专利名称：铅酸蓄电池电解液添加剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铅酸蓄电池电解液，尤其是涉及一种可进行快速充电的铅酸蓄电池的电解液。
在今天许多领域，特别是电动车行业的兴起，电池的快速充电问题越来越受到重视。为满足快速充电的要求，必须解决目前铅酸电池充电中存在的两大问题，一是充电过程中的电池极化严重，当以大电流进行充电时，电池极化使充电电压很快升至析气电压，这时再使用大电流，并没有提高充电效率，相反，对电池本身还有一定的损伤；二是电池的耐腐蚀能力，循环过程中，特别是以大电池进行充电的循环中，对电池极板损害极大，这样严重影响铅酸蓄电池的寿命。
为了提高蓄电池性能，常常采用在电池的正负极板中添加各种活性物质，象使用一些阴极激活物质如MnO2、CuO、NiOOH、PbO2、CFx等和使用碳粉末、金属粉末等作为阴极糊混合料的导电材料，例如，(1)日本特开昭53-10828号发明中公开了在PbO2电极上涂布碳粉末的技术；(2)日本特开昭54-61642号发明中公开了同样用碳悬浊液涂布的技术；另外(3)日本特开昭57-158955号发明中公开了在金属铅内部加入碳纤维的技术；(4)CN 1146642A公开了在电解液中加入电解氧化的碳的技术。上述发明都是应用碳素来降低电池的内阻。
铅酸蓄电池因其价格低廉，技术成熟，现在被大量地使用，虽然目前有许多新型电池开始出现，但铅酸电池在许多领域还是有着无法替代的地位。据研究发现，铅酸蓄电池在现有的使用中极板利用率大约只有30％左右，电池使用一段时间以后，极板的利用率还要低。特别是当进行连续的大电流充放电循环后，电池性能下降的很快。
本发明的目的在于开发一种高效复合型铅酸蓄电池电解液添加剂，以适应快速充电的市场需求。当将该电解液添加剂加入到电池中时，能够有效地降低电池内阻，尽量消除充电时电池的极化，从而使用大电流充电能够充入更多的电量，减少充电时间，同时通过复合成分的协同作用，降低大电流充电方式对电池的损害，延长电池的使用寿命。
本发明的目的是通过如下技术方案而实现的。一种铅酸蓄电池电解液添加剂，其特征在于其成分为碳素、多种无机盐、抗氧剂264、防老剂MN、防腐剂和蒸馏水。
其中所述的各成分为组成 配比(按重量百分比) 优选配比碳素0.2-5 0.45％硫酸钠 0.3-3 0.44％硫酸镁 0.2-2 0.33％硅酸钠 0.1-1.5 0.2％乙酸钠 0.07-0.70.11％乙酸钴 0.001-0.05 0.02％磷酸0.5-8 1％抗氧剂264 0.1-2 0.211％防老剂MN0.1-2 0.103％蒸馏水 补充至100％本发明的铅酸蓄电池电解液添加剂的制作方法分为以下几个步骤1、碳素的制作通过电化学氧化的方法使碳的表面带上负电荷，使其在充电时能够被正极板所吸附，充分发挥其效用。
原料硫酸钠、硫酸镁、硅酸钠、乙酸钠和蒸馏水、纤维碳。以上述电解质和蒸馏水配制电解液溶液，以纤维碳为阳极通以直流电，进行电解氧化，在此过程中，碳表面被电解水所产生的氧气所氧化，生成带有负离子的基团。
2、将其它定量组分与上述制作的氧化碳混合掺杂，配制出复合型电解液添加剂。
本发明与上述例子不同的是碳素微粒只是作为复合成分的一个组分，与其它组分共同发挥协同作用，使电池电解液中加入本发明的添加剂后，不仅能有效地降低内阻，还可以提高对大电流的接受能力，并延长电池的使用寿命，从而改善了电池使用性能，保护电池。
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的组成和实验效果。
图1显示实验中两组电池充电接受能力对比情况；图2显示实验中1#电池循环前后电流接受能力对比情况；图3显示实验中2#电池循环前后电流接受能力对比情况；
图4显示实验中两组电池充电接受能力比较情况；图5显示实验中两组电池放电容量的比较情况；图6显示实验结束时，未加添加剂电池电池极板的图片；图7显示实验结束时，加入本添加剂电池极板的图片。
实施例1优选碳素0.2、硫酸钠0.3、硫酸镁0.2、硅酸钠0.1、乙酸钠0.07、乙酸钴0.001、磷酸0.5、抗氧剂264 0.1、防老剂MN 0.1、其余为蒸馏水。按照上述方法可制备出本发明的铅酸蓄电池电解液添加剂。
实施例2优选碳素5、硫酸钠3、硫酸镁2、硅酸钠1.5、乙酸钠0.7、乙酸钴0.05、磷酸8、抗氧剂264 2、防老剂MN 2、其余为蒸馏水。按照上述方法可制备出本发明的铅酸蓄电池电解液添加剂。
实施例3优选碳素0.45％、Na2SO40.44％、MgSO40.33％、Na2SiO30.2％、CH3COONa 0.11％、乙酸钴0.02％、磷酸1％、抗氧剂264 0.211％、防老剂MN 0.103％、蒸馏水补充至100％。
用上述方法制备出本发明的电解液添加剂，做电池对大电流接受能力的实验。
