专利名称：铅酸蓄电池特殊电解液的制作方法
技术领域：
本发明属于铅蓄电池的电解液，特别是具有防止极板板结和早期容量衰减的专用电解液。
背景技术：
常规的铅酸电池使用硫酸做电解液，为了防止阴极硫酸铅化和板结，采取在阴膏中添加硫酸钡和腐植酸、木素磺酸钠等添加剂。这些添加剂起到了应有的效果，但也造成一些不良影响，如化成比较困难，化成效果较差，电池的低温性能不佳等。
亚微米铅酸蓄电池，铅粉粒度很细，仅为0.07μm～0.7μm，制成的铅酸蓄电池极板比表面积和孔隙率都比较大，比表面积达12米2/克，比容量也比较大，达到140MAh/g～160MAh/g。由于比表面积大，表面能较高，高位能要向低位能释放能量，造成微细颗粒团聚，比表面积下降，孔隙率也降低，同时极板的比容量也随之下降。如何克服阴极板微细颗粒团聚，是解决亚微米电池容量早衰的关键问题，也是制备高比能电池极板的一项关键技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铅蓄电池复合盐类电解液，它可克服亚微米铅酸蓄电池的阴极板微细颗粒团聚问题，能有效解决阴极板的板结和因硫酸铅化所致的容量早衰的问题，始终保持极板较高的比表面积和比容量，亦能使用在普通铅酸电池中，起到相同的作用。
解决本发明的技术问题所采用的方案是在重量百分比浓度为34.3％～36.8％的硫酸电解液中添加入镁盐、铝盐、锰盐、铵盐和钾盐组成的复合盐电解质，电解质占电解液的重量比例为8％～10％。
在上述的技术方案中，复合盐电解质的各组分重量百分比为镁盐6.7％～8.1％、铝盐13.4％～16.3％、锰盐19.8％～24.4％、铵盐22.9％～28.4％、余量为钾盐；这些复合盐电解质可以采用，镁盐——碳酸镁或硝酸镁、铝盐——硝酸铝或氢氧化铝、锰盐——硫酸锰、铵盐——硫酸铵、钾盐——硫酸钾；为了获得更好的使用效果，在本发明所述的复合盐类电解液中还加入了其总重量1％～3％的缓蚀剂六次甲基四胺。经对最终产品蓄电池进行不同参数试验，并对相应的数据对比，本电解液中复合盐电解质的各组分最佳比例为镁盐∶铝盐∶锰盐∶铵盐∶钾盐＝1∶2∶3∶3.5∶4。
本发明根据铅酸蓄电池的充放电原理，极板始终在海棉铅和硫酸铅，二氧化铅和硫酸铅之间转化。上述的技术方案始终围绕着如何使生成的硫酸铅晶粒细化疏松，并且能够有效地可逆转化来进行。采用本发明的方法可在海棉铅颗粒表面形成带正电荷的离子包复层，在离子的静电力作用下，就可以克服阴极板海棉铅的团聚作用，使极板保持应有的较大的比表面积和孔隙率，从而发挥亚微米铅板的高比能效果。
通过多次试验，采用本电解液情况下，在电池亚微米阴极板的极板中只添加铅粉重量3‰活性炭粉，而不添加硫酸钡、木素磺酸钠、腐质酸等添加剂，在0.5C放电条件下，155次大电流深放电[每次都放电到1.75v(单格)]，极板容量稳定不变。没有早期容量衰差现象，与之相比采用普通硫酸电解液的同类极板，9次就出现早衰现象，25次寿命就终止。用复合盐类电解液，试验极板经解剖观察，阴极板没有硫酸铅化，极板质地不板结，与使用前没有太大差别，电解液的设计思想和配比达到了预期目标。
具体实施例方式
