[發明專利]一種鉛酸蓄電池電解液添加劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410202014.1
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104064817A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 張紹輝
• 申請（專利權）人: 超威電源有限公司
• 主分類號: H01M10/08
• 分類號: H01M10/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及鉛酸蓄電池電解液，尤其涉及一種減少鉛酸蓄電池極板硫酸鹽化，改善電池電化學性能提高電池循環使用壽命的鉛酸蓄電池電解液添加劑及其制備方法。

背景技術

鉛酸蓄電池自1859年問世以來，人們一直在探索在電解液中添加某種固體或液體添加劑，來提高蓄電池容量和延長蓄電池壽命。盡管對這些添加劑的效果不是肯定的，但尋求電解液添加劑改進蓄電池性能的努力一直在進行。

鉛酸蓄電池一直被廣泛地應用到各個領域，尤其是電信領域、備用電源、儲能電源和動力用途等，但是傳統的鉛酸蓄電池也存在早期容量衰減，使用壽命短等系列問題，其癥狀為正極板板柵腐蝕、鉛膏軟化脫落，負極硫酸鹽化等。

鉛酸蓄電池接通電路放電時，電子由陽極(負極板)釋放，形成的Pb²⁺離子立即與SO4^2-離子反應，在電極表面上沉積成難溶解的硫酸鉛。在陰極(正極板)，來自外電路的電子將PbO₂還原為水和Pb²⁺離子，Pb²⁺離子又立即與硫酸離子反應，將 PbS0₄沉積在電極上。蓄電池完全放電時，陰極(正極板)和陽極(負極板)基本上轉變為PbSO₄(固)。蓄電池外加反向電壓，發生可逆電化學反應，即蓄電池充電。過充電時，正極板生成厚的二氧化鉛層和釋放氧氣，負極板形成海綿狀金屬鉛層和釋放氫氣。

以消除鉛酸蓄電池硫酸鹽化為目的，進而提高蓄電池容量和延長蓄電池壽命，正常的蓄電池在放電后，正負極板上的活物質，變為松軟硫酸鉛的小結晶，均勻地分布在極板中，在充電時很容易恢復原來的二氧化鉛和海綿狀鉛，這是一種正常的硫酸鹽化作用。由于電池使用原因，都會導致極板不可逆 (不能再充電)硫酸鹽化。由于在極板上形成粗大硫酸鉛結晶，會堵塞極板和隔板的微孔，妨礙電解液的滲透作用，增加了電阻，在充電時不易恢復成為海綿狀鉛，使極板中參加電化學反應的活物質減少，因此容量嚴重降低，壽命縮短。極板硫酸鹽化是鉛酸蓄電池失效的主要原因之一。

鉛酸蓄電池一般采用鉛銻合金做為板柵，但銻的存在及遷移降低了鉛酸蓄電池負極析氫過電位，加大了負極析氫量。為提高鉛酸蓄電池負極活性物質導電及充電接受能力等性能，負極板中往往添加乙炔黑、活性炭等降低析氫過電位的材料。

中國專利授權公告號CN1172396C，公告時間2004年10月20日，名稱為一種復合型鉛酸蓄電池電解液添加劑，包括碳素、硫酸鈉、硫酸鎂、乙酸鈉、乙酸鈷、2,6-二叔丁基對家苯酚、5-磷酸吡哆醛和蒸餾水，該添加劑可以有效降低電池內阻，提高電池對大電流的接受能力。其不足之處在于，使用該添加劑制得的鉛酸蓄電池的循環壽命低。

發明內容

本發明的目的在于為了解決現有鉛酸蓄電池電解液添加劑對循環壽命的提升上較差的缺陷而提供一種減少鉛酸蓄電池極板硫酸鹽化，改善電池電化學性能提高電池循環使用壽命的鉛酸蓄電池電解液添加劑。

本發明的另一個目的是提供一種鉛酸蓄電池電解液添加劑的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種鉛酸蓄電池電解液添加劑，所述添加劑由均三嗪、硫酸鹽、硫酸亞錫與乙二胺四乙酸二鈉組成，每升鉛酸蓄電池電解液中含有均三嗪1500-2000mg/L、硫酸鹽1000-1200mg/L、硫酸亞錫1500-2000mg/L、乙二胺四乙酸二鈉3000-6000mg/L，余量為硫酸溶液。

在本技術方案中，加入的均三嗪是２，４，６－三巰基均三嗪三鈉鹽的水溶液，無色或微黃色透明液體，一種含N的多環有機化合物，可以任意比例溶于水、硫酸溶液中，化學性質穩定。

它是一種配位攙雜劑，它可單獨作用或其它活性組分配合作用，可與鉛離子等金屬離子形成配位化合物。在極板上硫酸鉛上形成的配位化合物在酸性介質中是不穩定的。溶液中主要以（Ｈ_２Ｃ_３Ｎ_３Ｓ_３）^－離子形式存在，它與鉛離子的反應是以如下反應為主：

（Ｈ_２Ｃ_３Ｎ_３Ｓ_３）^－＋Pb²⁺＋→Pb（Ｈ_２Ｃ_３Ｎ_３Ｓ_３）₂