[发明专利]一种用于可充电蓄电池的高能聚合物电解质及其可充电蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解质及使用该电解质的可充电蓄电池，更具体地说，它涉及一种高能聚合物电解质及使用该电解质的可充电电池。

背景技术

现时的铝酸蓄电池，普遍采用硫酸作为电解质，其工艺制造不仅存在难以克服的环境污染，而且在使用过程中易受倾倒、震动、颠簸的影响而发生漏液，产生酸雾，给使用蓄电池的仪器、设备、车、船等造成极大损害。其次，常规蓄电池比能量低，更甚至给环境、人身造成极大的影响，而且在使用性能上存在一系列的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种性能更好的电解质及使用该电解质的可充电蓄电池。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

用于可充电蓄电池的高能聚合物电解质，该电解质由聚合物、超细硫酸液、不稳定抗凝剂和纯水组成，其中，聚合物是包括两种不同颗粒的二氧化硅，其比重控制在0.8～1.1波美度之间，含量为电解质总重量的4.5％～6.0％；超细硫酸液是比重为1.33～1.86的硫酸液，其含量为电解质总重量的52％～60％；不稳定抗凝剂的含量为电解质总重量的0.5％～0.8％；纯水的含量为电解质总重量的35％～42％。

一种应用上述高能聚合物电解质的可充电蓄电池，包括阴极、阳极及电解质，所述电解质由聚合物、超细硫酸液、不稳定抗凝剂和纯水组成，其中，聚合物是包括两种不同颗粒的二氧化硅，其比重控制在0.8～1.1波美度之间，含量为电解质总重量的4.5％～6.0％；超细硫酸液是比重为1.33～1.86的硫酸液，其含量为电解质总重量的52％～60％；不稳定抗凝剂的含量为电解质总重量的0.5％～0.8％；纯水的含量为电解质总重量的35％～42％。

本发明的有益效果是：本发明的高能聚合物电解质取代硫酸或者其它胶体电解质，可应用于不局限于传统铝板制作的蓄电池，该电解质原理配合响应工艺制作的蓄电池，其技术指标及电化性能尤其表现在：

1、使用0.5-2A大电流充电，如采用变频充电技术，可在1小时内充满电；

2、自放电少，免充电保存时间可长达两年以上；

3、低温性能特好，在-50℃环境仍可正常使用；

4、大电流放电均可10A-20A放电；

5、充放电无记忆，可深度放电；

6、具备突出的电位恢复能力；

7、能把常规的铝酸蓄电池的能量提高，大于15％以上。

具体实施方式

本发明的的电解质由聚合物、超细硫酸液、不稳定抗凝剂和纯水组成。上述配方在实际使用中，聚合物与超细硫酸液的配比与所选择的溶液浓度有关，而溶液又与蓄电池的特性要求有关，在常规蓄电池使用时，聚合物是包括两种不同颗粒的二氧化硅，其比重控制在0.8～1.1波美度之间，含量为电解质总重量的4.5％～6.0％；超细硫酸液是比重为1.33～1.86的硫酸液，其含量为电解质总重量的52％～60％；不稳定抗凝剂的含量为电解质总重量的0.5％～0.8％；纯水的含量为电解质总重量的35％～42％。

进一步的优选实施方式是，聚合物是包括两种不同颗粒的二氧化硅，其比重控制在1～1.06波美度之间，含量为电解质总重量的5.2％。超细硫酸液是比重为1.66的硫酸液，其含量为电解质总重量的55％。不稳定抗凝剂的含量为电解质总重量的0.6％。纯水的含量为电解质总重量的39.2％。

其中，二氧化硅的颗粒大小为95皮米-60皮米，其可以是在制作时从原料硅藻土中获得。

所述配方中聚合物和超细硫酸液的混合使用，主要是使聚合物和硫酸酯化成后形成带活性的复合硅链；不稳定抗凝剂是起到阻止硅分子凝聚的时间的作用。纯水作用是可保持氢、氧分解还原；超细硫酸液的作用是使硫酸分子细化，更有利浸透到与活性物质表面接触，与活性物质更彻底起化学反应。

该电解质是利用多硅分子聚合作为主材料，上述配方材料按一定比例配制成溶胶状，分子结构为链状，每个链条由17个硅氧四面体组成，链外有流离顶点氧，被生成的羟基保护着，可阻止硅氧进一步链合。各个硅键之间由羟基生成氢键连接，形成网状，在网状细粒的空间里，储存大量的水，形成疏松不稳定的空架结构。所以稍有扰动，水便被释放，使凝胶状结构破坏，具有流动性的硅分子。若又静止，水重新串入硅胶网空隙内，再次凝胶，该循环为可变性循环。