[發明專利]可深度大功率放電的膠體蓄電池電解液的制備方法

有效

• 申請號: 201210032608.3
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號: CN102569883A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 劉天晴;王元有;左明明
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H01M10/0561
• 分類號: H01M10/0561
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明屬于電池工業技術領域，特別涉及蓄電池生產技術領域。

背景技術

蓄電池自應用至今已經將近一個半世紀，以價格便宜、原材料易得、使用方便、性能可靠、結構簡單等優點，?成為應用非常廣泛、消費量最大的蓄電池，在二次電池工業中占據著主要的地位。為了進一步改善蓄電池的放電特性，提高高倍率放電容量，有人開始研究膠體電解質的制備方法，并且在膠體電解質中加入添加劑等方法來提高蓄電池的性能。在膠體電解質中加入添加劑,具有不改變電池工業生產過程、附加成本低、效果好、便于推廣等優點，目前國內外都積極研制各式各樣的電解質添加劑，選擇合適的電解質添加劑是改善膠體電池性能的主要途徑。目前研究電解質添加劑較多的有：凝膠添加劑、堿金屬及堿土金屬硫酸鹽、磷酸及NH₄⁺、有機高分子和配合物等，有相關研究人員通過在硫酸電解質溶液中加入稀土硫酸鹽，可將傳統的鉛合金電極通過在硫酸溶液中加入稀土離子來改善和提高鉛蓄電池的性能。

但在膠體電解質中把稀土作為電解質添加劑卻研究很少，尤其研究其作用機理就更少。由于我國的稀土資源極為豐富，探索稀土在膠體電解液中應用具有更為廣泛的應用前景。

發明內容

本發明目的在于提出一種蓄能大、放電時間長的可深度大功率放電的膠體蓄電池電解液的制備方法。

本發明技術方案是：將硫酸鈰或硫酸銪與去離子水混合，配成復合添加劑，然后將復合添加劑滴加到二氧化硅水溶膠中，最后，在攪拌狀態下，再加入比重為1.38的硫酸水溶液，形成膠體蓄電池電解液。

由于稀土元素具有特殊的催化性能，可以改善蓄電池充電時氣體的析出情況，提高活性物質利用率及充電效率，從而起到增加電池容量的作用。本發明方法稀土用量少，制備工藝簡單，生產成本低，是具有重要工業化應用前景的稀土改性蓄電池電解液性能的有效方法。使用該電解液組裝成的大容量鉛酸蓄電池充電4小時，可以放電110～150分鐘，可廣泛應用于電廠、變電站的開關控制系統、不間斷電源及太陽能及風能儲能電源等。

本發明優點具體體現在以下幾點：

1、稀土其具有特殊的催化性能，可以提高活性物質的利用率，從而增加電池容量的作用。

2、本發明技術通用性強，可適用于得到電池電解質與添加劑的優化組成配比。使用該電解液組裝成的大容量鉛酸蓄電池可廣泛應用于電廠、變電站的開關控制系統、不間斷電源及太陽能及風能儲能電源。

3、超強的承受深放電及大電流放電能力，具有過充及過放電自我保護性能。電池抗深放電能力強，100%放電后仍可繼續接在負載上，在一定時間內充電可恢復原容量。

4、硫酸一方面起著輸送電荷的作用，另一方面它又是活性反應物。電解液中硫酸含量和濃度的多少在一定程度上影響著蓄電池的容量和壽命，在配制膠體電解液時往往將硫酸密度調到1.38g/cm³。

本發明所述復合添加劑中，硫酸鈰或硫酸銪占復合添加劑的質量百分比為0.002％～0.02％。可以提高活性物質的利用率，從而增加電池容量的作用。抑制電池早期容量的損失，提高電池的循環壽命。

本發明所述二氧化硅水溶膠由氣相二氧化硅和去離子水混合組成，所述氣相二氧化硅和去離子水的投料體積比為1︰90。可保證SiO_2?含量在0.3%時，膠體液態電解液的放電效果最好。

具體實施方式

????例1：

將98%的濃硫酸溶液用去離子水稀釋成比重為1.38的硫酸水溶液。

量取?0.1ml氣相二氧化硅于50ml小燒杯中，溶解在9ml去離子水溶液中（必要時進行超聲），將小燒杯中的溶液加入到18?ml比重為1.38的硫酸水溶液中，形成溶液，在90?mg二氧化硅含量0.3%的膠體液態電解液中加入6?mg硫酸鈰，加入的硫酸鈰占總重的0.02%，經充分混合形成蓄電池電解液。

使用該電解液組裝成的大容量鉛酸蓄電池充電4小時，可以放電110分鐘。

例2：

將98%的濃硫酸溶液用去離子水稀釋成比重為1.38的硫酸水溶液。

量取0.1?ml氣相二氧化硅于50ml小燒杯中，溶解在9ml去離子水溶液中(必要時進行超聲)，將小燒杯中的溶液加入到18ml比重為1.38的硫酸水溶液中，形成溶液，在90?mg二氧化硅含量0.3%的膠體液態電解液中加入0.6mg硫酸鈰，加入的硫酸鈰占總重的0.002%，經充分混合形成蓄電池電解液。