一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法专利检索-电解液分层电池与电池专利检索查询-专利查询网

一种铅酸蓄 电池胶体 电解液的制备方法

阅读：883发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于铅酸蓄电池技术领域，尤其是一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，解决了现有技术中胶体电解液水化分层现象严重、电阻大、寿命短的问题，所述制备方法，包括以下步骤：将纳米二氧化硅和蒸馏水混合后分散，然后加甲基三甲氧基硅烷升温反应，得混合液 A；将硫酸盐、纳米氧化硼、1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑氯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与剩余蒸馏水搅拌混合，得混合液B；将二甲聚硅氧烷、润滑脂和硫酸加入到混合液B中，混合得混合液C；将混合液A与混合液C混合后加稳定剂，混合均匀即得。本发明制备方法简单，制备条件温和，成本低，所得胶体电解液触变性好，内阻小，无漏酸、无烟雾，水分散失速度慢，使用寿命长，值得推广。，下面是一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备制备铅酸蓄电池胶体电解液用原料，以重量百分比计，包括纳米二氧化硅3～
8％、甲基三甲氧基硅烷0.02～0.06％、二甲聚硅氧烷1～3％、硫酸盐0.5～0.9％、纳米氧化硼0.2～0.5％、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.3～0.7％、润滑脂0.08～0.15％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1～0.5％、稳定剂0.1～0.3％、硫酸溶液35～44％、余量为蒸馏水；
S2、将纳米二氧化硅加入到超声波分散器中，加蒸馏水至纳米二氧化硅的质量分数为5～8％，超声分散12～20min后，加入甲基三甲氧基硅烷，边超声分散边升温至80～88℃，反应20～40min后，得混合液A；
S3、将硫酸盐、纳米氧化硼、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与剩余蒸馏水共同加入到搅拌器中，以350～500r/min的转速搅拌8～15min，得混合液B；
S4、保持步骤S3中的转速不变，将二甲聚硅氧烷、润滑脂和硫酸溶液共同加入到混合液B中，搅拌混合均匀后，得混合液C；
S5、将混合液A与混合液C共同加入到制胶机中，以1000～1200r/min的转速搅拌20～
30min，然后加入稳定剂，继续搅拌混合均匀，即得胶体电解液；
所述步骤S1中硫酸溶液的密度为1.48～1.56g/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中制备铅酸蓄电池胶体电解液用原料，以重量百分比计，包括纳米二氧化硅4～7％、甲基三甲氧基硅烷0.03～0.05％、二甲聚硅氧烷1.5～2.5％、硫酸盐0.6～0.8％、纳米氧化硼
0.3～0.4％、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.4～0.6％、润滑脂0.1～0.14％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.2～0.4％、稳定剂0.15～0.25％、硫酸溶液38～42％、余量为蒸馏水。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中制备铅酸蓄电池胶体电解液用原料，以重量百分比计，包括纳米二氧化硅6％、甲基三甲氧基硅烷0.04％、二甲聚硅氧烷2％、硫酸盐0.7％、纳米氧化硼0.35％、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.5％、润滑脂0.12％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.3％、稳定剂0.2％、硫酸溶液
40％、余量为蒸馏水。
4.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中硫酸盐为质量比为1～1.8:0.5～1.2:2～3:0.3～0.7:1.5～2.5的硫酸铅、硫酸钴、硫酸钠、硫酸锡和硫酸铝的复配剂。
5.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为质量比为1～30:30～1的聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的组合物。

说明书全文

一种铅酸蓄 电池胶体 电解液的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，尤其涉及一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法。