取两节2V、2AH简易电池，(以一块正极板和一块负极板、隔板与比重为1.28的硫酸所组装成)，其中一节电池，未加任何添加剂，另一节电池添加本发明所制作的复合添加剂，经过初充电以后，每天以2.7V为限制电压进行恒压限流充电，电脑记录充电过程中的电流和电压数据，每1秒钟记录一个数据点。然后以定电阻对电池放电。变化充电电流，分别以常规和大电流充电方式对电池进行充电。分别描绘充电曲线的变化，得出恒流充电阶段的结果，比较两组电池在用不同电流充电时恒流阶段充入的电量。
通过对比试验可以证明，在充电循环初期两组电池充电接受能力差异不大，随着循环的进行，未加任何添加剂的电池大电流充电接受能力逐渐在下降，而加入本发明的电解液添加剂的电池，电池的充电接受能力，特别是大电流的充电接受能力不仅没有下降，而且对于极板性能相对不是很好的电池还有较大的提高。
图1是充电循环进行五十次以后，两组电池充电接受能力的对比情况。从图中可以很清楚地看出，添加本发明的添加剂后，电池在大电流充电接受能力上有大幅度的提高。
图2和图3分别比较两组电池在循环初期和后期充电接受能力的变化情况。
从图2和图3中可以看出，没有添加任何电解液添加剂的电池，充、放电循环一段时间之后，电池的大电流接受能力明显地降低，而添加本发明的电解液添加剂的电池，进行一段循环以后，大电流的充电接受能力不仅没有降低，对于性能不很好的电池，相应的还有一定的增加。
图4是未添加任何添加剂电池和添加本发明添加剂电池在用不同电流充电时充电接受能力的比较。从图中可以看出在小电流时二者的差异不大，随充电电流的增大，充电接受能力的优劣逐渐明显。
实施例4优选碳素0.3％、Na2SO40.38％、MgSO40.3％、Na2SiO30.2％、CH3COONa 0.11％、乙酸钴0.02％、磷酸1％、抗氧剂264 0.2％、防老剂MN 0.1％、蒸馏水补充至100％。
用上述方法制备出本发明的电解液添加剂，做电池使用寿命的实验。
取两节2V、2AH简易电池，(以一块正极板和一块负极板、隔板与比重为1.28的硫酸所组装成)，其中一节电池，未加任何添加剂，另一节电池添加本发明所制作的复合添加剂，经过初充电以后，每天以2.7V为限制电压进行过充电试验，电脑记录充电过程中的电流和电压数据，每1秒钟记录一个数据点，绘制两组电池容量变化曲线。因为过充电方式对极板的损害较大，所以缩短了实验的进程。当空白电解液电池的极板严重腐蚀，容量迅速下降时停止试验。
图5是循环过程中未加任何添加剂的电池与添加本添加剂的电池放电容量的比较，从图中可以看出在循环开始的时候，两种电池放电容量差别不大，但随着循环的进行，添加本发明添加剂的电池的放电容量总要高于未添加任何添加剂电池的放电容量，最后，当空白电解液电池的极板严重腐蚀，容量迅速下降时停止试验。
图6是试验结束时未加添本添加剂电池极板的图片。从图6中可以看出，没有添加任何添加剂的电池，循环结束时极板严重损坏，从彩色图中可以很明显看出黑色部分为活性物质呈层状剥落。
图7是加入添加本添加剂电池极板的图片。试验结束时，电池极板未出现层状剥落。
上述附图中可以很清楚地看到未添加任何添加剂的电池在本说明书实例2所述的实验条件下，极板脱落严重，活性物质成片脱落；而添加本发明的添加剂的电池在同样的实验条件下，极板未见明显的损伤。由此可以看出，本发明的电解液添加剂可以有效的保护电池的极板，延长电池的使用寿命。
权利要求
1.一种铅酸蓄电池电解液添加剂，其特征在于其成分为碳素、多种无机盐、抗氧剂264、防老剂MN、防腐剂和蒸馏水。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电解液添加剂，其特征在于其中所述的各成分为组成 配比(按重量百分比)碳素 0.2-5硫酸钠0.3-3硫酸镁0.2-2硅酸钠0.1-1.5乙酸钠0.07-0.7乙酸钴0.001-0.05磷酸 0.5-8抗氧剂264 0.1-2防老剂MN 0.1-2蒸馏水。
3.根据权利要求2所述的铅酸蓄电池电解液添加剂，其特征在于其中所述的各成分为组成 配比(按重量百分比)碳素 0.45硫酸钠0.44硫酸镁0.33硅酸钠0.2乙酸钠0.11乙酸钴0.02磷酸 1抗氧剂264 0.211防老剂MN 0.103蒸馏水补充至100。
全文摘要
本发明提供一种高效复合型铅酸蓄电池电解液添加剂,它包括:碳素、多种无机盐、抗氧剂264、防老剂MN、防腐剂和蒸馏水。该添加剂可有效降低电池内阻,提高电池对大电流的接受能力并可延长电池的使用寿命,是适用于可快速充电电池的良好添加剂。
文档编号H01M10/08GK1381919SQ0111533
公开日2002年11月27日 申请日期2001年4月20日 优先权日2001年4月20日
发明者刘淑娟 申请人:北京嘉捷恒信能源技术有限责任公司