[发明专利]一种铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池电解液，尤其涉及一种减少铅酸蓄电池极板硫酸盐化，改善电池电化学性能提高电池循环使用寿命的铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池自1859年问世以来，人们一直在探索在电解液中添加某种固体或液体添加剂，来提高蓄电池容量和延长蓄电池寿命。尽管对这些添加剂的效果不是肯定的，但寻求电解液添加剂改进蓄电池性能的努力一直在进行。

铅酸蓄电池一直被广泛地应用到各个领域，尤其是电信领域、备用电源、储能电源和动力用途等，但是传统的铅酸蓄电池也存在早期容量衰减，使用寿命短等系列问题，其症状为正极板板栅腐蚀、铅膏软化脱落，负极硫酸盐化等。

铅酸蓄电池接通电路放电时，电子由阳极(负极板)释放，形成的Pb²⁺离子立即与SO4^2-离子反应，在电极表面上沉积成难溶解的硫酸铅。在阴极(正极板)，来自外电路的电子将PbO₂还原为水和Pb²⁺离子，Pb²⁺离子又立即与硫酸离子反应，将 PbS0₄沉积在电极上。蓄电池完全放电时，阴极(正极板)和阳极(负极板)基本上转变为PbSO₄(固)。蓄电池外加反向电压，发生可逆电化学反应，即蓄电池充电。过充电时，正极板生成厚的二氧化铅层和释放氧气，负极板形成海绵状金属铅层和释放氢气。

以消除铅酸蓄电池硫酸盐化为目的，进而提高蓄电池容量和延长蓄电池寿命，正常的蓄电池在放电后，正负极板上的活物质，变为松软硫酸铅的小结晶，均匀地分布在极板中，在充电时很容易恢复原来的二氧化铅和海绵状铅，这是一种正常的硫酸盐化作用。由于电池使用原因，都会导致极板不可逆 (不能再充电)硫酸盐化。由于在极板上形成粗大硫酸铅结晶，会堵塞极板和隔板的微孔，妨碍电解液的渗透作用，增加了电阻，在充电时不易恢复成为海绵状铅，使极板中参加电化学反应的活物质减少，因此容量严重降低，寿命缩短。极板硫酸盐化是铅酸蓄电池失效的主要原因之一。

铅酸蓄电池一般采用铅锑合金做为板栅，但锑的存在及迁移降低了铅酸蓄电池负极析氢过电位，加大了负极析氢量。为提高铅酸蓄电池负极活性物质导电及充电接受能力等性能，负极板中往往添加乙炔黑、活性炭等降低析氢过电位的材料。

中国专利授权公告号CN1172396C，公告时间2004年10月20日，名称为一种复合型铅酸蓄电池电解液添加剂，包括碳素、硫酸钠、硫酸镁、乙酸钠、乙酸钴、2,6-二叔丁基对家苯酚、5-磷酸吡哆醛和蒸馏水，该添加剂可以有效降低电池内阻，提高电池对大电流的接受能力。其不足之处在于，使用该添加剂制得的铅酸蓄电池的循环寿命低。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有铅酸蓄电池电解液添加剂对循环寿命的提升上较差的缺陷而提供一种减少铅酸蓄电池极板硫酸盐化，改善电池电化学性能提高电池循环使用寿命的铅酸蓄电池电解液添加剂。

本发明的另一个目的是提供一种铅酸蓄电池电解液添加剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种铅酸蓄电池电解液添加剂，所述添加剂由均三嗪、硫酸盐、硫酸亚锡与乙二胺四乙酸二钠组成，每升铅酸蓄电池电解液中含有均三嗪1500-2000mg/L、硫酸盐1000-1200mg/L、硫酸亚锡1500-2000mg/L、乙二胺四乙酸二钠3000-6000mg/L，余量为硫酸溶液。

在本技术方案中，加入的均三嗪是２，４，６－三巯基均三嗪三钠盐的水溶液，无色或微黄色透明液体，一种含N的多环有机化合物，可以任意比例溶于水、硫酸溶液中，化学性质稳定。

它是一种配位搀杂剂，它可单独作用或其它活性组分配合作用，可与铅离子等金属离子形成配位化合物。在极板上硫酸铅上形成的配位化合物在酸性介质中是不稳定的。溶液中主要以（Ｈ_２Ｃ_３Ｎ_３Ｓ_３）^－离子形式存在，它与铅离子的反应是以如下反应为主：

（Ｈ_２Ｃ_３Ｎ_３Ｓ_３）^－＋Pb²⁺＋→Pb（Ｈ_２Ｃ_３Ｎ_３Ｓ_３）₂