一种蓄电池电解液制备方法与流程

文档序号:19480622发布日期:2019-12-21 03:17阅读:560来源:国知局

本发明属于蓄电池技术领域,具体涉及一种蓄电池电解液制备方法。



背景技术:

铅酸蓄电池自使用以来已有非常悠久的历史,铅酸蓄电池具有结构简单、性能可靠、使用方便、原料易得和价格便宜等优点,被广泛应用于交通运输、通讯、工业使用等多个领域,是社会生产生活中不可或缺的产品。

铅酸蓄电池包括五大组成部分:正极、负极、隔膜、电解液、电池外壳,电解液是直接关系到蓄电池性能的因素之一,然而现有的电解液蒸发度较高,导致补充液体的次数和不野量大幅度增加,消耗增加,蓄电池寿命降低。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种蓄电池电解液制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种蓄电池电解液制备方法,将气相二氧化硅分散在去离子水中,配成气相二氧化硅水溶胶,向气相二氧化硅水溶胶中加入其质量0.1-0.2%的经过表面处理的纳米沸石粉,高速搅拌后得到纳米分散胶体,向纳米分散胶体中依次缓慢添加硫酸溶液、硫酸钠,缓慢搅拌后,再依次添加氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾,搅拌充分均匀,即得蓄电池电解液。

作为进一步的技术方案,所述气相二氧化硅水溶胶中气相二氧化硅质量分数为1.6-1.8%。

作为进一步的技术方案,所述经过表面处理的纳米沸石粉制备方法包括以下步骤:

将纳米沸石粉均匀分散到质量分数为3.5%的苯磺酸钠溶液中浸泡1小时,然后再用水洗至中性,得到活化纳米沸石粉,将活化纳米沸石粉均匀分散到去离子水中,配制成质量分数为10%的纳米沸石粉分散液,加热至80℃,保温搅拌10min,然后再向纳米沸石粉分散液中添加其质量0.5%的铝十三聚体柱撑液,以120r/min转速搅拌40min,然后经抽滤、洗涤、干燥、粉碎制得即得。

作为进一步的技术方案,所述铝十三聚体柱撑液制备方法为:向浓度为0.52mol/l的alcl3•6h2o溶液中加入浓度为0.81mol/l的naoh溶液,二者的用量分别以al3+和oh-计,在50℃下反应2小时后,静置10小时,得到铝十三聚体柱撑液。

作为进一步的技术方案,所述高速搅拌的搅拌速度为1800r/min。

作为进一步的技术方案,所述硫酸溶液添加量为纳米分散胶体质量的55-57%。

作为进一步的技术方案,所述硫酸浓度为70%~75%wt。

作为进一步的技术方案,所述硫酸钠添加量为纳米分散胶体质量的0.3-0.35%。

作为进一步的技术方案,所述氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾总添加量为纳米分散胶体质量的6-7%。

作为进一步的技术方案,所述氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾质量比为1:2:2。

有益效果:本发明通过将电解液从常规流动液体电解液变成胶体形态,本发明配制的电解液能够以氢键形式构成的三维网络体系,作为硫酸的载体,将大量的电解液包裹在三维结构中,从而使得其物理特性呈弹性不流动的凝胶溶液。由于氢键是分子间的一种弱结合,因此在外力作用下,电解液可以被释放出来,有效解决了电解液的分层问题,本发明通过对各组分的配合,能够延缓了常规电解液对板栅的腐蚀,降低了蓄电池的自放电率,能够有效的降低了蓄电池电解液的蒸发情况,从而减少了补充液体的次数,节约了能源和降低了成本,具有耐充电、饱和充电的接受能力,提高充电接受能力,提高了蓄电池的循环使用寿命;本发明在电解液中的添加了一定量比的氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾,其中氯化亚锡能够在正极被氧化为sn(iv),以氧化锡的形式存在于正极活性物质中,部分在正极板栅的极膜中,正极活性物质中的氧化锡一方面增加凝胶区的电导,同时充电时作为金红石型β—pbo2的结晶中心,从而提高了放电容量和充电效率,同时,硫酸钾、琥珀酸钾协同能够,抑制硫酸铅的溶解,从而提高电池的使用寿命。

具体实施方式

实施例1

一种蓄电池电解液制备方法,将气相二氧化硅分散在去离子水中,配成气相二氧化硅水溶胶,向气相二氧化硅水溶胶中加入其质量0.1-0.2%的经过表面处理的纳米沸石粉,高速搅拌后得到纳米分散胶体,向纳米分散胶体中依次缓慢添加硫酸溶液、硫酸钠,缓慢搅拌后,再依次添加氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾,搅拌充分均匀,即得蓄电池电解液。

作为进一步的技术方案,所述气相二氧化硅水溶胶中气相二氧化硅质量分数为1.6-1.8%。

作为进一步的技术方案,所述经过表面处理的纳米沸石粉制备方法包括以下步骤:

将纳米沸石粉均匀分散到质量分数为3.5%的苯磺酸钠溶液中浸泡1小时,然后再用水洗至中性,得到活化纳米沸石粉,将活化纳米沸石粉均匀分散到去离子水中,配制成质量分数为10%的纳米沸石粉分散液,加热至80℃,保温搅拌10min,然后再向纳米沸石粉分散液中添加其质量0.5%的铝十三聚体柱撑液,以120r/min转速搅拌40min,然后经抽滤、洗涤、干燥、粉碎制得即得。

