[發(fā)明專利]有機硅和無機硅組成的蓄電池電解液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810010890.9
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101552354A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜效軍
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍山奪標化工機電股份有限公司
• 主分類號: H01M10/08
• 分類號: H01M10/08;C08K3/36;C08L83/00;C07F7/02;H01B1/06
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所
• 代理人: 張 群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的鉛酸蓄電池電解液的配制及使用方法。

背景技術(shù)

鉛酸蓄電池是一種應(yīng)用最廣泛的二次電池，但存在以下問題：使用中較大濃度的硫 酸溢出腐蝕連接線和車體；電池容量較小使用時間短；低溫啟動性能不好；化成和使用 時有硫酸酸霧逸出，污染環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)外開發(fā)了膠體免維護蓄電池，但使用 中硅膠易脫水龜裂，放電困難，有時可把電池殼脹壞。更進一步的升級產(chǎn)品為玻璃纖維 隔膜免維護鉛酸蓄電池，解決了使用中的酸溢出問題，但使用壽命較低，不能進行內(nèi)化 成，外化成有酸霧逸出，污染環(huán)境。CN1767247的發(fā)明，在電解液中加入聚氯乙烯，氨 基硅氧烷化合物，以提高電池的容量和解決外化成時硫酸酸霧逸出問題，但電池使用時 電解液有失水龜裂現(xiàn)象，有時無法放電，且電解液制備時需要105～145℃的高溫， 30～64Kg/cm²的高壓，長時間20～34h反應(yīng)，條件極其復(fù)雜繁瑣。美國專利US20042141090 把環(huán)狀硅化合物應(yīng)用于鋰電池，可提高電池壽命和導(dǎo)電性。日本也有類似專利 JP2003142157應(yīng)用于鋰電池，但未在免維護鉛酸蓄電池中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種由有機硅酸和高分子化合物組成的蓄電池電解液，該電解 液可形成三層液膜模型，使電池達到低溫啟動好，爆發(fā)力強，能量大，壽命長，完全免 維護的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種有機硅和無機硅組成的蓄電池電解液，其成分組成按重量份比例如下：

(1)硅溶膠SiO₂.XH₂O：10～50份

(2)含氫硅油(CH₃)₃Si-O-(HSiCH₃-O-)n-Si(CH₃)₃：5～40份

(3)聚乙二醇HO-(CH₂CH₂)_n-OH：0.5～10份

(4)去離子水或蒸餾水：15-20份。

所述的電解液要求各組分Fe含量小于0.003％，不能有鈉存在。

所述的有機硅和無機硅組成的蓄電池電解液的制備方法，把稱量的組分(2)和(3) 及15份的去離子水或蒸餾水一起混合微熱，成均勻膏狀，加入(1)組分，邊攪拌邊加 水稀釋到相應(yīng)的濃度。

所述的有機硅和無機硅組成的蓄電池電解液為原液，在裝配電池前要用硫酸和水稀 釋，稀釋的濃度為3～7倍，使用電解液的密度為1.2～1.4g/cm³。

本發(fā)明是在膠體電池、閥控免維護電池的基礎(chǔ)上又一次升級。本發(fā)明的電解液主要 有無機硅酸、高分子化合物組成，無機硅酸具有明顯的觸變性，在靜態(tài)或放電時處于不 流動狀態(tài)，達到不溢出，密封的效果；充電時內(nèi)部變半流體，可使導(dǎo)電更暢通，達到電 池的高容量，爆發(fā)力強。有機高分子分為兩類，疏水性有機硅高分子使無機粒子表面疏 水化，結(jié)合AGM隔膜，達到既不溢出又不凝結(jié)，更不會沉淀，這種高分子可起到保護 極板的作用，延長電池壽命。另一類碳氧高分子在最外層形成表面膜，使電解液水分不 能揮發(fā)，酸性物質(zhì)不能外逸，達到電池的終生免維護。這種三層結(jié)構(gòu)的液膜模型，使電 池達到低溫啟動好，爆發(fā)力強，能量大，壽命長，完全免維護的高性能蓄電池。

使用本發(fā)明的電解液裝配的蓄電池達到內(nèi)化成、終生免維護、有超強的充放電能力。 按國家標準GB5008.1-2005要求，完成4個循環(huán)壽命單元即達到標準，使用本發(fā)明電解 液的電池(12V，100Ah)10個循環(huán)測試后放電電壓仍為12.10伏，如圖1所示。按標 準要求4個循環(huán)壽命單元后，放電電壓達到10.5伏以上即符合標準要求，使用本發(fā)明電 解液的電池，放電10個循環(huán)壽命單元后電壓仍保持在12.07伏，電伏幾乎沒有下降。 第4個循環(huán)壽命單元后，開始進行-18℃低溫啟動放電試驗440A放電30s后8.48伏，達 到標準要求，至第10個循環(huán)壽命單元后，低溫啟動放電30s，電壓仍達到7.20伏。使用 本發(fā)明電解液的電池低溫性能良好。

附圖說明

圖1是用本發(fā)明的電解液制成的蓄電池充放電壽命圖。

具體實施方式

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