[發明專利]一種動力鉛酸蓄電池電解液添加劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610435823.6
• 申請日: 2016-06-17
• 公開（公告）號: CN106099209B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 張興;張祖波;史俊雷;夏詩忠;余萍;張行祥;劉長來
• 申請（專利權）人: 湖北駱駝海峽新型蓄電池有限公司
• 主分類號: H01M10/08
• 分類號: H01M10/08;H01M10/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電化學技術領域，特別涉及一種動力鉛酸蓄電池電解液添加劑及其制備方法。

背景技術

動力鉛酸蓄電池對充電接受能力和低溫高倍率放電性能及循環壽命有較高的技術要求。提高充電接受能力和低溫高倍率放電性能傳統的途徑有很多，但是最簡單快捷、最實用的是方式是采用電解液添加劑進行改善。

由于行業內針對動力鉛酸蓄電池充電接受能力和低溫高倍率放電性能的改善，主要的技術解決方案集中在以下幾個方面：

(1)極板厚度減薄，增加極群組中正負極片數。此舉措可提高蓄電池內阻，降低充放電時電化學極化現象，提高充電接受能力和低溫放電性能，但是極板減薄后，板柵筋條有部分會外漏，板柵腐蝕風險加劇，同時極板減薄對于涂填設備及工藝控制質量標準要求較高。

(2)正負極配方改進，如增加極板含酸量、負極增加碳含量等手段。增加極板含酸量可以提升充電接受能力和低溫性能，但是對于循環壽命不利。負極增加碳材料含量，在一定程度上可以提升充電接受能力，但是會降低負極析氫過電位，造成負極析氫加劇，水耗增加。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種動力鉛酸蓄電池電解液添加劑及其制備方法，采用本發明提供的上述電解液添加劑，能在不降低-18℃低溫高倍率放電性能的前提下，顯著性提高現有富液管式動力以及富液平板動力鉛酸蓄電池的充電接受能力10％以上，具有水耗低、價格低廉、易于大規模工業化推廣生產等一系列顯著優點。

為了實現上述目的，本發明所采用以下技術方案來實現：

所述的動力鉛酸蓄電池電解液添加劑由以下組分組成：明礬、一水合硫酸鋰、三氟甲基磺酸基季銨鹽型離子液體P、L-絲氨酸、其余為密度ρ＝1.28g/mL的硫酸水溶液。

進一步，所述的各個組分的摩爾濃度分別為：明礬：0.05-0.2mol/L、一水合硫酸鋰：0.25-0.5mol/L、三氟甲基磺酸基季銨鹽型離子液體P：0.05-0.15mol/L、L-絲氨酸：0.1-0.3mol/L。

進一步，所述的動力鉛酸蓄電池電解液添加劑的制備方法包括以下步驟：

a、將明礬和一水合硫酸鋰加入到密度為ρ＝1.28g/mL的空白硫酸溶液中，充分攪拌至晶體全部溶解；

b、再向上述a步驟所述溶液中加入三氟甲基磺酸基季銨鹽型離子液體P，充分攪拌至全部溶解；

c、最后向上述b步驟所得溶液中加入L-絲氨酸，充分攪拌至全部溶解。

進一步，所述明礬晶體含有18個結晶水，有效含量大于99％。

進一步，三氟甲基磺酸基季銨鹽型離子液體P是一種咪唑類季銨鹽離子液體，陽離子為咪唑類季銨鹽，陰離子為三氟甲基磺酸根，其有效含量不低于98％，Fe、Mn、Cu、Cl雜質元素含量不高于5ppm，其具體結構如下:

進一步，所述L-絲氨酸是一種手性氨基酸化合物，加入硫酸溶液后，兩分子的L-絲氨酸與硫酸溶液中的兩分子H質子發生季銨鹽反應并結合一分子硫酸根形成穩定絡合結構，同時羧基上的H及羥基上的H可與硫氧雙鍵上的O通過靜電作用產生氫鍵，對硫酸電解液起部分固定作用，其具體結構如下:

本發明積極有益效果為：

(1)加入一定量的明礬一水合硫酸鋰，可提高部分溶液的導電性，提高充電接受能力，同時降低低溫高倍率放電時電化學極化，改善低溫性能。

(2)加入一定量的三氟甲基磺酸基季銨鹽型離子液體P可抑制PbSO₄顆粒的增大和不可逆硫酸鹽化，提高了電池的循環壽命。

(3)加入一定量的L-絲氨酸可改善Pb²⁺與部分陰離子的吸附能力，降低溶液的表面張力，提高析氫過電位，抑制氫氣的析出，降低水耗。

采用本發明提供的上述電解液，能在不降低-18℃低溫高倍率放電性能的前提下，顯著性提高現有富液管式動力以及富液平板動力鉛酸蓄電池的充電接受能力10％以上，具有水耗低、價格低廉、易于大規模工業化推廣生產等一系列顯著優點。

具體實施方式

下面將結合本發明的實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

一種動力鉛酸蓄電池電解液添加劑及其制備方法由以下步驟制得：