[發(fā)明專利]鉛酸蓄電池膠體添加劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910063447.2
• 申請日: 2009-08-04
• 公開（公告）號: CN101630752A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉凡
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢銀泰科技電源股份有限公司
• 主分類號: H01M10/08
• 分類號: H01M10/08;H01M10/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張安國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池領(lǐng)域，特別是在電解液中加入的膠體添加劑硅溶膠的材料及應(yīng)用配方。

技術(shù)背景

膠體電解質(zhì)鉛酸蓄電池的電解液一般由一定比重的稀硫酸和膠體添加劑混合攪拌形成。膠體添加劑的主要成分是二氧化硅，其粒子直徑為納米級。現(xiàn)在普遍使用的膠體添加劑是氣相二氧化硅或硅溶膠。

氣相二氧化硅因其視密度極低(0.03g/cc左右)，使用前需要與稀硫酸高速攪拌，因而有污染工作環(huán)境、不便運輸、難于分解、難于使用，凝膠時間不易控制等缺點。

硅溶膠具有純度高、存儲運輸及配制使用簡單等特點。可以在使用前，與稀硫酸根據(jù)需要的比例簡單地混合使用，是制備膠體電解質(zhì)的理想原料。硅溶膠的主要成分是二氧化硅。但因生產(chǎn)工藝和原料不同，其主要成分二氧化硅的粒子直徑分布也不同，因此對于改善提高蓄電池性能的效果也不同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：確定一種能顯著改善鉛酸蓄電池性能的膠體添加劑硅溶膠。這種硅溶膠的主要特征是根據(jù)其主成分二氧化硅的粒子直徑分布特性定義的。并確定這種硅溶膠與稀硫酸在注入電池單格時的混合比例。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種鉛酸蓄電池膠體電解質(zhì)添加劑的硅溶膠，其特征在于，這種硅溶膠的主成分二氧化硅是粒徑分布為4～8納米與粒徑分布為20～40納米的兩種強度相同，方差相近的峰值類型硅溶膠二氧化硅的混合物，二者質(zhì)量比為0.8∶1.2～1.2∶0.8。

本發(fā)明的鉛酸蓄電池膠體電解質(zhì)添加劑的硅溶膠與稀硫酸混合配制膠體電解質(zhì)適用于所有型號的鉛酸蓄電池。所配制的膠體電解質(zhì)的二氧化硅質(zhì)量含量在1.2％到3.6％的范圍。

本發(fā)明選擇各種不同二氧化硅粒子直徑分布的硅溶膠，根據(jù)其粒子直徑的分布特征進行混合，得到新的不同粒子直徑分布的硅溶膠。再把這種新的硅溶膠與稀硫酸按照一定比例混合，得到本發(fā)明的膠體電解質(zhì)。

對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點是：

1、所述膠體添加劑硅溶膠的材料特性，是通過調(diào)整其主要成分二氧化硅粒子直徑分布確定的。

2、使用本發(fā)明的硅溶膠與稀硫酸按一定比例簡單混合后注入蓄電池，能顯著改善提高鉛酸蓄電池的性能。

附圖說明

圖1為現(xiàn)用膠體添加劑的硅溶膠1的二氧化硅的粒子直徑分布測量結(jié)果。

圖2為現(xiàn)用膠體添加劑的硅溶膠2的二氧化硅的粒子直徑分布測量結(jié)果。

圖3為本發(fā)明的膠體添加劑的硅溶膠的二氧化硅的粒子直徑分布測量結(jié)果。由實施例1選擇的各種不同二氧化硅粒子直徑分布的硅溶膠，根據(jù)其粒子直徑的分布特征進行混合調(diào)整得到。

圖4為本發(fā)明實施例1的不同電解質(zhì)蓄電池的循環(huán)實驗結(jié)果。

圖5為本發(fā)明實施例2的不同電解質(zhì)蓄電池的循環(huán)實驗結(jié)果。

圖6實施例3使用的硅溶膠與稀硫酸的不同混合比例對蓄電池性能改善的實驗結(jié)果。.

具體實施方案

實施例1

本實施例是采用同樣設(shè)計和工藝制造的閥控式密封鉛酸蓄電池作為實驗樣本，加入不同的電解質(zhì)，實驗電池的性能差異。

實驗樣本1為把比重1.28g/cc的稀硫酸注入型號為GFM200的閥控式密封鉛酸蓄電池。經(jīng)過充電后，在室溫下以20A放電至1.80V，然后限流40A，限壓2.35V充電16小時為一個循環(huán)，反復(fù)進行。放電時間低于8小時為壽命終止。

實驗樣本2采用現(xiàn)在普遍使用的二氧化硅含量為20％的硅溶膠1，其主成分二氧化硅的粒子直徑分布如圖1所示。與比重1.30g/cc的稀硫酸，按照重量比1∶9的比例混合，得到比重1.28g/cc的，二氧化硅質(zhì)量含量2％的膠體電解質(zhì)。把這種電解質(zhì)注入型號為GFM200的閥控式密封鉛酸蓄電池。經(jīng)過充電后，用與實驗樣本1同樣的條件進行循環(huán)測試。

實驗樣本3采用現(xiàn)在普遍使用的二氧化硅含量為20％的硅溶膠2，其主成分二氧化硅的粒子直徑分布如圖2所示。與比重1.30g/cc的稀硫酸，按照重量比1∶9的比例混合，得到比重1.28g/cc的，二氧化硅質(zhì)量含量2％的膠體電解質(zhì)。把這種電解質(zhì)注入型號為GFM200的閥控式密封鉛酸蓄電池。經(jīng)過充電后，用與實驗樣本1同樣的條件進行循環(huán)測試。

實驗樣本4采用本發(fā)明二氧化硅粒子直徑分布混合調(diào)整后的，其二氧化硅含量為20％的硅溶膠，其主成分二氧化硅的粒子直徑分布如圖3所示。與比重1.30g/cc的稀硫酸，按照重量比1∶9的比例混合，得到比重1.28g/cc的，二氧化硅質(zhì)量含量2％的膠體電解質(zhì)。把這種電解質(zhì)注入型號為GFM200的閥控式密封鉛酸蓄電池。經(jīng)過充電后，用與實驗樣本1同樣的條件進行循環(huán)測試。