CN1978507A

CN1978507A - 铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液及其配制方法

Info

Publication number: CN1978507A
Application number: CNA2006100977553A
Authority: CN
Inventors: 代云飞; 居春山; 孙克宁; ***
Original assignee: JIANGSU XINHUAFU ENERGY CO Ltd
Current assignee: Jiangsu Huafu Storage New Technology Co., Ltd.
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2026-11-24
Also published as: CN100439438C

Abstract

铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液及其配制方法，涉及铅酸蓄电池领域。主要由按以下重量百分比组成的各原料混合组成：配位剂0.1～1.5％、络合剂2.5～4％、催化剂0.01～0.5％、稳定剂2.3～3.8％、调节剂0.1～0.5％、消泡剂0.01～0.5％、硫酸36～45％、水余量。本发明优点在于：二氧化硅含量低，用量少，成本低，在电解液中可以形成均一稳定的胶体，凝胶时间长，用于小型密封铅酸蓄电池可以显著提高电池容量，延长使用寿命，耐低温性能优越。本发明在电池内形成凝胶避免酸液的溢出，同时其还具有内阻小、容量高、寿命长、触变性能好等优点。

Description

铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液及其配制方法

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池领域。

背景技术

目前，使用的胶体电池中的胶体电解质可以大致分为硅溶胶系的和二氧化硅系的，现有的配制方法得到的胶体中的各个分子是独立的，只是物理上的混合，并没有将胶体的性质完全体现出来。近年来小型密封铅酸蓄电池以其性能稳定、价廉、免维护等优点而在电动车辆上得到了广泛应用。但是随着人们环保意识的增加以及各国绿色壁垒的形成，环境问题已经越发突出。如何能够满足人们需求又要尽量降低环境污染呢？在铅酸蓄电池中的污染可以大体的分为3大块------前期制造的三废、用户使用时的酸污染、回收处理的三废。第一块和第三块都能够集中处理，只是第二块相当的分散，不好处理！采用胶体电解液可以大大延长蓄电池的使用寿命、避免酸雾的排出，但传统的胶体电解液凝胶时间短、渗透性差，并且其中所含的硅元素会使蓄电池内阻增大，充放电性能下降，损耗增加。

发明内容

本发明目的在于提供一种避免酸液的溢出、使用寿命长的铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液。

本发明主要由按以下重量百分比组成的各原料混合组成：配位剂0.1～1.5％、络合剂2.5～4％、催化剂0.01～0.5％、稳定剂2.3～3.8％、调节剂0.1～0.5％、消泡剂0.01～0.5％、硫酸36～45％、水余量。

本发明在催化剂的作用下将配位剂与大分子有机物进行络合，当加入电池当中时在电场力的作用下进一步铰链形成稳定的凝胶体。优点在于：二氧化硅含量低，用量少，成本低，在电解液中可以形成均一稳定的胶体，凝胶时间长，用于小型密封铅酸蓄电池可以显著提高电池容量，延长使用寿命，耐低温性能优越。本发明在电池内形成凝胶避免酸液的溢出，同时其还具有内阻小、容量高、寿命长、触变性能好等优点。另外，本发明制成的铅酸蓄电池的低温性能尤其显著，适合南、北方市场的全面推广。

作为本发明的优选方案：配位剂0.5～1％、络合剂2.6～3.4％、催化剂0.01～0.1％、稳定剂2.5～3.5％、调节剂0.1～0.2％、消泡剂0.01～0.1％、硫酸36～45％、水余量。

本发明所述络合剂为羧甲基纤维素钠盐(CMC)或聚丙烯酰胺(PAM)。

稳定剂为硫酸锂或含锂离子的碱、盐类。

消泡剂为甘油聚氧丙烯聚氧乙烯醚(GPE)或磷酸三丁酯(TBP)。

调节剂为氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)或碳酸钠(Na₂CO₃)。

配位剂为颗粒直径为8～15nm的纳米气相二氧化硅(SiO₂)。

催化剂剂为氨基钠(NaNH₂)或金属钠(Na)。

本发明还提供了一种制备上述铅酸蓄电池的高分子纳米聚合物电解液的配制方法。

即，分别将配位剂、络合剂、催化剂、消泡剂、调节剂按比例组成A组分、将稳定剂、硫酸和水余量按比例组成B组分，然后，混合A组分和B组分。

另，A组分的pH值为9～12。

本发明方法工艺简单，方便生产制作，产品稳定性好。

具体实施方式

操作步骤：

一、配制A组分溶液

1、将催化剂氨基钠(NaNH₂)或金属钠(Na)、络合剂羧甲基纤维素钠盐(CMC)或聚丙烯酰胺(PAM)、配位剂纳米气相二氧化硅(SiO₂)同时缓慢加入去离子水中，边加边搅拌；