实施例1在浓度为36.8％的硫酸电解液中添加入碳酸镁、硝酸铝、硫酸锰、硫酸铵和硫酸钾组成的复合盐电解质，电解质占硫酸电解液重量比例的10％。这些复合盐电解质的各组分比例为镁盐∶铝盐∶锰盐∶铵盐∶钾盐＝1∶2∶3∶3.5∶4。再在该复合盐类电解液中还加入其总重量1％～3％的六次甲基四胺作为缓蚀剂。制备成FM-12Ah亚微米小密电池，经测试，在C2放电条件下，在C5大电流深放电[每次都放电到V＝0伏(单格)]，极板容量稳定不变。没有早期容量衰差现象，极板经解剖观察，阴极板没有硫酸铅化，极板质地不板结。
实施例2在浓度为35％的硫酸电解液中添加入硝酸镁、硝酸铝、硫酸锰、硫酸铵和硫酸钾组成的复合盐电解质，电解质占硫酸电解液重量比例的9％。这些复合盐电解质的各组分比例为镁盐∶铝盐∶锰盐∶铵盐∶钾盐＝1∶1.7∶3.1∶4∶4.5。再在该复合盐类电解液中还加入其总重量1％的六次甲基四胺作为缓蚀剂。制备成6FM-100Ah亚微米阀控电池，经测试，在C2放电条件下，在C5大电流深放电[每次都放电到V＝0伏(单格)]，极板容量稳定不变。没有早期容量衰差现象，极板经解剖观察，阴极板没有硫酸铅化，极板质地不板结。
实施例3在浓度为34.3％的硫酸电解液中添加入碳酸镁、氢氧化铝、硫酸锰、硫酸铵和硫酸钾组成的复合盐电解质，电解质占硫酸电解液重量比例的8％。这些复合盐电解质的各组分比例为镁盐∶铝盐∶锰盐∶铵盐∶钾盐＝1∶2.3∶3.4∶3.9∶4.6。再在该复合盐类电解液中还加入其总重量2％的六次甲基四胺作为缓蚀剂。制备成3D-180动力电池，经测试，在C2放电条件下，在C5大电流深放电[每次都放电到V＝0伏(单格)]，极板容量稳定不变。没有早期容量衰差现象，极板经解剖观察，阴极板没有硫酸铅化，极板质地不板结。
权利要求
1.一种铅蓄电池复合盐类电解液，其特征是在重量百分比浓度为34.3％～36.8％的硫酸电解液中添加入镁盐、铝盐、锰盐、铵盐和钾盐组成的复合盐电解质，电解质占电解液的重量比例为8％～10％。
2.按权利要求1所述的铅蓄电池复合盐类电解液，其特征是复合盐电解质的各组分重量百分比为镁盐6.7％～8.1％、铝盐13.4％～16.3％、锰盐19.8％～24.4％、铵盐22.9％～28.4％、余量为钾盐。
3.按权利要求2所述的铅蓄电池复合盐类电解液，其特征是复合盐电解质的各成分是，镁盐为碳酸镁或硝酸镁、铝盐为硝酸铝或氢氧化铝、锰盐为硫酸锰、铵盐为硫酸铵、钾盐硫酸钾。
4.按权利要求3所述的铅蓄电池复合盐类电解液，其特征是复合盐类电解液中还加入了总重量1％～3％的缓蚀剂六次甲基四胺。
5.按权利要求4所述的铅蓄电池复合盐类电解液，其特征是复合盐电解质的各组分最佳比例为镁盐∶铝盐∶锰盐∶铵盐∶钾盐＝1∶2∶3∶3.5∶4。
全文摘要
铅蓄电池复合盐类电解液。本发明属于铅蓄电池的电解液，特别是具有防止极板板结和早期容量衰减的专用电解液。本电解液是在重量百分比浓度为34.3％～36.8％的硫酸电解液中添加入由镁盐、铝盐、锰盐、铵盐和钾盐组成的复合盐电解质而制成，且电解质占电解液的重量比例为8％～10％。本发明可有效解决亚微米铅酸电池阴极板的板结和因硫酸铅化所致的容量早衰的问题，能保持亚微米粉体的阴极板颗粒之间不团聚，保持较高的比表面积和比容量，亦能使用在普通铅酸电池中，起到相同的作用。
文档编号H01M10/08GK1525589SQ0311736
公开日2004年9月1日 申请日期2003年2月24日 优先权日2003年2月24日
发明者孙勇, 李中揆, 王勋业, 竺培显, 勇 孙 申请人:昆明理工大学