背景技术

[0002] 在蓄电池中，铅酸蓄电池有技术成熟、价格便宜、充放电性能良好、使用安全等优点，并且作为最主要的稳定电源和直流电源，被广泛应用于航空、铁路、汽车、船舶、通讯、金融、国防等各个行业中，已成为社会生产和人类生活中不可缺少的能源产品。铅酸蓄电池指电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。铅酸蓄电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。胶体铅酸蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，用胶体电解液代换了硫酸电解液，在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善，其是对铅酸蓄电池的一个较大的革新改造。现有技术中，胶体铅酸蓄电池用胶体电解质多采用硅溶胶配制而成，其由于原料选用及用量的不规范，加之现有的胶体电解质制备工艺的局限性，导致其普遍存在凝胶化时间短、凝胶强度差、触变性差、凝胶稳定性差、胶体电解液水化分层现象严重、电阻大、寿命短等缺陷。专利申请号201110455808.5公开了一种铅酸蓄电池胶体电解液、其制备方法及铅酸蓄电池，所述铅酸蓄电池胶体电解液包含：40wt％～47wt％的硫酸；0.8wt％～1wt％的纳米二氧化硅；0.1wt％～0.5wt％的羟乙基纤维素；0.1wt％～0.5wt％的硫酸铵；0.1wt％～0.5wt％的磷酸；余量为水。该专利采用羟乙基纤维素组成铅酸蓄电池胶体电解液，虽在一定程度能够有效减少电池使用过程中电解液水分的流失，提高铅酸蓄电池的循环寿命，但其配方中加入的磷酸会降低铅酸蓄电池初始一些循环的容量，降低硫酸铅氧化成二氧化铅的速度，使得铅酸蓄电池的低温性能差，存在凝胶稳定性差，寿命短等缺陷。基于上述陈述，本发明提出了一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在凝胶化时间短、凝胶强度差、触变性差、凝胶稳定性差、胶体电解液水化分层现象严重、电阻大、寿命短的问题，而提出的一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法。

[0004] 一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，包括以下步骤：

[0005] S1、准备制备铅酸蓄电池胶体电解液用原料，以重量百分比计，包括纳米二氧化硅3～8％、甲基三甲氧基硅烷0.02～0.06％、二甲聚硅氧烷1～3％、硫酸盐0.5～0.9％、纳米氧化硼0.2～0.5％、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.3～0.7％、润滑脂0.08～0.15％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1～0.5％、稳定剂0.1～0.3％、硫酸35～44％、余量为蒸馏水；

[0006] S2、将纳米二氧化硅加入到超声波分散器中，加蒸馏水至纳米二氧化硅的质量分数为5～8％，超声分散12～20min后，加入甲基三甲氧基硅烷，边超声分散边升温至80～88℃，反应20～40min后，得混合液A；

[0007] S3、将硫酸盐、纳米氧化硼、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与剩余蒸馏水共同加入到搅拌器中，以350～500r/min的转速搅拌8～15min，得混合液B；

[0008] S4、保持步骤S3中的转速不变，将二甲聚硅氧烷、润滑脂和硫酸共同加入到混合液B中，搅拌混合均匀后，得混合液C；

[0009] S5、将混合液A与混合液C共同加入到制胶机中，以1000～1200r/min的转速搅拌20～30min，然后加入稳定剂，继续搅拌混合均匀，即得胶体电解液。

[0010] 优选的，所述步骤S1中制备铅酸蓄电池胶体电解液用原料，以重量百分比计，包括纳米二氧化硅4～7％、甲基三甲氧基硅烷0.03～0.05％、二甲聚硅氧烷1.5～2.5％、硫酸盐0.6～0.8％、纳米氧化硼0.3～0.4％、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.4～0.6％、润滑脂0.1～
0.14％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.2～0.4％、稳定剂0.15～0.25％、硫酸38～42％、余量为蒸馏水。

[0011] 优选的，所述步骤S1中制备铅酸蓄电池胶体电解液用原料，以重量百分比计，包括纳米二氧化硅6％、甲基三甲氧基硅烷0.04％、二甲聚硅氧烷2％、硫酸盐0.7％、纳米氧化硼0.35％、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.5％、润滑脂0.12％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.3％、稳定剂0.2％、硫酸40％、余量为蒸馏水。

[0012] 优选的，所述步骤S1中硫酸溶液的密度为1.48～1.56g/cm3。

[0013] 优选的，所述步骤S1中硫酸盐为质量比为1～1.8:0.5～1.2:2～3:0.3～0.7:1.5～2.5的硫酸铅、硫酸钴、硫酸钠、硫酸锡和硫酸铝的复配剂。

[0014] 优选的，所述稳定剂为质量比为1～30:30～1的聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的组合物。

