[发明专利]铅酸蓄电池胶体电解液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池电解液及制备方法，尤其是一种铅酸蓄电池胶体 电解液及其制备方法。

背景技术

目前，人们为了出行的便捷和节约能源，以及环保意识的普遍提高，常 使用电动自行车，如各种市售的。在这些电动自行车中，基本上都是采用铅 酸蓄电池来作为动力源的，而铅酸蓄电池中电解液的优劣决定着电池的性能 和使用寿命，为提高电解液的性能，人们做出了不懈的努力，如在2006年3 月15日公开的中国发明专利申请公开说明书CN 1747216A中披露的“一种铅 酸蓄电池用混合胶体电解液及其制备方法”。它意欲提供一种能提高蓄电池的 容量，延长深放电循环使用寿命的铅酸蓄电池用混合胶体电解液及制备方法。 其中，混合胶体电解液由硫酸、二氧化硅、硫酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸 钠、硫酸镧、硫酸铈、氧化钨、氧化钼和去离子水组成；制备方法为将上述 原料和辅料制得的硅酸钠胶体电解液和汽相二氧化硅胶体电解液按照一定的 比例混合后得到混合胶体电解液。这种混合胶体电解液虽整合了硅酸钠胶体 电解液和汽相二氧化硅胶体电解液的优点，满足了铅酸蓄电池的要求，在动 力型铅酸蓄电池领域获得了广泛的应用，却也因其中的纳米二氧化硅粉末具 有很强的凝聚能力，导致了混合胶体电解液的渗透能力的明显降低，尤为将 其应用于较大规格的蓄电池时，混合胶体电解液的渗透能力难以满足要求， 造成了混合胶体电解液在电池内部的分布不均，引起了蓄电池电性能的大幅 度的下降；例如，用这种混合胶体电解液灌注DZM-20Ah规格的电池，以10 安培的电流放电，循环寿命只有200次以下。同样，制备方法也解决不了上 述难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种应用 于20AH的电池时，其在10A放电电流的条件下，100％放电深度的循环充放电 次数可达到260次以上的铅酸蓄电池胶体电解液。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种铅酸蓄电池胶体电解液的制 备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：铅酸蓄电池胶体电解 液由以下重量百分比的组分组成：硫酸30～45％、二氧化硅0.1～0.98％、硫 酸钠0.2～1.8％、聚丙烯酰胺0.0019～0.15％、聚丙烯酸钠0.001～0.05％、 钼酸钠0.0001～0.2％、钼酸钙0.0001～0.2％、钨酸钠0.0001～0.2％、钼酸 镁0.0001～0.2％、硫酸钾0.1～0.8％，其余为去离子水。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：铅酸蓄 电池胶体电解液的制备方法的完成步骤如下：

步骤1，先将二氧化硅粉末、氢氧化钠和去离子水按重量比为1∶0.85～ 1.4∶10的比例相混合后搅拌20～35min，得到硅酸钠溶液，再将硫酸钾加入 浓度为65～75％的稀硫酸中，溶解后得到稀硫酸混合溶液，其中，稀硫酸混 合溶液中硫酸钾的含量为0.1～0.5wt％，然后将稀硫酸混合溶液加入硅酸钠 溶液中并搅拌0.5h以上，得到其硫酸含量为30～45wt％的二氧化硅胶体悬浮 溶液，其中，稀硫酸混合溶液与硅酸钠溶液间的重量比为1～2.5:1；

步骤2，先将纳米级汽相二氧化硅粉末与去离子水混合，配制成固含量 为4～8wt％的汽相二氧化硅纳米粉末悬浮液，再向其中加入0.0001～0.2wt％ 的钼酸钠、0.0001～0.2wt％的钼酸钙、0.0001～0.2wt％的钼酸镁和0.0001～ 0.2wt％的钨酸钠，溶解后得到纳米汽相二氧化硅粉末悬浮溶液；

步骤3，将聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠溶解在去离子水中，分别得到浓度 为0.02～1％的聚丙烯酰胺溶液和浓度为0.02～1％的聚丙烯酸钠溶液；

步骤4，先将二氧化硅胶体悬浮溶液和纳米汽相二氧化硅粉末悬浮溶液 按重量比为1～5∶1的比例相混合均匀，得到混合溶液，再向混合溶液中加 入聚丙烯酰胺溶液和聚丙烯酸钠溶液，其中，混合溶液、聚丙烯酰胺溶液和 聚丙烯酸钠溶液间的重量比为1:0.02～0.4:0.01～0.4，制得铅酸蓄电池 胶体电解液。

作为铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法的进一步改进，所述的纳米级汽 相二氧化硅粉末的单体颗粒粒径为5～20nm。