[發(fā)明專利]采用磁化工藝制備蓄電池用液態(tài)低鈉硅鹽電介質(zhì)及其用途

無效

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• 申請日: 2001-06-12
• 公開（公告）號: CN1391304A
• 公開（公告）日: 2003-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 馮月生;韓電;馮藝峰
• 申請（專利權(quán)）人: 馮月生
• 主分類號: H01M10/08
• 分類號: H01M10/08;H01M10/12;H01B1/00
• 代理公司: 北京天平專利商標代理有限公司
• 代理人: 李恩泰

本發(fā)明涉及蓄電池用的硅酸鹽電介質(zhì)，特別是涉及采用磁化工藝制備蓄電池用的低鈉硅鹽電介質(zhì)及其用途。

通常鉛酸蓄電池所用的電介質(zhì)采用蒸餾水稀釋濃硫酸作為電解質(zhì)，在制造鉛??酸蓄電池時由于存在對酸性電解質(zhì)難處理的原因，造成在制造、使用過程中和廢棄后給環(huán)境帶來大面積的污染。又由于傳統(tǒng)開口式鉛酸蓄電池在使用中有酸霧的逸出，造成接口腐蝕給使用和運輸都帶來極大的不安全。

現(xiàn)有一種稱之為膠體蓄電池的電解質(zhì)改型產(chǎn)品，例如：專利號為ZL90102355所公開的高電容量膠體電解質(zhì)，其包括硅溶膠和硫酸，硅溶膠的主要化學成分為SiO₂·xH₂O，其中硫酸和SiO₂的比(克/克)為4.5/10.5；雖然該膠體電解質(zhì)具有高電容量，比硫酸電解質(zhì)有優(yōu)點，但是，這類膠體電解質(zhì)仍然使用大量的硫酸，其缺點也是硫酸造成對環(huán)保的破壞；缺點之二是該電解質(zhì)還是膠體電解質(zhì)是呈膠狀的，用它灌裝一蓄電池與用硫酸電解質(zhì)灌裝一相同蓄電池來說，灌裝膠體電解質(zhì)蓄電池只是灌裝硫酸電解質(zhì)蓄電池的容量70％，甚至更低。因此，比能量較之鉛酸蓄電池為小，內(nèi)阻較大，在使用中容易失水硬化，導致產(chǎn)品性能和壽命均不理想。????

本發(fā)明之前本申請人提出一種不含鈉的復合硅酸鹽電介質(zhì)(申請?zhí)枮镻CT/CN99/00116)文獻中，所述的不含鈉的復合硅酸鹽電介質(zhì)是由一種有機硅烷與硫酸按比例配制，該電解質(zhì)雖然克服了已有以硫酸為主的電介質(zhì)的缺點。但經(jīng)過本申請人長期實踐，由于該上述申請的電介質(zhì)是硅酸鈉作凝膠劑，凝膠劑的加入給灌裝蓄電池帶來困難，有時需采用多次灌裝，造成制作工藝較為復雜；該復合硅酸鹽電介質(zhì)很難做到不含有鈉，一旦硅酸鹽電介質(zhì)中鈉含量超過0.1％以上，該電介質(zhì)粘度增大呈糊狀，在使用過程中電介質(zhì)易失水后造成板結(jié)，龜裂，大大地影響電介質(zhì)的性能，直接造成蓄電池的自放電能力差，內(nèi)阻大，使用壽命短。

本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)蓄電池中用硫酸作電介質(zhì)對環(huán)境造成極大污染，和生產(chǎn)過程中對工作人員帶來的危害。以及克服本申請人提出的不含鈉的復合硅酸鹽電介質(zhì)的粘度高給灌裝蓄電池帶來困難，造成制作工藝較為復雜；并且，在使用過程中造成電介質(zhì)板結(jié)、龜裂的致命缺點，第三克服已有的膠體電解質(zhì)流動性差、內(nèi)阻大的缺點，從而提供一種用磁化工藝制備的具有鉛酸蓄電池的比能量達到53w/kg，使用壽長，耐高寒高溫能力的蓄電池用液態(tài)低鈉硅鹽電介質(zhì)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種采用磁化工藝制備蓄電池用液態(tài)低鈉硅鹽電介質(zhì)，包括由下述工藝步驟：

1.取含40～60wt％SiO₂的的硅溶膠5～15重量份；

2.邊攪拌邊加入水到步驟1的硅溶膠中，加入15～25重量份水，用波美比重計插入該混合物中測量波美濃度，當波美濃度為0.65～0.85％°Be’時不再加入水為止；所述的水是去離子水或蒸餾水；

3.用無機酸調(diào)節(jié)混合物的PH值，取上述步驟2所得的產(chǎn)物中加入無機酸混合，邊加入無機酸邊測量該混合物的PH值，直到PH值為1～4時停止加入無機酸；所述的無機酸包括：鹽酸、草酸、硫酸、硝酸；PH值為4-5為優(yōu)選；

4.把上述步驟3的混合物放到一個具有1000～6000高斯的磁場進行磁化，將該步驟3的硅鹽混合物在的磁場中磁化5～10分鐘；

5.將上述步驟4磁化后的混合物進行攪拌，其攪拌包括人工攪拌或機械攪拌，其機械攪拌速度為700～1400轉(zhuǎn)/分，攪拌5～10分鐘，使步驟4所得的混合物其粘度降低，邊攪拌邊用旋轉(zhuǎn)粘度計測量粘度，當粘度小于0.02泊(mPas)時停止攪拌，制得蓄電池用液態(tài)低鈉硅鹽電介質(zhì)。

本發(fā)明提供的蓄電池用液態(tài)低鈉硅鹽電介質(zhì)的用途，包括可以做普通蓄電池或特殊的蓄電池，例如做深海蓄電池用液態(tài)低鈉硅鹽電介質(zhì)，還可以用于普通蓄電池或其他蓄電池的化成液。

本發(fā)明提供的蓄電池用液態(tài)低鈉硅鹽電介質(zhì)具有如下的優(yōu)點：

1.本發(fā)明制備的蓄電池用低鈉硅鹽電介質(zhì)除了電介質(zhì)的配比改變外，特別是由于采用磁化工藝，使得低鈉硅鹽電介質(zhì)的粘度小于0.02泊(mPas)，成為一種液態(tài)電解質(zhì)，流動性好，克服了已有硅酸鹽電介質(zhì)的粘度高，給灌裝蓄電池帶來困難，有時需采用多次灌裝，造成制作工藝較為復雜；以致在使用過程中造成電介質(zhì)板結(jié)的致命缺點。

2.本發(fā)明制備的液態(tài)低鈉硅鹽電介質(zhì)制作的蓄電池大大地提高了蓄電池的比能量，把原鉛酸電池的比能量為30～40W/kg提高達到53W/kg以上。