一種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，包含如下重量百分比的原料組分：納米SiO24?10%、Na2SO41?8%、NH4OH 2?4%、H2SO443?50%、7H2O.CoSO40.5?2%、聚乙烯磺酸鹽2?5%、H3PO42?6%和水15?45.5%；該硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)綜合性能好和對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種括膠鹽表面膠體電解質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前鉛蓄電池廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、火車(chē)、拖拉機(jī)、摩托車(chē)、電動(dòng)車(chē)W及通訊、電站、電 力輸送、儀器儀表、IPS電源和飛機(jī)、坦克、艦艇、雷達(dá)系統(tǒng)等領(lǐng)域。隨著世界能源經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 和人民生活水平的日益提高，在二次電源使用中，鉛蓄電池已占有85%w上的市場(chǎng)份額。鉛 酸蓄電池 W技術(shù)成熟、成本低、大電流放電性能佳、適用溫度范圍廣、安全性高，可做到完全 回收利用等優(yōu)點(diǎn)在汽車(chē)起動(dòng)電池和電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域尚無(wú)法被其它電池取代。
[0003] 鉛蓄電池通常是W硫酸溶液作為主要的電解液，但由于酸與水混合時(shí)會(huì)產(chǎn)生濃烈 的酸霧，在蓄電池使用或充電時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量酸霧和泄漏，給使用者極大的人身傷害W及 對(duì)環(huán)境的造成較大的污染。近年來(lái)雖然已出現(xiàn)許多膠體之類(lèi)的電解液，此類(lèi)型的膠體電解 液做成的電池比硫酸溶液做成的電池綜合性能稍好，但是普遍存在容量下降、灌注困難、熱 失控、充電酸霧過(guò)大、自放點(diǎn)過(guò)大等不足，已不能滿(mǎn)足市場(chǎng)及行業(yè)的需要，同時(shí)很難做到節(jié) 能減排和國(guó)家環(huán)保部推進(jìn)清潔生產(chǎn)的要求。
[0004] 現(xiàn)今缺少一種綜合性能好和對(duì)環(huán)境無(wú)污染的鉛蓄電池電解質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種綜合性能好和對(duì)環(huán)境無(wú)污染的硅膠鹽表面 膠體電解質(zhì)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化4-10%、 船2504 1-8%、畑4地2-4%、也504 43-50%、7也0.(：〇504 0.5-2%、聚乙締橫酸鹽2-5%、也口04 2- 6〇/〇 和水 15-45.5〇/〇。
[0007] 進(jìn)一步的，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化5-9%、化2S〇4 2-7%、N也0H 2.25-3.25%、也5〇4 44-49%、7也0.(：〇5〇4〇.75-1.75%、聚乙締橫酸鹽2.5-4.5%、也？〇4 3-5〇/〇 和水 20-40.5%。
[000引進(jìn)一步的，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化6-8%、化2S04 3-6%、N也0H 2.5-3%、也504 45-48%、7也0.(：0504 1-1.5%、聚乙締橫酸鹽3-4%、也？04 3.5-4.5%和水25- 35.50/0。
[0009] 進(jìn)一步的，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化6.5-7.5%、化2S化4-5%、 畑4細(xì)2.6-2.9%、也5〇4 46-47%、7也0.(：〇5〇4 1.2-1.3%、聚乙締橫酸鹽 3.25-3.75%、也口〇4 3.75-4.25%和水 28-32.5〇/〇。
[0010] 進(jìn)一步的，所述水為超純水。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述納米Si化的粒徑為15nm-34皿。
[0012]本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的制備方法，包 括有w下步驟： 1)取納米Si〇2 4-10%、NH4〇H 2-4%、化2S〇4 1-8%，放入高壓容器內(nèi)，加入水12-40%，攬拌 均勻，再密閉高壓容器，加熱到96°C-104°C，保持氣壓18-29kg/cm2,靜止30-6化后得到堿性 納米級(jí)原液。
[OOK] 2)取7出O.CoS〇4〇.5-2%、曲P〇4 2-6%、水3-5.5%調(diào)混，再與步驟1)中得到的堿性納 米級(jí)原液調(diào)混待用； 3) 將出S化43-50%注入步驟2)中，連續(xù)攬拌28-32min后放入聚乙締橫酸鹽2-5%，再攬 拌12-18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸累經(jīng)裝有流量計(jì)控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質(zhì)。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟1)中的加熱溫度為98°C-102°C。
[0015] 進(jìn)一步的，所述步驟1)中的氣壓20-2化g/cm2。
[0016] 進(jìn)一步的，所述步驟1)的靜止時(shí)間為40-5化。
[0017] 本發(fā)明的有益效果為：使用該硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)生產(chǎn)出來(lái)的蓄電池內(nèi)阻極 小(2V系列在0.2毫歐W下）、比能量高、溫度適應(yīng)范圍更廣(-50°C~75°C)、充電過(guò)程極微酸 霧、自放電極小(常溫存放二年仍可正常使用)等;在各原料組分的相互配合作用下，使用該 硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)生產(chǎn)出來(lái)的蓄電池在反應(yīng)終止報(bào)廢后，電解質(zhì)抑值會(huì)變成中性或微 堿性;該硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的生產(chǎn)工藝制法簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)作業(yè)人員和環(huán)境沒(méi) 有任何污染。
