[發明專利]一種鉛蓄電池用的聚合添加劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710754289.X
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107611488A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 劉粵榮;廖媛菲
• 申請（專利權）人: 東莞恒量新能源科技有限公司;深圳美能動力科技有限公司南京分公司
• 主分類號: H01M10/08
• 分類號: H01M10/08;H01M10/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鉛蓄電池的材料技術領域，特別涉及一種鉛蓄電池用的聚合添加劑的材料、配方及其制備方法。

背景技術

鉛蓄電池簡稱蓄電池，在電動牽引車、車船起動、通信機站、儲能等大功率/大容量領域占據絕對統治地位；近年隨著光伏發電行業、風力發電行業的發展，市場普遍需求大容量的蓄電池作儲能配套用，但常規蓄電池在戶外使用中表現出壽命短，廢棄率較高，制約了光伏儲能系統的商業應用。業界普遍認同，在鉛蓄電池的硫酸液中加入適量的膠體物質，可有效地提升在戶外使用的壽命。

鉛蓄電池行業傳統使用的膠體為氣相二氧化硅，使用時通過工業純水或其他溶劑方法將氣相二氧化硅充分液化；在中國發明專利ZL01109623.3中，公開了一種由聚元素硅氧烷、甲基硅油和稀釋用水混合的硅氧烷組合物，該組合物與硫酸液混聚用作鉛蓄電池的電解液或化成液。通過十數年應用，業界普遍認為氣相二氧化硅膠體和高分子硅氧烷聚合膠體各有千秋，前者粘度高、工藝性差且鉛蓄電池無降低內阻、增加容量的收益，但壽命衰減較平穩，后者粘度低、工藝性好且鉛蓄電池可獲得降低內阻、增加容量的收益，但穩定性不如前者。

近年以來，鉛蓄電池行業一直尋求一種能將氣相二氧化硅膠體和硅氧烷組合物膠體優勢互補的技術方案，但一些簡單將兩類膠體混合使用的方法并不成功，技術原因為：常規氣相二氧化硅膠體為一種水相物，但所述的硅氧烷組合物為一種親水性油相物，將兩者簡單混合的微分散體系不穩定，且添加入電解液后的鉛蓄電池電化學表現不盡人意。為此，行業希望尋求到一種能將氣相二氧化硅與硅氧烷組合物充分偶聯、添加入硫酸液后可提升鉛蓄電池電化學性能的聚合膠體添加劑，使鉛蓄電池可有效地延長戶外使用壽命，降低蓄電池的廢棄率。

發明內容

本發明的目的在于：針對目前鉛蓄電池行業市場上氣相二氧化硅膠體和硅氧烷組合物膠體的技術缺陷，提供一種將氣相二氧化硅與硅氧烷組合物充分偶聯、添加入硫酸液作電解質可提升鉛蓄電池電化學性能的膠體添加劑，使鉛蓄電池有效延長充放電使用壽命，達到降低蓄電池使用廢棄率的技術應用目標。

為實現上述目的，本發明提供了一種鉛蓄電池用的聚合添加劑，所述的聚合添加劑基于100體積份，包括以下組分和含量：

A組分：主鏈骨架為(-Si-O-Si-)結構且側基含一種以上不飽和親水活性基團R、分子量小于3000的硅氧烷，1～7體積份；

B組分：粘度小于2000帕的有機硅油，1～7體積份；

工業純水：68.5～95.95體積份；

氣相二氧化硅：2～17體積份；

乳化劑0.05～0.5體積份，所述的乳化劑包括以下物質的一種或多種：吐溫系列乳化劑、司盤系列乳化劑、三乙醇胺、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇。

上述聚合添加劑的含量中，所述氣相二氧化硅體積份為其重量/比重的換算值。

上述聚合添加劑的組分中，所述A組分硅氧烷側基所含的R包括H、OH、SO₂H、NH₂、CH₃或其他不飽和親水活性基團。

上述聚合添加劑的組分中，所述B組分有機硅油包括甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、含腈硅油或含其他有機基團的有機硅油。

上述聚合添加劑的組分中，還包括在制備過程用于調節混合物PH值的堿性調整劑。所述的堿性調整劑包括氫氧化鈉或氫氧化鉀但不限于氫氧化鈉或氫氧化鉀。

基于上述鉛蓄電池用的聚合添加劑的材料及配比范圍，本發明還提供了一種將所述備料制作成所述鉛蓄電池用的聚合添加劑的制備方法，該方法包括：

1)把所述的工業純水分為兩份，所述的乳化劑分為3份，備用；

2)把所述的A組分和所述的B組分充分攪拌混合均勻；

3)將其中一份乳化劑的HLB調節為7～9，加入其中一份工業純水，混合均勻后加入步驟2)得到的混合物中，充分攪拌混合均勻，然后用所述的另一份乳化劑將本步驟所得混合物的HLB調節至10～14；

4)將所述的再一份乳化劑的HLB調節為10～14，加入另一份工業純水，充分混合均勻后，加入所述的氣相二氧化硅攪拌10分鐘以上；

5)將步驟3)得到的混合物與步驟4)得到的混合物在充分攪拌中混合均勻，即得到本發明所述的聚合添加劑。

上述聚合添加劑的制備方法中，所述的步驟4)還包括：通過調整含乳化劑的工業純水與氣相二氧化硅的物料比例來調節本步驟混合物的澄明度。