专利名称：一种用于铅酸蓄电池的固态化电解质的制作方法
技术领域：
本发明属于铅酸蓄电池领域，具体涉及一种用于铅酸蓄电池的固态化电解质。
背景技术：
铅酸蓄电池是指电极由铅及其氧化物制成，电解液为硫酸溶液的一种蓄电池。铅酸蓄电池已有200多年的历史，是一种应用广泛的动力电源，自其被发明后，因其价格低廉、原材料易于获得，性能可靠稳定，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点，在化学电源中一直占有绝对优势。 普通铅酸蓄电池存在易漏液、易失水、深度放电性能差的缺点和不足，为解决这些技术问题，人们提出了胶体电解质概念，以降低电解质的流动性，但胶体电解质存在离子扩散性和易出现水化分层现象，因此会出现明显界面，使电池失效。
发明内容
本发明旨在提供一种用于铅酸蓄电池的固态化电解质，以解决现有蓄电池易漏液、易失水、深度放电性能差的问题。本发明实现上述目的所采用如下技术方案
一种用于铅酸蓄电池的固态化电解质，该固态化电解质由硫酸和具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物组成，所述固态化电解质中硫酸的质量含量为35% 65%，硫酸通过毛细作用被吸附在具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的孔道内。进一步，所述具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物是采用如下方法得到将二氧化硅粉、三氧化二铝粉和四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物加入到邻苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液中，加热至30 60°C，搅拌成浆状物，再将浆状物成膜，所得膜再用醇洗，即得到具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物。进一步，所述二氧化硅粉和三氧化二铝粉两者的总质量与四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的质量之比为I :(1 2)。进一步，所述邻苯二甲酸二丁酯的用量为所述四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物质量的10% 60%。进一步，所述二氧化硅粉的颗粒直径为5 10nm。进一步，所述三氧化二铝粉的颗粒直径为5 10nm。进一步，所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇或丁醇。上述固态化电解质在铅酸蓄电池中的应用。有益效果本发明用二氧化硅和三氧化二铝改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物，制得具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物，利用微孔的毛细作用，将硫酸固定在微孔孔道内，得到固态化的电解质，解决了普通铅酸蓄电池易漏液、易失水的问题，也不会出现胶体电解质分层的现象，采用本发明的固态化电解质的铅酸蓄电池循环充放电200次后，电压平台仍保持在11. 5V，放电容量保持在85%以上。
图I为使用本发明固态化电解质的铅酸蓄电池200次循环后的放电曲线图。
具体实施例方式以下结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。本发明实施例中，二氧化硅的颗粒直径为5 10nm，三氧化二铝的颗粒直径为5 IOnm0四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物是一种有着优异的高机械强度韧性、化学惰性、耐高温、耐氧化、极佳的耐侯性和突出的电性能等多种特性的材料，在《浙江化工》2007年第38卷第4期第17-19页“四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物产品性能及其应用”一文对该产品的性能有详细介绍。本发明以邻苯二甲酸二丁酯作为四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物膜的成孔剂。I
将IOg 二氧化硅粉、IOg三氧化二铝粉、35g四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、150g邻苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液(质量浓度为7%)，加入到有搅拌器的容器中，加热到50°C，搅拌混合成均匀的浆状物。所得浆状物用涂布机涂布成薄膜，薄膜再用甲醇洗涤，除去膜内的邻苯二甲酸二丁酯和丙酮，得到具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物膜。再将所得的膜浸入硫酸中，吸附饱和后取出，凉干，即得固态化的电解质，每IOOg膜可吸附IOOg的硫酸。实施例2
将15g 二氧化硅粉、5g三氧化二铝粉、40g四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、500g邻苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液(质量浓度为O. 8%)，加入到有搅拌器的容器中，加热到50°C，搅拌混合成均匀的浆状物。所得浆状物用涂布机涂布成薄膜，薄膜再用甲醇洗涤，除去膜内的邻苯二甲酸二丁酯和丙酮，得到具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物膜。再将所得的膜浸入硫酸中，吸附饱和后取出，凉干，即得固态化的电解质，每IOOg膜可吸附54g的硫酸。实施例3
将5g 二氧化硅粉、25g三氧化二铝粉、30g四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、IOOOg邻苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液(质量浓度为I. 8%)，加入到有搅拌器的容器中，加热到50°C，搅拌混合成均匀的浆状物。所得浆状物用涂布机涂布成薄膜，薄膜再用甲醇洗涤，除去膜内的邻苯二甲酸二丁酯和丙酮，得到具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物膜。再将所得的膜浸入硫酸中，吸附饱和后取出，凉干，即得固态化的电解质，每IOOg膜可吸附185g的硫酸。将制得的固态化电解质与二氧化铅正极、海绵状铅负极组成40Ah的铅酸蓄电池
(二氧化铅正极/固态化电解质/海绵状负极/固态化电解质/海绵状负极/....../固态 化电解质/ 二氧化铅正极)。蓄电池深度放电95%后，充电4小时，再深度放电95%，再充电4小时，如此循环200次后，蓄电池的放电曲线如图I所示，电池的电压平台仍保持在11. 5V，放电容量保持在85%以上。
权利要求
1.一种用于铅酸蓄电池的固态化电解质，该固态化电解质由硫酸和具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物组成，所述固态化电解质中硫酸的质量含量为35% 65%，硫酸通过毛细作用被吸附在具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的孔道内。
2.根据权利要求I所述用于铅酸蓄电池的固态化电解质，其特征在于，所述具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物是采用如下方法得到将二氧化硅粉、三氧化二铝粉和四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物加入到邻苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液中，加热至30 60°C，搅拌成浆状物，再将浆状物成膜，所得膜再用醇洗，即得到具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物。
3.根据权利要求2所述用于铅酸蓄电池的固态化电解质，其特征在于所述二氧化硅粉和三氧化二铝粉两者的总质量与四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的质量之比为I :(1 2)。
4.根据权利要求2所述用于铅酸蓄电池的固态化电解质，其特征在于所述邻苯二甲酸二丁酯的用量为所述四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物质量的10% 60%。
5.根据权利要求2所述用于铅酸蓄电池的固态化电解质，其特征在于所述二氧化硅粉的颗粒直径为5 10nm。
6.根据权利要求2所述用于铅酸蓄电池的固态化电解质，其特征在于所述三氧化二铝粉的颗粒直径为5 10nm。
7.根据权利要求2所述用于铅酸蓄电池的固态化电解质，其特征在于所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇或丁醇。
8.权利要求I至7任一意项所述用于铅酸蓄电池的固态化电解质的应用，其特征在于在铅酸蓄电池中的应用。
全文摘要
本发明公开一种用于铅酸蓄电池的固态化电解质，该固态化电解质由硫酸和具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物组成，所述固态化电解质中硫酸的质量含量为35%～65%，硫酸通过毛细作用被吸附在具有微孔结构的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的孔道内。该固态化的电解质，解决了普通铅酸蓄电池易漏液、易失水的问题，也不会出现胶体电解质分层的现象，采用本发明的固态化电解质的铅酸蓄电池循环充放电200次后，电压和放电容量仍很好。
文档编号H01M10/10GK102646853SQ20121013772
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者何平, 孙礼安, 熊明成, 王洪 申请人:四川久远环通电源有限责任公司