【具體實(shí)施方式】 [001引實(shí)施例1 一種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化4%、化2S化 P/0、NH40H 2%、出S04 43%、7出O.C0S04 0.5%、聚乙締橫酸鹽 2%、出P04 2%和水 45.50/0。
[0019] 所述水為超純水。
[0020] 所述納米Si化的粒徑為15nm-34皿。
[0021] -種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的制備方法，包括有W下步驟： 1)取納米Si化4%、NH40H 2%、Na2S化1%，放入高壓容器內(nèi)，加入超純水40%，攬拌均勻， 再密閉高壓容器，加熱到96°C-104°C，保持氣壓18-2化g/cm2,靜止30-6化后得到堿性納米 級(jí)原液。
[0022] 2)取7出0.CoS化0.5%、出Κ)4 2%、超純水5.5%調(diào)混，再與步驟1)中得到的堿性納米 級(jí)原液調(diào)混待用； 3) 將出S化43%注入步驟2)中，連續(xù)攬拌28-32min后放入聚乙締橫酸鹽2%，再攬拌12- 18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸累經(jīng)裝有流量計(jì)控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質(zhì)。
[0023] 實(shí)施例2 一種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，包含如下重量百分比的原料組分:納米Si化10%、化2S化 80/0、NH40H 4%、出S〇4 50%、7出O.C〇S〇4 2%、聚乙締橫酸鹽 5%、出P〇4 6%和水 15〇/〇。
[0024] 所述水為超純水。
[0025] 所述納米Si化的粒徑為15nm-34皿。
[0026] -種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的制備方法，包括有W下步驟： 1)取納米Si化10%、NH40H 4%、Na2S化8%，放入高壓容器內(nèi)，加入超純水12%，攬拌均勻， 再密閉高壓容器，加熱到96°C-104°C，保持氣壓18-2化g/cm2,靜止30-6化后得到堿性納米 級(jí)原液。
[0027] 2)取7出0.CoS化2%、出Κ)4 6%、超純水3%調(diào)混，再與步驟1)中得到的堿性納米級(jí)原 液調(diào)混待用； 3) 將出S化50%注入步驟2)中，連續(xù)攬拌28-32min后放入聚乙締橫酸鹽5%，再攬拌12- 18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸累經(jīng)裝有流量計(jì)控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質(zhì)。
[0028] 實(shí)施例3 一種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化7%、化2S化 4.5%、顯4(^3%、出5〇4 46.5%、7出0.(：〇5〇4 1.25%、聚乙締橫酸鹽3.5%、出？〇4 4%和水 30.25%〇
[00巧]所述水為超純水。
[0030] 所述納米Si化的粒徑為15nm-34皿。
[0031] -種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的制備方法，包括有W下步驟： 1)取納米51化7%、畑4(^3%、化25化4.5%，放入高壓容器內(nèi)，加入超純水26%，攬拌均 勻，再密閉高壓容器，加熱到96 °C -104 °C，保持氣壓18-29kg/cm2，靜止30-6化后得到堿性納 米級(jí)原液。
[0032] 2)取7出0.CoS化1.25%、曲Κ)4 4%、超純水4.25%調(diào)混，再與步驟1)中得到的堿性納 米級(jí)原液調(diào)混待用； 3) 將出S化46.5%注入步驟2)中，連續(xù)攬拌28-32min后放入聚乙締橫酸鹽3.5%，再攬拌 12-18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸累經(jīng)裝有流量計(jì)控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質(zhì)。
[0033] 實(shí)驗(yàn)例 將本發(fā)明的硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)制成蓄電池，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0034] 實(shí)驗(yàn)一 步驟一 1) 將充放電機(jī)的正、負(fù)連接線(xiàn)和完全充飽電的蓄電池正、負(fù)端子相連接； 2) 常溫25°C環(huán)境進(jìn)行10小時(shí)率容量放電測(cè)試，并記錄數(shù)據(jù)。
[0035] 步驟二 1) 將完全充飽電的蓄電池放入-50 °C的低溫恒溫箱置放24h; 2) 再將充放電機(jī)的正、負(fù)連接線(xiàn)和低溫恒溫箱中的蓄電池正、負(fù)端子相連接； 3) -50 °C環(huán)境進(jìn)行10小時(shí)率容量放電測(cè)試，并記錄數(shù)據(jù)。
[0036] 由此可見(jiàn)，利用本發(fā)明硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)制作的蓄電池的溫度適應(yīng)范圍比普 通的蓄電池的溫度適應(yīng)范圍廣。
[0037] 實(shí)驗(yàn)二 1) 將完全充飽電的蓄電池稱(chēng)重并記錄重量，保留小數(shù)點(diǎn)后0.00二位數(shù)； 2) 放電0.1C到1.75V/單體后，再W0.1邱良?jí)?4.40V充電24h，W此方法充放24次后，將 所測(cè)蓄電池靜置存放24h; 3) 將該蓄電池稱(chēng)重，記錄數(shù)據(jù)，充電前的數(shù)據(jù)減去充電后的數(shù)據(jù)得出失水率。
