混合物，A種材料是濃度50～57.8％的硫酸及(以重量計(jì))2～3％的符合GB1282～77標(biāo)準(zhǔn)的磷酸，0.06％的含鋰量55±0.5％的溴化鋰溶液，0.01％的濃度0.5％木素磺酸，0.1～0.5％的平平加；B種材料是硅酸鈉溶液(濃度1.06～1.08g/cm3)及(以重量計(jì))0.05～0.1％的符合GB687～77標(biāo)準(zhǔn)的丙三醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于其密度為1.26～1.31g/cm3，其有害元素含量最大允許值是1.鐵＜0.008％；2.錳＜0.0003％；3.氯＜0.0008％；4.硝酸根＜0.0008％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池?zé)o污染固態(tài)電解質(zhì)，其配制工藝是①A液配制將濃硫酸稀釋到50～57.8％(其密度1.40～1.48g/cm3)，加入2～3％的磷酸，濃度0.5％的木質(zhì)磺酸0.01％，含鋰量55±0.5％的溴化鋰溶液0.06％，平平加0.1～0.5％，攪1～3分鐘至拌勻；②B液的配制將硅酸鈉溶液稀釋到密度為1.06～1.08g/cm3，取PH＝8，用離子交換法除去雜物，加入0.05～0.1％的丙三醇，攪1～3分鐘至拌勻；③混合將A種材料倒入容器，徐徐倒入B種材料攪拌均勻，測(cè)其密度為1.26～1.31g/cm3(15℃)待溫度冷卻至35℃以下，灌注到蓄電池中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電池?zé)o污染固態(tài)電解質(zhì)的配制工藝，A、B兩種材料的用量是A種材料為48～54％，B種材料對(duì)應(yīng)為52～46％(以容量計(jì))。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池?zé)o污染固態(tài)電解質(zhì)配制工藝，其使用純水的各性能指標(biāo)為a.鐵＜0.0004％b.氯＜0.0005％c.錳＜0.0001％d.氨＜0.0008％e.堿土金屬氧化物＜0.005％f.硝酸鹽及亞硝酸鹽＜0.0005％g.有機(jī)物＜0.002％
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄電池?zé)o污染固態(tài)電解質(zhì)及其配制工藝,該電解質(zhì)是A、B兩種材料的混合物。A種材料含有硫酸及少量磷酸、木素磺酸、溴化鋰溶液及平平加,B種材料含硅酸鈉溶液及少量丙三醇,兩者按比例混合后即可灌注蓄電池。具有無污染,無腐蝕,無滲溢,易貯存和運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn),同時(shí),自放電量小,常溫起動(dòng)容量大,可半年內(nèi)不加純水,無需換季充電,使用壽命長。其配制是將有關(guān)物質(zhì)混合攪拌,工藝簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)H01M10/10GK1194475SQ97107990
公開日1998年9月30日 申請(qǐng)日期1997年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月21日
發(fā)明者戴明德 申請(qǐng)人:戴明德