专利名称：阀控式全密封胶体电解质铅酸蓄电池的制作方法
技术领域：
本发明属于化学电源领域，具体来说，是一种阀控式全密封胶体电解质铅酸蓄电池。
背景技术：
目前，阀控式全密封铅酸蓄电池被广泛地应用在通讯、汽车、UPS电源，电力助力车等许多领域，但是，从目前的技术水平来看，液体阀控式全密封铅酸蓄电池存在着一定的缺陷，诸如与开口式相比，电池使用寿命较短。在电池爬酸、漏液及出气量等方面虽比开口式好了许多，但由于电解质仍为液态，所以仍不同程度的存在着这些问题。为了克服电池存在的这些缺点，许多研究者提出了胶体蓄电池的概念，即电池中的电解质不使用液态的硫酸，而使用含有几乎相同数量硫酸的凝胶式固态的电解质。
要使用凝胶式电解质，就需要解决一系列的问题，如在数年的使用期间，在一定的电场强度下胶体如何保持稳定而不“解离”；胶与正、负极板间均匀且紧密结合的问题；胶本身的离子导电性即电池的内电阻等一系列问题。为此，许多研究者发表了一系列的文献和专利。
专利CN 1065557发明了用A剂与B剂组成的胶体电解质。其中A剂含硅溶液，去离子水，净化剂；B剂则含有纯硫酸和去离子水和净化剂，专利中列举了许多种类的净化剂。发明者表明，利用这种胶体电解质灌注的蓄电池自放电小，能量转化率高，在50℃下仍可大电流放电。
专利CN 1036479使用纯度为5～15兆欧的高纯水对工业硅酸钠以10～12∶1的重量比进行溶解稀释后经阳、阴离子交换树脂处理，加入适量的分析纯Na2SiO3·9H2O作为稳定剂，使pH值达到12～14后浓缩，得到比重为1.075～1.099、含SiO2重量比为11.7～15％、Na2O重量比为0.26～0.35％，pH值为12～14的硅凝胶剂，用该胶制做的蓄电池能符合国家标准。
还有其他许多这方面的报导，但综合来看这些报导在某些方面存在一些不够理想之处，<1>很多报导没有提及电池的寿命问题，即使提到寿命问题，也是使用了“寿命长、容量高”等语句。寿命长到什么程度、容量高到什么程度、对比点又是什么 即使实施实例中也查不出具体的对比数据来；<2>在这些报导的实施实例中，大都是用发明者所发明的电解质做成蓄电池后，放电容量达到或超过了国家标准，电池性能良好。但究竟是胶体电解质做得好，还是电池的极片做得好，或者是电池制做过程中其他工艺好，而使得整个电池的性能变好了呢。几乎所有的报导中均未涉及这个问题；<3>一般来说，胶体电解质的导电性能比液体电解质要差，特别是低温下，差的就更为明显。而电池的使用环境，很多情况是在低温下使用，所以衡量胶体电解质好坏的一个重要指标应该是低温性能如何，但很多报道未涉及这方面的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种阀控式全密封胶体电解质铅酸蓄电池。该电池具有使用寿命长、制造成本低廉特点。
本发明是通过下述技术方案实现的阀控式全密封胶体电解质铅酸蓄电池，包括壳体，装在壳体内的以正、负极板组合而成的极板群，其上焊接汇流排，在正、负极板群之间夹有隔板组成单格，汇流排的引出头从电池盖正、负端子孔引出，电池盖上设有安全阀构成。其特征在于电池壳体内灌注的胶体电解质的成分及重量百分比为密度为1.28～1.40的含量30～60％硫酸水溶液；二氧化硅6～22％；硅酸钠10～38％；无水硫酸钠1.5～3％；硫酸钴0.07～6％；丙三醇1.5～3％；平平加0.5～1.5％；对羟基二苯聚氧乙烯(PPPG)0.05～0.5％；本发明的优点在于，壳体内灌注胶体电解质能够完全充满，电解质与极板结合牢固且不“龟裂”，不干涸，因此本发明的铅酸蓄电池与同类型、同型号、同工艺制作的液体电解质的电池相比，虽然它的放电容量和低温放电容量均下降3％，但是电池使用寿命却增加一倍。
具体实施例方式