[0038] 由此可見(jiàn)，利用本發(fā)明硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)制作的蓄電池比能量比普通的蓄電 池的比能量高。
[0039] 實(shí)驗(yàn)三 1) 將完全充飽電的電池按0.1訪義電，終止電壓1.75V/單體，記錄容量； 2) 將此電池常溫存放二年； 3) 按1C放電到終止電壓1.75V，記錄放出的容量。
[0040] 由此可見(jiàn)，利用本發(fā)明硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)制作的蓄電池自放電比普通的蓄電 池的自放電小。
[0041 ] 實(shí)驗(yàn)四 1) 將完全充飽電的蓄電池常溫存放24h; 2) 使用3901智能電池狀態(tài)測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試； 1. 打開(kāi)開(kāi)關(guān)，顯示電池內(nèi)阻測(cè)試； 2. 按單節(jié)測(cè)試確認(rèn)； 3. 電池類(lèi)型調(diào)到調(diào)到2V300AH; 4. 按確認(rèn)測(cè)試內(nèi)阻，并記錄數(shù)據(jù)。
[0042] 由此可見(jiàn)，利用本發(fā)明硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)制作的蓄電池內(nèi)阻比普通的蓄電池 的內(nèi)阻小。
[0043] 本發(fā)明的有益效果為：使用該硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)生產(chǎn)出來(lái)的蓄電池內(nèi)阻極 小(2V系列在0.2毫歐W下）、比能量高、溫度適應(yīng)范圍更廣(-50°C~75°C)、充電過(guò)程極微酸 霧、自放電極小(常溫存放二年仍可正常使用)等;在各原料組分的相互配合作用下，使用該 硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)生產(chǎn)出來(lái)的蓄電池在反應(yīng)終止報(bào)廢后，電解質(zhì)抑值會(huì)變成中性或微 堿性;該硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的生產(chǎn)工藝制法簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)作業(yè)人員和環(huán)境沒(méi) 有任何污染。
[0044] W上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，其特征在于：包含如下重量百分比的原料組分：納米 Si〇2 4-10%、Na2S〇4 l-8%、NH4〇H 2-4%、H2S〇4 43-50%、7H2O.CoS〇4 0.5-2%、聚乙烯磺酸鹽 2-5%、H3P〇4 2-6%和水 15-45.5%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，其特征在于:包含如下重量百分比的 原料組分：納米Si〇2 5-9%、Na2S〇4 2-7%、NH4〇H 2.25-3.25%、H2S〇4 44-49%、7H2O.CoS〇4 0.75-1.75%、聚乙烯磺酸鹽 2·5-4·5%、Η3Ρ〇4 3-5%和水 20-40.5%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，其特征在于:包含如下重量百分比的 原料組分：納米Si〇2 6-8%、Na2S〇4 3-6%、NH4〇H 2.5-3%、H2S〇4 45-48%、7H2O.CoS〇4 1-1.5%、 聚乙烯磺酸鹽3-4%、出?〇4 3.5-4.5%和水25-35.5%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，其特征在于:包含如下重量百分比的 原料組分：納米Si〇2 6.5-7.5%、Na2S〇4 4-5%、NH4〇H 2.6-2.9%、H2S〇4 46-47%、7H2O.CoS〇4 1.2-1.3%、聚乙烯磺酸鹽 3·25-3·75%、Η3Ρ〇4 3.75-4.25%和水 28-32.5%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，其特征在于:所述水為超純 水。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)，其特征在于:所述納米Si02 的粒徑為15nm-34nm。7. -種硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的制備方法，其特征在于:包括有以下步驟： 1) 取納米Si02 4-10%、NH4〇H 2-4%、Na2S〇4 1-8%，放入高壓容器內(nèi)，加入水12-40%，攪拌 均勻，再密閉高壓容器，加熱到96°C_104°C，保持氣壓18-29kg/cm 2，靜止30-60h后得到堿性 納米級(jí)原液； 2) 取7H2O.C〇S〇4 0.5-2%、H3P〇4 2-6%、水3-5.5%調(diào)混，再與步驟1)中得到的堿性納米級(jí) 原液調(diào)混待用； 3) 將H2S〇4 43-50%注入步驟3)中，連續(xù)攪拌28-32min后放入聚乙烯磺酸鹽2-5%，再攪 拌12-18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸栗經(jīng)裝有流量計(jì)控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質(zhì)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的制備方法，其特征在于:所述步驟1) 中的加熱溫度為98 °C-102 °C。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的制備方法，其特征在于:所述步驟1) 中的氣壓20-26kg/cm2〇10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的硅膠鹽表面膠體電解質(zhì)的制備方法，其特征在于:所述步驟 1)的靜止時(shí)間為40-50h。
【文檔編號(hào)】H01M10/10GK105870515SQ201610402417
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】田澤狄, 符錦強(qiáng)
【申請(qǐng)人】田澤狄