2、加入一半的时候，将消泡剂甘油聚氧丙烯聚氧乙烯醚(GPE)或磷酸三丁酯(TBP)加入；

3、最后加入调节剂，调解PH＝9～12，而后搅拌3小时。

二、配制B组分溶液

1、将98％的硫酸溶液用去离子水稀释至50％，冷却待用；

2、加入稳定剂硫酸锂或含锂离子的碱、盐类，充分搅拌。

三、成型胶体的配制

将A、B、水混合，按照质量百分含量A4～8％，B以硫酸含量计36～45％，其余用去离子水调节，在室温下充分搅拌。而后在0℃下冷冻至胶体温度在5℃以下即可应用。本发明配制的成型胶体无色透明，渗透性与酸的一样好，流动性好、易灌注，凝成的胶体为半透明玻璃状。

四、配合真空灌酸装置灌装电池。

五、各原料重量投料比具体实施例如下：

实施例1：

纳米气相二氧化硅 1.5％

CMC 3.2％

Na 0.01％

Li₂SO₄ 2.3％

GPE 0.01％

NaOH 0.15％

硫酸 36％

水余量

实施例2：

纳米气相二氧化硅 0.4％

CMC 4.0％

Na 0.05％

LiOH 3％

TBP 0.25％

KOH 0.1％

硫酸 40％

水余量

实施例3：

纳米气相二氧化硅 0.8％

PAM 2.5％

NaNH₂ 0.1％

Li₂SO₄ 3.2％

GPE 0.18％

Na₂CO₃ 0.5％

硫酸 42％

水余量

实施例4：

纳米气相二氧化硅 0.1％

PAM 3％

NaNH₂ 0.5％

Li₂SO₄ 3.8％

GPE 0.5％

Na₂CO₃ 0.45％

硫酸 45％

水余量

上述各实施例中一种采用高分子纳米聚合物电解液的铅酸蓄电池的高分子纳米聚合物电解液形成了均一稳定的胶体，凝胶时间长，电池容量显著提高，使用寿命延长，耐低温性能优越。

Claims

1、一种铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液，其特征在于主要由按以下重量百分比组成的各原料混合组成：配位剂0.1～1.5％、络合剂2.5～4％、催化剂0.01～0.5％、稳定剂2.3～3.8％、调节剂0.1～0.5％、消泡剂0.01～0.5％、硫酸36～45％、水余量。

2、根据权利要求1所述铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液，其特征在于各原料的重量百分比为：配位剂0.5～1％、络合剂2.6～3.4％、催化剂0.01～0.1％、稳定剂2.5～3.5％、调节剂0.1～0.2％、消泡剂0.01～0.1％、硫酸36～45％、水余量。

3、根据权利要求1所述铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液，其特征在于所述络合剂为羧甲基纤维素钠盐或聚丙烯酰胺。

4、根据权利要求1所述铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液，其特征在于所述稳定剂为硫酸锂或含锂离子的碱、盐类。

5、根据权利要求1所述铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液，其特征在于消泡剂为甘油聚氧丙烯聚氧乙烯醚或磷酸三丁酯。

6、根据权利要求1所述铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液，其特征在于调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾或碳酸钠。

7、根据权利要求1所述铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液，其特征在于配位剂为直径为8～15nm的纳米气相二氧化硅。

8、根据权利要求1所述铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液，其特征在于催化剂剂为氨基钠或金属钠。

9、一种如权利要求1所述铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液的配制方法，其特征在于分别将配位剂、络合剂、催化剂、消泡剂、调节剂按比例组成A组分、将稳定剂、硫酸和水余量按比例组成B组分，然后，混合A组分和B组分。

10、根据权利要求9所述铅酸蓄电池用高分子纳米聚合物电解液的配制方法，其特征在于A组分的pH值为9～12。