一种铅酸蓄电池全胶体电解质及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铅酸蓄电池全胶体电解质及其制备方法，包括硫酸37%~60%、二氧化硅1%~1.5%、硫酸钠0.6%~1.2%、稳定剂0.02%~0.8%、硫酸钾0.1%~1%和去离子水40%~60%；所述的二氧化硅为两种粒径微粒的组合，稳定剂为聚丙烯酰胺和聚丙烯酸的组合。本发明所制备的全胶体电解质蓄电池不仅使用寿命长，且低温环境也具有较长的循环充放电次数。
【专利说明】
-种铅酸蓄电池全胶体电解质及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种蓄电池电解质及其制备方法，尤其是一种铅酸蓄电池全胶体电解 质及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，在人们日常使用的摩托车电池或电动自行车的电池大多采用铅酸蓄电池作 为动力源，而国内的铅酸蓄电池均为电解液或半胶体电解质，然而电解液乃至半胶体电解 质在电池内部分布不均，蓄电量较弱，使用寿命短，无法降解，且在低溫环境下容易结冰，无 法放电，受外部环境影响较大。目前，铅酸蓄电池的电解质还无法达到全胶体，其对工艺要 求较高，在其制作过程中只能趋于半凝固状态，相对于液体电解质，虽然增加了循环放电次 数W及使用寿命，却无法在特定环境下使用，且无法降解，污染上质。
[0003] 胶体电池由于其长寿命、低失水率、低自放电率等优势，渐渐成为电池行业的一种 潮流新技术，并逐渐取代传统的液体电池技术。胶体电池的最关键技术之一就是胶体电解 质技术。一些改良技术，如本
【申请人】的在先申请CN103633379A公开了 一种铅酸蓄电池全胶 体电解质，包括硫酸37%~60%、二氧化娃1%~1.5%、硫酸钢0.6%~1.2%、丙締酷胺0.02%~0.8〇/〇、 硫酸钟0.1 %~1%和去离子水40%~60%。所制备的全胶体电解质蓄电池不仅使用寿命长，且耐 高、低溫环境使用，可降解。然而，对于如何进一步提高蓄电池的使用寿命，特别是低溫环境 下的使用寿命依然是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术的不足，为了一种使用寿命长，特别是低溫环境下使用寿命 长的铅酸蓄电池全胶体电解质。为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案： 本发明一方面设及一种铅酸蓄电池全胶体电解质，所述电解质按质量百分比计，由硫 酸37%~60%、二氧化娃1%~1.5%、硫酸钢0.6%~1.2%、稳定剂0.02%~0.8%、硫酸钟0.1%~1%和去 离子水40%~60%组成；其特征在于所述的二氧化娃由两种不同平均粒径的二氧化娃微粒组 成;稳定剂由聚丙締酷胺和聚丙締酸组成。
[0005] 在本发明的一个优选实施方式中，所述的二氧化娃由平均粒径为10-30nm和平均 粒径为80-120nm的二氧化娃微粒组成。
[0006] 在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于两种粒径的二氧化娃微粒的重量比 为1-2:1-2;优选为1:1。
[0007] 在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于所述的聚丙締酷胺和聚丙締酸的重 量比为1-2:1-2;优选为1:1。
[000引本发明另一方面还设及上述铅酸蓄电池全胶体电解质的制备方法，包括如下步 骤： 步骤1，先将硫酸和去离子水混合，待混合液溫度降低至常溫后按配方比例要求重量抽 至容器内，再按配方比例要求依次加入配方所需添加剂硫酸钢、稳定剂、硫酸钟； 步骤2，揽拌容器内液体3~5分钟，待容器内添加剂溶解后再加入二氧化娃； 步骤3,待所有添加材料完全溶入液体后，揽拌容器内液体5~7分钟至容器内的液体均 匀且没有明显的块状物体，否则要延长揽拌时间； 步骤4,把初步揽拌好的胶液抽至揽拌桶中，用转速800转的揽拌机揽拌3~5分钟； 步骤5,将揽拌好的胶液抽至储胶罐，启动储胶罐内的气动揽拌装置，使储胶罐内的胶 液一直处于气动揽拌状态，待用注胶。
[0009] 在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于:注胶过程中确保电池单孔注胶量 的一致性，注胶完成后，静止12小时W上方可充电，且需要严格控制电池溫度，若溫度超过 50°C，应立即暂停充电，待溫度降低后再继续充电，充电完成后需静止12小时后，盖阀密封。
[0010] 本发明的有益效果包括如下的一种、两种或者全部： 1. 本发明所述电解质为全胶体电解质，其分布均匀，蓄电量较高，循环放电次数较强， 使用寿命大大增强； 2. 全胶体电解质，在低溫环境下不会结冰，不受外部环境溫度影响，适用范围广，最低 可在-55°C的环境下使用，低溫条件下使用循环充放电次数较高； 3. 全胶体电解质内部结构稳定，避免热失控现象，且对极板腐蚀作用弱； 4. 可降解，且降解后对环境影响较小，更加环保。