[0015] 本发明提出的一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，采用甲基三甲氧基硅烷对分散的纳米二氧化硅乳液进行改性，能够有效提高纳米二氧化硅的热和化学稳定性，增大其比表面积，提高其反应活性和触变性；硫酸盐加入能够有效的阻止硫酸盐化，增加电极的实际表面积，增强其耐腐蚀性，抑制铅酸蓄电池的早期容量衰竭，提高电池的深循环寿命；1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和纳米氧化硼的加入能够减少水损失，加快硫酸铅氧化成二氧化铅的速度，增加正极活性物质的利用率；润滑脂和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的加入加速了离子和气体的迁移、扩散，使凝胶网状结构富有弹性和触变性，避免了水化分层现象，其能有效的阻止硫酸盐化，延长铅酸蓄电池的寿命；最后加入的稳定剂具有良好的吸水、保水和延缓胶体凝固的作用，能够有效的减少铅酸蓄电池的失水量，提高胶体电解液的稳定性、缓解胶体电解液的水化分层，便于胶体电解液的加注，本发明制备方法简单，制备条件温和，制备成本低，所得胶体电解液触变性好，内阻小，充电时无漏酸、无烟雾，水分散失速度慢，使用寿命长，能够抑制极板腐蚀和变形、防治活性物质脱落，可大大提高铅酸蓄电池的循环寿命，值得推广。

具体实施方式

[0016] 下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

[0017] 实施例一

[0018] 本发明提出的一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，包括以下步骤：

[0019] S1、准备制备铅酸蓄电池胶体电解液用原料，以重量百分比计，包括纳米二氧化硅8％、甲基三甲氧基硅烷0.06％、二甲聚硅氧烷3％、硫酸盐0.9％、纳米氧化硼0.5％、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.7％、润滑脂0.15％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5％、稳定剂0.3％、硫酸44％、余量为蒸馏水，其中硫酸溶液的密度为1.56g/cm3、硫酸盐为质量比为1.8:1.2:
3:0.7:2.5的硫酸铅、硫酸钴、硫酸钠、硫酸锡和硫酸铝的复配剂；稳定剂为质量比为1:30的聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的组合物；

[0020] S2、将纳米二氧化硅加入到超声波分散器中，加蒸馏水至纳米二氧化硅的质量分数为8％，超声分散20min后，加入甲基三甲氧基硅烷，边超声分散边升温至88℃，反应40min后，得混合液A；

[0021] S3、将硫酸盐、纳米氧化硼、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与剩余蒸馏水共同加入到搅拌器中，以500r/min的转速搅拌15min，得混合液B；

[0022] S4、保持步骤S3中的转速不变，将二甲聚硅氧烷、润滑脂和硫酸共同加入到混合液B中，搅拌混合均匀后，得混合液C；

[0023] S5、将混合液A与混合液C共同加入到制胶机中，以1200r/min的转速搅拌30min，然后加入稳定剂，继续搅拌混合均匀，即得胶体电解液。

[0024] 实施例二

[0025] 本发明提出的一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，包括以下步骤：

[0026] S1、准备制备铅酸蓄电池胶体电解液用原料，以重量百分比计，包括纳米二氧化硅6％、甲基三甲氧基硅烷0.04％、二甲聚硅氧烷2％、硫酸盐0.7％、纳米氧化硼0.35％、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.5％、润滑脂0.12％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.3％、稳定剂
0.2％、硫酸40％、余量为蒸馏水，其中硫酸溶液的密度为1.52g/cm3、硫酸盐为质量比为
1.4:0.8:2.5:0.5:2的硫酸铅、硫酸钴、硫酸钠、硫酸锡和硫酸铝的复配剂；稳定剂为质量比为1:1的聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的组合物；

[0027] S2、将纳米二氧化硅加入到超声波分散器中，加蒸馏水至纳米二氧化硅的质量分数为6.5％，超声分散16min后，加入甲基三甲氧基硅烷，边超声分散边升温至84℃，反应30min后，得混合液A；

[0028] S3、将硫酸盐、纳米氧化硼、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与剩余蒸馏水共同加入到搅拌器中，以420r/min的转速搅拌12min，得混合液B；