实施实例1实验组胶体电解质电池12V-10Ah；对照组液体电解质电池12V-10Ah；两组电池均用同样生产工艺、同一批次产出的极片组装而成，且每片极片均过称，重量差在1g以内，其他工艺均相同。实验组所用电解质为本发明的胶体电解质，它的配制将15％的二氧化硅加入密度为1.38含量为40％的硫酸水溶液中，再加入22％的硅酸钠和1.5％的无水硫酸钠，同时加入0.5％的硫酸钴，搅拌均匀后再加入2％的丙三醇，搅拌后加入1％的平平加和0.2％PPPG.，充分搅拌后真空注入电池内；对比组的电解质是密度为1.34的硫酸水溶液。两组电池充放电制度按电动自行车的行业标准进行，实验结果如下电池容量实验组，第50次循环时放电132分钟；对照组，第50次循环时放电135分钟；胶体电池比液体电池容量下降2.2％。
电池循环寿命实验组循环次数896次；对照组循环次数412次；胶体电池比液体电池使用寿命延长一倍以上。
低温放电容量将充好的电池置于低温箱内，维持-30℃24小时，再以行业标准5A放电，结果如下 实验组放电93分钟；对照组放电95分钟；在-30℃下胶体电池放电容量比液体电池下降2.1％。
实施实例2实验组胶体电解质电池12V-10Ah；对照组液体电解质电池12V-10Ah；本实施例所采用极片为国内某厂家生产、性能不太好的极片。取同一批次生产的极片称重后组装成电池。然后向实验组注入同实例1配方相同的胶体电解质；对照组灌注密度为1.34的硫酸水溶液，两组电池充放电制度按我国电动自行车的行业标准进行，实验结果如下电池容量实验组第50次循环放电121分钟；对照组第50次循环放电124分钟；胶体电池比液体电池容量下降2.8％；电池循环寿命实验组循环次数为752次；对照组循环次数为381次；胶体电池比液体电池使用寿命延长一倍。
低温电池容量将充好电的电池置于低温箱内，维持-30℃24小时，再以行业标准5A放电。结果为实验组放电80分钟；对照组放电83分钟；胶体电池放电容量比液体电池下降3.1％由此不难看出，本发明胶体铅酸蓄电池在低温状态下的放电容量与液体电池相近，而使用寿命却延长了一倍以上。
实施实例3实验组胶体电解质电池12V-10Ah；对照组液体电解质电池12V-10Ah本实施例所采用电解质的配制将12％的气相二氧化硅加入密度为1.35的含量40％硫酸水溶液中，再加入18％的硅酸钠和1.0％无水硫酸钠，同时加入0.5％的硫酸钴，在60～80.℃下充分搅拌后真空注入电池内。对比组的电解质是密度为1.34的硫酸水溶液。两组电池充放电制度按电动自行车的行业标准进行，实验结果如下电池容量实验组第50次循环放电127分钟；对照组第50次循环放电135分钟；胶体电池比液体电池容量下降5.0％电池循环寿命实验组循环次数520次；对照组循环次数408次；胶体电池使用寿命是液体电池使用寿命1.3倍。
权利要求
1.一种阀控式全密封胶体铅酸蓄电池，该电池包括壳体，装在壳体内的以正、负极板组合而成的极板群，其上焊接汇流排，在正、负极板群之间夹有隔板组成单格，汇流排的引出头从电池盖正、负端子孔引出，电池盖上设有安全阀构成，其特征在于电池壳体内灌注的胶体电解质的成分及重量百分比为密度为1.28～1.40的含量30～60％硫酸水溶液二氧化硅6～22％；硅酸钠10～38％；无水硫酸钠1.5～3％；硫酸钴0.07～6％；丙三醇1.5～3％；平平加0.5～1.5％；对羟基二苯聚氧乙烯0.05～0.5％。
全文摘要
本发明公开了一种阀控式全密封胶体电解质铅酸蓄电池，属于化学电源技术。该电池包括壳体，壳体内的以正、负极板组合而成的极板群，其上焊接汇流排，在正、负极板群之间夹有隔板组成单格，汇流排的引出头从电池盖正、负端子孔引出，盖上设有安全阀构成。其特征在于壳体内的胶体电解质的成分为密度为1.28～1.40的含量30～60％硫酸水溶液；二氧化硅6～22％；硅酸钠10～38％；无水硫酸钠1.5～3％；硫酸钴0.07～6％；丙三醇1.5～3％；平平加0.5～1.5％；对羟基二苯聚氧乙烯0.05～0.5％；本发明的优点在于，壳体内的胶体电解质与极板结合牢固且不“龟裂”，不干涸，与同类型、同型号、同工艺制作的液体电解质的电池相比，虽然它的放电容量和低温放电容量均下降3％，但是电池使用寿命却能增加一倍。
文档编号H01M10/08GK1571208SQ20041001917
公开日2005年1月26日 申请日期2004年5月8日 优先权日2004年5月8日
发明者禹定文, 王嘉棨, 郭金成 申请人:安阳成翔电器有限公司