作为进一步的技术方案,所述铝十三聚体柱撑液制备方法为:向浓度为0.52mol/l的alcl3•6h2o溶液中加入浓度为0.81mol/l的naoh溶液,二者的用量分别以al3+和oh-计,在50℃下反应2小时后,静置10小时,得到铝十三聚体柱撑液。

作为进一步的技术方案,所述高速搅拌的搅拌速度为1800r/min。

作为进一步的技术方案,所述硫酸溶液添加量为纳米分散胶体质量的55%。

作为进一步的技术方案,所述硫酸浓度为70%wt。

作为进一步的技术方案,所述硫酸钠添加量为纳米分散胶体质量的0.3%。

作为进一步的技术方案,所述氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾总添加量为纳米分散胶体质量的6%。

作为进一步的技术方案,所述氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾质量比为1:2:2。

实施例2

一种蓄电池电解液制备方法,将气相二氧化硅分散在去离子水中,配成气相二氧化硅水溶胶,向气相二氧化硅水溶胶中加入其质量0.2%的经过表面处理的纳米沸石粉,高速搅拌后得到纳米分散胶体,向纳米分散胶体中依次缓慢添加硫酸溶液、硫酸钠,缓慢搅拌后,再依次添加氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾,搅拌充分均匀,即得蓄电池电解液。

作为进一步的技术方案,所述气相二氧化硅水溶胶中气相二氧化硅质量分数为1.8%。

作为进一步的技术方案,所述经过表面处理的纳米沸石粉制备方法包括以下步骤:

将纳米沸石粉均匀分散到质量分数为3.5%的苯磺酸钠溶液中浸泡1小时,然后再用水洗至中性,得到活化纳米沸石粉,将活化纳米沸石粉均匀分散到去离子水中,配制成质量分数为10%的纳米沸石粉分散液,加热至80℃,保温搅拌10min,然后再向纳米沸石粉分散液中添加其质量0.5%的铝十三聚体柱撑液,以120r/min转速搅拌40min,然后经抽滤、洗涤、干燥、粉碎制得即得。

作为进一步的技术方案,所述铝十三聚体柱撑液制备方法为:向浓度为0.52mol/l的alcl3•6h2o溶液中加入浓度为0.81mol/l的naoh溶液,二者的用量分别以al3+和oh-计,在50℃下反应2小时后,静置10小时,得到铝十三聚体柱撑液。

作为进一步的技术方案,所述高速搅拌的搅拌速度为1800r/min。

作为进一步的技术方案,所述硫酸溶液添加量为纳米分散胶体质量的57%。

作为进一步的技术方案,所述硫酸浓度为75%wt。

作为进一步的技术方案,所述硫酸钠添加量为纳米分散胶体质量的0.35%。

作为进一步的技术方案,所述氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾总添加量为纳米分散胶体质量的7%。

作为进一步的技术方案,所述氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾质量比为1:2:2。

实施例3

一种蓄电池电解液制备方法,将气相二氧化硅分散在去离子水中,配成气相二氧化硅水溶胶,向气相二氧化硅水溶胶中加入其质量0.15%的经过表面处理的纳米沸石粉,高速搅拌后得到纳米分散胶体,向纳米分散胶体中依次缓慢添加硫酸溶液、硫酸钠,缓慢搅拌后,再依次添加氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾,搅拌充分均匀,即得蓄电池电解液。

作为进一步的技术方案,所述气相二氧化硅水溶胶中气相二氧化硅质量分数为1.7%。

作为进一步的技术方案,所述经过表面处理的纳米沸石粉制备方法包括以下步骤:

将纳米沸石粉均匀分散到质量分数为3.5%的苯磺酸钠溶液中浸泡1小时,然后再用水洗至中性,得到活化纳米沸石粉,将活化纳米沸石粉均匀分散到去离子水中,配制成质量分数为10%的纳米沸石粉分散液,加热至80℃,保温搅拌10min,然后再向纳米沸石粉分散液中添加其质量0.5%的铝十三聚体柱撑液,以120r/min转速搅拌40min,然后经抽滤、洗涤、干燥、粉碎制得即得。

作为进一步的技术方案,所述铝十三聚体柱撑液制备方法为:向浓度为0.52mol/l的alcl3•6h2o溶液中加入浓度为0.81mol/l的naoh溶液,二者的用量分别以al3+和oh-计,在50℃下反应2小时后,静置10小时,得到铝十三聚体柱撑液。

作为进一步的技术方案,所述高速搅拌的搅拌速度为1800r/min。

作为进一步的技术方案,所述硫酸溶液添加量为纳米分散胶体质量的56%。

作为进一步的技术方案,所述硫酸浓度为72%wt。

作为进一步的技术方案,所述硫酸钠添加量为纳米分散胶体质量的0.31%。

作为进一步的技术方案,所述氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾总添加量为纳米分散胶体质量的6.5%。

作为进一步的技术方案,所述氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾质量比为1:2:2。

性能测试

实验电池采用超威电池6-dzm-12(12v、12ah),尺寸为151l×99w×97h(mm),分别采用实施例与对比例的等量电解液和原厂电解液作为对照组;

寿命循环测试

将试样电池按表1中程序在蓝电测试仪上进行循环测试;

表1

表2

对比例1:与实施例1区别仅在于复合添加剂中不添加硫酸钾、琥珀酸钾;

对比例2:与实施例1区别仅在于复合添加剂中不添加经过表面处理的纳米沸石粉;

对比例3:与实施例1区别仅在于氯化亚锡、硫酸钾、琥珀酸钾质量比替换为1:1:1;

表2可以看出,本发明制备的电解液应用到蓄电池中,能够极大的提高蓄电池的性能。

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