[發明專利]膠體電解質混合裝置、膠體電解質及其制備方法

有效

• 申請號: 201110157070.4
• 申請日: 2011-06-13
• 公開（公告）號: CN102832414A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 劉毅;趙恒祥
• 申請（專利權）人: 山東瑞宇蓄電池有限公司
• 主分類號: H01M10/10
• 分類號: H01M10/10;B01F7/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明屬于膠體電解質技術領域，尤其涉及一種膠體電解質混合裝置、膠體電解質及其制備方法。

背景技術

鉛酸蓄電池是一種以鉛及其氧化物為電極、硫酸溶液為電解液的蓄電池，具有價格低廉、原材料易于獲得、適于大電流放電、環境溫度范圍廣泛等優點。鉛酸蓄電池一般分為開口式鉛酸蓄電池和全封閉式鉛酸蓄電池，由于開口式鉛酸蓄電池具有維護工作繁重、腐蝕周圍設備、污染環境的缺點，無需維護的閥控密封鉛酸蓄電池(VRLA，Valve-Regulated?Lead?Acid?Battery)獲得了廣泛的應用。

目前國內外一般采用AGM技術或者膠體(Gel)技術生產閥控密封鉛酸蓄電池，其中，AGM技術主要是采用吸附式超細玻璃纖維棉隔板存儲電解質，膠體技術主要是采用膠體電解質。其中，AGM技術制備得到的閥控密封鉛酸蓄電池存在電解液容易分層、使用過程中容量衰減快、循環壽命短等缺陷，而膠體技術制備得到的閥控密封鉛酸蓄電池具有不易漏酸、可防止活性物質脫落、減少自放電、延長電池壽命等優點，在應用過程中具有明顯的優勢。

膠體電解質是采用膠體技術制備閥控密封鉛酸蓄電池的關鍵。膠體電解質呈彈性不流動的凝膠狀，以氫鍵形式構成三維網絡，將硫酸電解液絡合于其中。當蓄電池充放電時，硫酸電解液通過三維網絡間的通道自由參與活性鉛反應，從而實現蓄電池的電化學反應。蓄電池的性能與膠體電解質的配方及混合均勻程度密切相關，現有技術公開了多種膠體電解質，如申請號為02152351.7的中國專利文獻公開了一種膠體電解質，包括2％～12％的納米二氧化硅、0.01％～0.2％的聚丙烯酰胺、0.1％～1.0％的磷酸和余量的硫酸水溶液。該膠體電解質在電池循環過程中可以減緩基板活性物質的脫落，避免電解液分層現象，但是其容量較低。申請號為200810044335.8的中國專利文獻公開了一種膠體電解質，包括稀硫酸、二氧化硅、硫酸羥胺和二氧化錫，該膠體電解質具有較高的導電性，有利于形成多孔電極，從而有利于硫酸的擴散，蓄電池的循環壽命較長，但是，該蓄電池的蓄電容量較低。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種膠體電解質混合裝置、膠體電解質及其制備方法，采用本發明提供的膠體電解質制作的蓄電池具有較高的容量、良好的放電性能和較低的內阻。

本發明提供了一種膠體電解質，包括：

0.3wt％～0.6wt％的納米二氧化硅；

0.02wt％～0.7wt％的硅酸鈉；

0.01wt％～0.3wt％的檸檬酸三鈉；

余量為硫酸水溶液。

優選的，所述硫酸水溶液的比重為1.25g/cm³～1.28g/cm³。

優選的，所述納米二氧化硅的粒徑為10nm～50nm。

本發明還提供了一種膠體電解質混合裝置，包括：

設置有進料口和出料口的罐體；

置于所述罐體內的轉子，所述轉子包括旋轉軸和與所述旋轉軸末端相連的螺旋葉片；

固定在所述罐體上的第一導流筒，所述螺旋葉片位于所述第一導流筒內；

驅動所述轉子轉動的電機；

與所述罐體進料口相連的原料存儲裝置。

優選的，還包括固定在所述罐體上的第二導流筒，所述旋轉軸位于所述第二導流筒內，所述第一導流筒固定于所述第二導流筒的末端。

優選的，所述進料口設置在所述罐體的頂部，所述出料口設置在所述罐體的底部。

本發明還提供了一種上述技術方案所述的膠體電解質的制備方法，包括以下步驟：

a)將硫酸水溶液、檸檬酸三鈉和硅酸鈉加入到上述技術方案所述的膠體電解質混合裝置的罐體中；

b)將納米二氧化硅加入到上述技術方案所述的膠體電解質混合裝置的原料存儲裝置中；

c)開啟上述技術方案所述的膠體電解質混合裝置的電機，攪拌后得到膠體電解質。

優選的，所述步驟c)具體包括：

c1)開啟權利要求4～6任意一項所述的膠體電解質混合裝置的電機，以10m/s～20m/s的線速度進行第一次攪拌；

c2)以30m/s～50m/s的線速度進行第二次攪拌，得到膠體電解質。

優選的，所述步驟c1)中，所述第一次攪拌的時間為5min～10min。

優選的，所述步驟c2)中，所述第二次攪拌的時間為20min～30min。