专利名称：有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的铅酸蓄电池电解液的配制及使用方法。
背景技术：
铅酸蓄电池是一种应用最广泛的二次电池，但存在以下问题使用中较大浓度的硫 酸溢出腐蚀连接线和车体；电池容量较小使用时间短；低温启动性能不好；化成和使用 时有硫酸酸雾逸出，污染环境。在此基础上，国内外开发了胶体免维护蓄电池，但使用 中硅胶易脱水龟裂，放电困难，有时可把电池壳胀坏。更进一步的升级产品为玻璃纤维 隔膜免维护铅酸蓄电池，解决了使用中的酸溢出问题，但使用寿命较低，不能进行内化 成，外化成有酸雾逸出，污染环境。CN1767247的发明，在电解液中加入聚氯乙烯，氨
基硅氧烷化合物，以提高电池的容量和解决外化成时硫酸酸雾逸出问题，但电池使用时
电解液有失水龟裂现象，有时无法放电，且电解液制备时需要105 145。C的高温， 30~64Kg/cm2的高压，长时间20~34h反应，条件极其复杂繁琐。美国专利US20042141090 把环状硅化合物应用于锂电池，可提高电池寿命和导电性。日本也有类似专利 JP2003142157应用于锂电池，但未在免维护铅酸蓄电池中应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种由有机硅酸和高分子化合物组成的蓄电池电解液，该电解 液可形成三层液膜模型，使电池达到低温启动好，爆发力强，能量大，寿命长，完全免 维护的目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现
一种有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液，其成分组成按重量份比例如下
(1) 硅溶胶Si02.XH20: 10~50份
(2) 含氢硅油(CH3)3Si-0-(HSiCH3-0-)n-Si(CH3)3 : 5~40份
(3) 聚乙二醇HO-(CH2CH2)n-OH : 0.5~10份
(4) 去离子水或蒸馏水15-20份。 所述的电解液要求各组分Fe含量小于0.003%，不能有钠存在。所述的有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液的制备方法，把称量的组分(2)和(3) 及15份的去离子水或蒸馏水一起混合微热，成均匀膏状，加入(1)组分，边搅拌边加 水稀释到相应的浓度。
所述的有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液为原液，在装配电池前要用硫酸和水稀 释，稀释的浓度为3 7倍，使用电解液的密度为1.2~1.4g/cm3。
本发明是在胶体电池、阀控免维护电池的基础上又一次升级。本发明的电解液主要 有无机硅酸、高分子化合物组成，无机硅酸具有明显的触变性，在静态或放电时处于不 流动状态，达到不溢出，密封的效果；充电时内部变半流体，可使导电更畅通，达到电 池的高容量，爆发力强。有机高分子分为两类，疏水性有机硅高分子使无机粒子表面疏 水化，结合AGM隔膜，达到既不溢出又不凝结，更不会沉淀，这种高分子可起到保护 极板的作用，延长电池寿命。另一类碳氧高分子在最外层形成表面膜，使电解液水分不 能挥发，酸性物质不能外逸，达到电池的终生免维护。这种三层结构的液膜模型，使电 池达到低温启动好，爆发力强，能量大，寿命长，完全免维护的高性能蓄电池。
使用本发明的电解液装配的蓄电池达到内化成、终生免维护、有超强的充放电能力。 按国家标准GB5008.1-2005要求，完成4个循环寿命单元即达到标准，使用本发明电解 液的电池(1 2V，100Ah) 10个循环测试后放电电压仍为12.10伏，如图1所示。按标 准要求4个循环寿命单元后，放电电压达到10.5伏以上即符合标准要求，使用本发明电 解液的电池，放电10个循环寿命单元后电压仍保持在12.07伏，电伏几乎没有下降。 第4个循环寿命单元后，开始进行-18"C低温启动放电试验440A放电30s后8.48伏，达 到标准要求，至第IO个循环寿命单元后，低温启动放电30s，电压仍达到7.20伏。使用 本发明电解液的电池低温性能良好。
图1是用本发明的电解液制成的蓄电池充放电寿命图。
具体实施方式
实施例1
一种有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液，其成分组成按重量份比例如下
(1) 硅溶胶Si02.XH20: 10份
(2) 含氢硅油(CH3)3Si-0-(HSiCH3-0-)n-Si(CH3)3 : 10份(3) 聚乙二醇HO-(CH2CH2)n-OH : l份