【具体实施方式】
[0011] 若未特别说明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。 [0012]实施例1: 一种铅酸蓄电池全胶体电解质的电解质按质量百分比计，由硫酸50%、二氧化娃1.2%、 硫酸钢1%、稳定剂0.4%、硫酸钟0.5%和余量去离子水组成，所述的二氧化娃为平均粒径20nm 和IOOnm的二氧化娃粒子按照重量比1:1组成;稳定剂由重量比为1:1的聚丙締酷胺和聚丙 締酸组成。
[0013] 其制备具体步骤为： 步骤1，先将硫酸和去离子水混和，待混合液溫度降低至环境溫度后按配方比例要求重 量抽至容器内，再按配方比例要求依次加入配方所需添加剂硫酸钢、稳定剂、硫酸钟。
[0014] 步骤2,揽动容器内液体3~5分钟，待容器内添加剂溶解后再加入配方所需比例的 二氧化娃。
[0015] 步骤3,待所有添加材料完全溶入液体后，揽动容器里面的液体5-7分钟，确保容器 里面的液体均匀没有明显的块状物体，否则要延长揽动的时间，一直得到均匀液体为止，而 且每个角落都需要彻底揽动均匀。
[0016] 步骤4,把初步揽动好的胶液用防腐蚀水累抽入到揽拌桶中，然后用转速800转揽 拌机揽动3-5分钟。
[0017] 步骤5,将揽拌好的胶液抽入储胶罐，启动储胶罐内的气动揽拌阀口，使储胶罐内 的胶液一直处于气动揽拌状态待用。
[001引对比例1-5 对比例1采用20nm平均粒径的二氧化娃，其它同实施例1; 对比例2采用IOOnm平均粒径的二氧化娃，其它同实施例1; 对比例3采用聚丙締酷胺作为稳定剂，其它同实施例1; 对比例4采用聚丙締酸作为稳定剂，其它同实施例1; 对比例5:采用20nm平均粒径的二氧化娃W及采用聚丙締酷胺作为稳定剂，其它同实施 例1。
[0019] 电池性能：将3个实施例和2个比较例的胶体加入到相同的摩托车起动电池 MG51913电池中作为电解质，按照GB/T 23638-2009《摩托车起动用铅酸蓄电池》测试常溫环 境下循环耐久能力W及低溫环境下循环耐久能力(-18°C条件下充放电），其中W对比例5作 为基准，其检测结果记为100%，每个实施例和对比例重复3次，测试结果取平均值，测试结果 如下：
从检测结果来看，采用两种粒径的二氧化娃相比于采用一种粒径二氧化娃的胶体电解 质，其常溫循环耐久能力显著增强;采用聚丙締酷胺和聚丙締酸组合作为稳定剂能够显著 增强低溫循环耐久能力。
[0020] W上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可W作出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种铅酸蓄电池全胶体电解质，所述电解质按质量百分比计，由硫酸37%~60%、二氧 化硅1%~1.5%、硫酸钠0.6%~1.2%、稳定剂0.02%~0.8%、硫酸钾0.1%~1%和去离子水40%~60%组 成;其特征在于所述的二氧化硅由两种不同平均粒径的二氧化硅微粒组成;稳定剂由聚丙 烯酰胺和聚丙烯酸组成。2. 根据权利要求1所述的铅酸蓄电池全胶体电解质，其特征在于所述的二氧化硅由平 均粒径为10-30nm和平均粒径为80-120nm的二氧化硅微粒组成。3. 根据权利要求2所述的铅酸蓄电池全胶体电解质，其特征在于两种粒径的二氧化硅 微粒的重量比为1 -2:1 -2;优选为1:1。4. 根据权利要求1-3任意一项所述的铅酸蓄电池全胶体电解质，其特征在于所述的聚 丙烯酰胺和聚丙烯酸的重量比为1-2:1-2;优选为1:1。5. 根据权利要求1-4任意一项所述铅酸蓄电池全胶体电解质的制备方法，完成步骤如 下： 步骤1，先将硫酸和去离子水混合，待混合液温度降低至常温后按配方比例要求重量抽 至容器内，再按配方比例要求依次加入配方所需添加剂硫酸钠、稳定剂、硫酸钾； 步骤2，搅拌容器内液体3~5分钟，待容器内添加剂溶解后再加入二氧化硅； 步骤3,待所有添加材料完全溶入液体后，搅拌容器内液体5~7分钟至容器内的液体均 匀且没有明显的块状物体，否则要延长搅拌时间； 步骤4,把初步搅拌好的胶液抽至搅拌桶中，用转速800转的搅拌机搅拌3~5分钟； 步骤5，将搅拌好的胶液抽至储胶罐，启动储胶罐内的气动搅拌装置，使储胶罐内的胶 液一直处于气动搅拌状态，待用注胶。6. 根据权利要求5所述的一种铅酸蓄电池全胶体电解质的制备方法，其特征在于:注胶 过程中确保电池单孔注胶量的一致性，注胶完成后，静止12小时以上方可充电，且需要严格 控制电池温度，若温度超过50°C，应立即暂停充电，待温度降低后再继续充电，充电完成后 需静止12小时后，盖阀密封。
【文档编号】H01M10/10GK105977550SQ201610477958
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】林锡光
【申请人】汕头市毅和电源科技有限公司