[0029] S4、保持步骤S3中的转速不变，将二甲聚硅氧烷、润滑脂和硫酸共同加入到混合液B中，搅拌混合均匀后，得混合液C；

[0030] S5、将混合液A与混合液C共同加入到制胶机中，以1100r/min的转速搅拌25min，然后加入稳定剂，继续搅拌混合均匀，即得胶体电解液。

[0031] 实施例三

[0032] 本发明提出的一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法，包括以下步骤：

[0033] S1、准备制备铅酸蓄电池胶体电解液用原料，以重量百分比计，包括纳米二氧化硅3％、甲基三甲氧基硅烷0.02％、二甲聚硅氧烷1％、硫酸盐0.5％、纳米氧化硼0.2％、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.3％、润滑脂0.08％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％、稳定剂0.1％、
3
硫酸35％、余量为蒸馏水，其中硫酸溶液的密度为1.48g/cm 、硫酸盐为质量比为1:0.5:2:
0.3:1.5的硫酸铅、硫酸钴、硫酸钠、硫酸锡和硫酸铝的复配剂；稳定剂为质量比为30:1的聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的组合物；

[0034] S2、将纳米二氧化硅加入到超声波分散器中，加蒸馏水至纳米二氧化硅的质量分数为5％，超声分散12min后，加入甲基三甲氧基硅烷，边超声分散边升温至80℃，反应20min后，得混合液A；

[0035] S3、将硫酸盐、纳米氧化硼、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与剩余蒸馏水共同加入到搅拌器中，以350r/min的转速搅拌8min，得混合液B；

[0036] S4、保持步骤S3中的转速不变，将二甲聚硅氧烷、润滑脂和硫酸共同加入到混合液B中，搅拌混合均匀后，得混合液C；

[0037] S5、将混合液A与混合液C共同加入到制胶机中，以1000r/min的转速搅拌20min，然后加入稳定剂，继续搅拌混合均匀，即得胶体电解液。

[0038] 将上述实施例一和二中的稳定剂分别换成聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素，在其他条件不变的情况下，制成铅酸蓄电池胶体电解液，设置对比例一和二。

[0039] 分别测试本发明实施例一～三中制备的铅酸蓄电池胶体电解液和对比例一和二中制备的铅酸蓄电池胶体电解液的综合性能，得出如下参数：

[0040]

[0041] 由上述表格可知，本发明实施例一～三中采用聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的组合物为稳定剂，制备得到所需的铅酸蓄电池胶体电解液，其综合性能远远优于对比例一中采用聚丙烯酰胺为稳定剂和对比例二中采用羧甲基纤维素为稳定剂制成的铅酸蓄电池胶体电解液。

[0042] 利用灌酸机将本发明实施例一～三中制备的铅酸蓄电池胶体电解液和对比例一、二中制备的铅酸蓄电池胶体电解液分别注入电池中，得到铅酸蓄电池，分别检测铅酸蓄电池的循环寿命，得如下结果：

[0043]

[0044] 由上述表格可知，本发明实施例一～三中采用聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的组合物为稳定剂，制备得到所需的铅酸蓄电池胶体电解液，其制成的铅酸蓄电池的循环寿命远超于对比例一中采用聚丙烯酰胺为稳定剂和对比例二中采用羧甲基纤维素为稳定剂制成铅酸蓄电池胶体电解液后制成的铅酸蓄电池。

[0045] 按上述实施例一制备铅酸蓄电池胶体电解液，并利用灌酸机将制备的铅酸蓄电池胶体电解液分别注入电池中，得到铅酸蓄电池，分别测试稳定剂中聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的质量比不同时的铅酸蓄电池的循环寿命，得如下结果：

[0046]

[0047] 由上表可知：稳定剂中聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的质量比为1:10-10:1时，制得的铅酸蓄电池电解液注入电池中得到铅酸蓄电池循环寿命较长，特别是当稳定剂中聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的质量比为1:1时，制得的铅酸蓄电池电解液注入电池中得到铅酸蓄电池循环寿命最长。

[0048] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
高阻隔、耐腐蚀锂电池包装膜及其制备方法	2020-05-11	237
一种铝空气电池及其电解液回收利用方法	2020-05-14	307
一种具有柔性与压缩特性的基于共聚酯制备的电容	2020-05-17	240
一种锂硫电池正极材料的制备方法及应用	2020-05-13	104
一种软包锂离子电池用铝塑复合膜及其制备方法	2020-05-14	680
一种铅蓄电池极群	2020-05-15	125
一种锌有机电池及应用	2020-05-18	662
一种钠硫电池正极材料的制备方法及其应用	2020-05-13	780
一种海水溶解氧电池用三维柔性复合正极材料的高通量快捷制备方法	2020-05-14	826
一种蓄电池电解液分层改善装置	2020-05-17	238

一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法

一种铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：