(4) 去离子水或蒸馏水15份。
所述的有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液的制备方法，把称量的组分(2)和(3) 及15份的去离子水或蒸馏水一起混合微热，成均匀膏状，加入(1)组分，边搅拌边加 水稀释到相应的浓度。在装配电池前要用硫酸和水稀释，稀释的浓度为3倍，使用电解 液的密度为1.26g/cm^搅拌均匀后放入装有极板和AGM隔膜的电池壳中，进行自转化。
实施例2
一种有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液，其成分组成按重量份比例如下-
(1) 硅裕胶Si02.XH20: 40份
(2) 含氢硅油(CH3)3Si-0-(HSiCH3-0-)n-Si(CH3)3 : 5份
(3) 聚乙二醇HO-(CH2CH2VOH : 0.5份
(4) 去离子水或蒸馏水15份。
所述的有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液的制备方法，把称量的组分(2)和(3) 及15份的去离子水或蒸馏水一起混合微热，成均匀膏状，加入(1)组分，边搅拌边加 水稀释到相应的浓度。在装配电池前要用硫酸和水稀释，稀释的浓度为3倍，使用电解 液的密度为1.26g/cr^。搅拌均匀后放入装有极板和AGM隔膜的电池壳中，进行自转化。
实施例3
一种有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液，其成分组成按重量份比例如下
(1) 硅溶胶Si02.XH20: 50份
(2) 含氢硅油(CH3)3Si-0-(HSiCH3-0-)n-Si(CH3)3 : 40份
(3) 聚乙二醇HO-(CH2CH2)n-OH : 10份
(4) 去离子水或蒸馏水20份。
所述的有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液的制备方法，把称量的组分(2)和(3) 及15份的去离子水或蒸馏水一起混合微热，成均匀膏状，加入(1)组分，边搅拌边加 水稀释到相应的浓度。在装配电池前要用硫酸和水稀释，稀释的浓度为3倍，使用电解 液的密度为1.29g/cr^。搅拌均匀后放入装有极板和AGM隔膜的电池壳中，进行自转化。 以上实施例中，所述的电解液要求各组分Fe含量小于0.003%，不能有钠存在。
权利要求
1、一种有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液，其特征在于其成分组成和各成分重量百分比为(1)硅溶胶SiO2.XH2O10～50％(2)含氢硅油(CH3)3Si-O-(HSiCH3-O-)n-Si(CH3)35～40％(3)聚乙二醇HO-(CH2CH2)n-OH0.5～10％其余为去离子水或蒸馏水。
2、 根据权利要求1所述的有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液，其特征在于，所述 的电解液要求各组分Fe含量小于0.003%，不能有钠存在。
3、 根据权利要求1所述的有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液的制备方法，其特征 在于，把称量的组分(2)和(3)及15份的水一起混合微热，成均匀膏状，加入(1)组 分，边搅拌边加水稀释到相应的浓度。
4、 根据权利要求1所述的有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液的使用方法，其特征 在于，在装配电池前要用硫酸和水稀释，稀释的浓度为3~7倍，使用电解液的密度为 1.2~1.4g/cm3。
全文摘要
本发明有机硅和无机硅组成的蓄电池电解液，主要由无机硅酸、高分子化合物组成，无机硅酸具有明显的触变性，在静态或放电时处于不流动状态，达到不溢出，密封的效果；充电时内部变半流体，可使导电更畅通，达到电池的高容量，爆发力强。有机高分子分为两类，疏水性有机硅高分子使无机粒子表面疏水化，结合AGM隔膜，达到既不溢出又不凝结，更不会沉淀。另一类碳氧高分子在最外层形成表面膜，使电解液水分不能挥发，酸性物质不能外逸，达到电池的终生免维护。这种三层结构的液膜模型，使电池达到低温启动好，爆发力强，能量大，寿命长，完全免维护的高性能蓄电池。
文档编号H01M10/08GK101552354SQ200810010890
公开日2009年10月7日 申请日期2008年4月3日 优先权日2008年4月3日
发明者姜效军 申请人:鞍山夺标化工机电股份有限公司