专利名称：双胶层胶体电解质蓄电池的制作方法
技术领域：
本发明属于二次电池，更详细地说属于胶体电解质铅酸蓄电池。
目前国内外已有多种胶体电解质蓄电池。例如US4414302和US4150199号专利都提到用某种凝固剂使硫酸电解液变成固态，或利用超细的玻璃纤维等填充物吸着足够的硫酸液，而达到不溅溢的目的。GK86104708号中国专利叙述了一种由硅溶胶和硫酸配制触变性胶体电解质的方法。GG86200821和GG86209279号中国专利的硅凝胶电解质铅酸蓄电池，其凝胶电解质主要由二氧化硅和硫酸组成，并以丙三醇等作稳定剂。GK86102428号中国专利的蓄电池，其电解质由硫酸、硅酸钠、椰子核粉混合而成。
这类发明由于在放电和充电过程中，极板有可能发生轻微的弯曲变形而导致极板与填充物接触不充分，充电接收能力不好。现有的凝胶式电池只填装一层凝胶电解质，在使用一段时间后，往往会出现干涸而导致龟裂的现象，所以内阻明显增大，容量明显降低。
为了克服上述现有技术的缺点，本发明设计了双胶层胶体电解质蓄电池。
按本发明，在蓄电池的箱体中分层填装两种不同的胶体电解质。浸没电极板的底层是一种浅灰色的半透明凝胶，它有丰富的含酸能力，但是结构紧密，并有足够的强度，以保证胶体与极板间完美充分地接触。保证良好的导电性，在极板的顶部为一种乳白色的结构疏松的凝胶，其孔隙率极大，可以把电池充电过程中放出的酸液全部吸收，并储存在其孔隙中，以保证在任何情况下，电池中都不会有液体流淌。另外，这表层凝胶可有效地让气体流通，并保持底部緻密凝胶的湿润性，防止了龟裂，保证了电池的正常容量。这样便基本上克服了现有硅胶蓄电池中由于极板弯曲变形而降低了充电性能的弊病，同时也基本上克服了凝胶式电池中容易发生龟裂的毛病。本发明的铅酸蓄电池其底层凝胶由8.0－10％(重量百分数，下同)的硅酸钠，6.0－8.5％的二氧化硅，1－2％的磷酸，0.05－0.15％的聚乙烯磺酸钠和稀硫酸所组成。顶层凝胶由15－22％的硅酸钠，3.0－6.0％的SiO2，1－2％的磷酸和稀硫酸所组成。
凝胶中有少量磷酸能保证极板上电活性物质反应的可逆性，可延长电池的寿命。加入微量的聚乙烯磺酸钠，可以提高极板的活性，保证容量。
本发明的蓄电池结构如附图
所示。其中1为电池壳，2为负极板，3为正极板，4为隔板，5为底层凝胶，6为顶层凝胶，7为正极接线柱，8为负极接线柱，9为注液孔。
实施例取一只普通6－Q－60汽车用铅酸蓄电池容器(容量标准为60Ah)。注入比重为1.30的硫酸溶液至规定高度，浸泡3－4小时。按以下配比制备第一种胶体电解质稀料将硅酸钠9.2份(重量，下同)和0.1－1μm粒径的SiO2粉7.5份，放在烧杯中混合均匀，加入蒸馏水8.0份，充分搅拌呈均匀的悬浊液，再加入比重为1.40的硫酸溶液18份，采用实验室电动搅拌机(转数为1000rpm)剧烈搅拌，至浆料呈灰白色。然后适当减慢搅拌速度(100rpm左右)，缓慢注入比重为1.30的硫酸56.3份，85％的工业磷酸1.0份，聚乙烯磺酸钠0.1份。剧烈搅拌(1000rpm)，使其混合均匀。将浸泡电池中的酸液倒出后，注入上述配制的稀料至极板的上部边沿。放置40分钟，胶体电解质便会固化成底层凝胶。然后按下述配方制备第二种胶体电解质将20份硅酸钠、5份SiO2，25份比重为1.30的硫酸，搅拌成乳白色的稀浆。注入电池使其均匀复盖底层凝胶，厚度达1cm左右。1－2小时后变为结构疏松的乳白色固体凝胶层，即顶层凝胶层。这就制出了本发明的双胶层胶体电解质蓄电池。
本发明的胶体电解质能在很宽的温度范围内(－40℃－50℃)和湿度条件下维持其固体状态，并饱含足够量的硫酸溶液，以致使正负极板可以正常充放电，容量达到填装硫酸液体电解质时定额值的90％以上。经大电流放电及实车启动试验证明，本发明的铅酸蓄电池启动能力完全达到或优于原硫酸蓄电池的能力指标。寿命提高了1－2倍，其它各项电性能指标均达到或优于GB5008.1－85中的规定。实车试用效果良好。
权利要求1.一种硅凝胶电解质铅酸蓄电池，其特征在于其凝胶电解质具有两层结构即分为底层和顶层。
2.如权利要求1所述的铅酸蓄电池，其特征在于所说的底层凝胶是由8.0－10％的硅酸钠，6.0－8.5％的二氧化硅，1－2％的磷酸，0.05－0.15％的聚乙烯磺酸钠和稀硫酸所组成；顶层凝胶由15－22％的硅酸钠，3.0－6.0％的SiO2，1－2％的磷酸和稀硫酸所组成。
专利摘要本实用新型为具有双层结构的胶体电解质蓄电池。底层凝胶由8.0—10％的硅酸钠，6.0—8.5％的二氧化硅，1—2％的磷酸，0.05—0.15％的聚乙烯磺酸钠和稀硫酸所组成。顶层凝胶由15—22％的硅酸钠，3.0—6.0％的SiO本实用新型的优点是容量大，起动能力好，寿命提高了1—2倍，并防止了胶体电解质容易干涸龟裂的现象。
文档编号H01M10/10GK2045148SQ8821956
公开日1989年9月27日 申请日期1988年5月4日 优先权日1988年5月4日
发明者钱倚剑, 崔清晨 申请人:钱倚剑, 崔清晨