CN102544597B - 内化成电池用胶体电解质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供内化成电池用胶体电解质，由质量百分比分别为34-37％的硫酸、55-60％的纯水、3.5-8％的JN-30凝胶剂、0.055-0.14％的硫酸亚锡、0.055-0.14％的硫酸镁、0.055-0.14％的聚丙烯酰胺、0.055-0.14％的纳米碳、0.0055-0.015％的锗粉、0.55-1.7％的磷酸、0.015-0.025％的氧化铟、0.05-0.2％的三氧化二锑、0.5-1.0％的无水硫酸钠组成。能够保证采用该电解质的电池凝胶后容量及各项性能指标均大幅超越同比铅酸电池，实现电池的内化成全凝胶。

Description

内化成电池用胶体电解质
技术领域
本发明涉及蓄电池领域，具体涉及内化成电池用胶体电解质。
背景技术
普通胶体电解液只能有效地解决硫酸分层问题，但由于电解液凝胶后内阻增大一直是胶体电池发展的瓶颈，内部的胶体一旦凝胶，内阻将成倍增长，电池内化成的过程中，将会导致过多的副反应，电转换效率低，化成效果不理想，电池容量及寿命等性能会急剧下降，所以现今市场上所谓的胶体电池大多是简单地加有二氧化硅和碱金属及碱土的半胶体电池，综合性能达不到预期效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供内化成电池用胶体电解质，能够保证采用该电解质的电池凝胶后容量及各项性能指标均大幅超越同比铅酸电池，实现电池的内化成全凝胶。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：内化成电池用胶体电解质，由以下组分组成且各组分的质量百分比为：
Figure BDA0000131227660000011
Figure BDA0000131227660000021
作为优选，各组分的质量百分比为：
Figure BDA0000131227660000022
作为优选，各组分的质量百分比为：
Figure BDA0000131227660000023
Figure BDA0000131227660000031
作为优选，各组分的质量百分比为：
Figure BDA0000131227660000032
有益效果：
本发明采用上述技术方案提供内化成电池用胶体电解质，保证了采用该电解质的电池凝胶后容量及各项性能指标均大幅超越同比铅酸电池，实现了电池的内化成全凝胶。
附图说明
图1为胶体内化成电池在25℃的条件下进行的容量测试图；
图2为不同温度下胶体内化成电池与铅酸内化成电池的容量对比图；
图3为胶体内化成电池与铅酸内化成电池的使用寿命对比图。
具体实施方式
实施例一：
内化成电池用胶体电解质，由以下组分组成且各组分的质量百分比为：
Figure BDA0000131227660000041
硫酸为试剂硫酸，为铅酸电池的主要活物质；纯水为助剂，电导率：≤2μS/cm；JN-30凝胶剂为电解液凝固剂；硫酸亚锡为分析纯级，功能为提高导电性及过放电恢复能力；硫酸镁为活性剂，提高充电接受能力及延长使用寿命等；聚丙烯酰胺分子量为300万，为絮凝剂；纳米碳为α型纳米碳，用作抗内阻剂；锗粉用于提高深循环性能；磷酸为分析纯级，用于延长电池寿命，也是胶体稳定剂；氧化铟用于提高导电性，提高电池容量；无水硫酸钠用于防止短路；三氧化二锑主要解决铅钙合金板栅腐蚀产物中的致密阻挡层，改善蓄电池充电接受能力，杜绝电池的PCL现象。
内化成电池用胶体电解质的工作机理说明：胶体电解质是以氢键形式构成的三维网络体系，它相同于AGM隔板一样是稀硫酸的载体，将大量的硫酸分子及水包裹在三维的结构中，其物理特性呈弹性不流动的凝胶溶液。氢键是分子间的一种弱结合，在外力直接作用下，包裹在控释微囊中的“自由水”可以被释放出来，一旦去掉剪切力结构又重新建立，“自由水”再次被包裹，其结构的形成和拆散是完全可逆的。加入电池后，其电化反应与硫酸相同。胶体电解质凝胶后，电池内的稀硫酸变成不流动的果冻状物质，因此可增加电池的加液量，解决了硫酸分层和电解液量不足的情况。
采用本发明的技术方案制备的内化成电池用胶体电解质具有以下优点：
1、优良的控释性能：未加入电池前表现为大颗粒的胶团，粘度低，稍许搅拌即有较好的流动性，便于加胶；
2、优良的触变性能：该产品在外力作用下，网络结构暂时被破坏，当粘度降低，静置时又可由溶胶恢复至凝胶，该过程可反复触变；
3、优良的导电性能：解决了凝胶后内阻增大的历史缺点，该产品在完全凝胶状态下电性能全面超过同比铅酸蓄电池；
4、良好的稳定性能：长期放置、反复触变、高低温环境下长期使用不水化、不分层。
采用本发明的技术方案制备的内化成用胶体电解质在加注电池后对电池产生了优异的影响：
1、超高的导电性，提高内化成电池的化成效率；
2、极群上部的凝胶体有效杜绝了空气与负极板的氧化反应，避免了负极板的氧化；
3、完全凝胶，增加电池内部的酸液保有率；
4、彻底解决硫酸分层现象，延缓极板腐蚀与钝化，减小自放电；
5、超强的络合作用，抑制脱粉现象，提高装配压力；
6、增加极板、隔板的均匀饱和度；
7、特殊的氧复合通道，充电接受能力强，提高电转换效率。
采用本发明制备的内化成用胶体电解质在加注电池后制成的胶体内化成6-DZM-12电池在25℃的条件下进行容量测试的结果如图1所示，可以看出容量曲线的走势较缓，随着时间的变化，电压的变化幅度小，容量好；不同温度下胶体内化成电池与铅酸内化成电池的容量对比如图2所示，可以看出不同的温度下，胶体内化成电池的容量均优于与铅酸内化成电池的容量；胶体内化成电池与铅酸内化成电池的使用寿命对比如图3所示，可以看出胶体内化成电池的使用寿命长于内化成电池的使用寿命。保证了采用该电解质的电池凝胶后容量及各项性能指标均大幅超越同比铅酸电池，实现电池的内化成全凝胶。
实施例二：
内化成电池用胶体电解质，由以下组分组成且各组分的质量百分比为：
Figure BDA0000131227660000061
Figure BDA0000131227660000071
实施例三：
内化成电池用胶体电解质，由以下组分组成且各组分的质量百分比为：
Figure BDA0000131227660000072

Claims (4)

1.内化成电池用胶体电解质，其特征在于：由以下组分组成且各组分的质量百分比为：
2.根据权利要求1所述的内化成电池用胶体电解质，其特征在于：各组分的质量百分比为：
Figure FDA0000131227650000012
Figure FDA0000131227650000021
3.根据权利要求1所述的内化成电池用胶体电解质，其特征在于：各组分的质量百分比为：
Figure FDA0000131227650000022
4.根据权利要求1所述的内化成电池用胶体电解质，其特征在于：各组分的质量百分比为：
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