一种铅酸蓄电池及用于填充铅酸蓄电池的硅凝胶的制作方法

本发明涉及电池领域，具体涉及一种铅酸蓄电池及用于填充铅酸蓄电池的硅凝胶。
背景技术：
：铅酸蓄电池是电解液为硫酸溶液的一种蓄电池。但是，铅酸蓄电池中界于正负极之间的隔板的重量和体积有限，其对电解液的吸附能力较小，这使得铅酸蓄电池中电解液容量小，充放电时温升大，产生热失控问题(电池发热损坏)，致使电池早期容量衰减快而过早失效。不仅如此，在铅酸蓄电池搁置期间，受自然沉降作用的影响，电池顶部要比底部的硫酸密度低，常使蓄电池内电解液发生分层现象。技术实现要素：为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例期望提供一种铅酸蓄电池及用于填充铅酸蓄电池的硅凝胶。本发明实施例提供了一种铅酸蓄电池，所述铅酸蓄电池内部包括硅凝胶构成的三维网状结构，用于将电解液包藏在所述三维网状结构的空隙中。上述方案中，所述三维网状结构为蜂窝状结构。上述方案中，所述铅酸蓄电池还包括隔板，所述三维网状结构均匀分布于隔板内部。上述方案中，所述隔板为吸附式玻璃纤维AGM隔板或聚乙烯PE隔板或聚丙烯PP隔板。上述方案中，所述硅溶胶是由气相SiO2：H2SO4：H2O按照(2～10)：(100～150)：(10～50)的比例配制而成。上述方案中，所述电解液由硫酸、硫酸钠及水构成；所述硫酸在电解液中的占比为20％～40％，所述硫酸钠在电解液中的占比为1％～20％，所述水在电解液中的占比为79％～40％。本发明实施例提供了一种用于填充铅酸蓄电池的硅凝胶，所述硅凝胶由气相SiO2：H2SO4：H2O按照(2～10)：(100～150)：(10～50)的比例配制而成。与现有技术相比，本发明实施例至少具备以下优点：根据本发明实施例所实现的铅酸蓄电池，所述铅酸蓄电池内部包括硅凝胶构成的三维网状结构，用于将电解液包藏在所述三维网状结构的空隙中。一方面，三维网状结构硅凝胶的存在，使得铅酸蓄电池中电解液的填充量较普通蓄电池可以提升5％-8％，这使得铅酸蓄电池热熔大，充放电时温升小，能避免一般蓄电池易产生的热失控现象。另一方面，三维网状结构所提供的更高的装配压力，可以保障电池更高的容量。另外，三维网状结构的支撑作用，可有效锁住电池活性物质结构不发生变化，使得填充于其中的电解液不会发生分层现象，从而延缓电池容量衰减。附图说明图1为本申请的铅酸蓄电池内部局部结构示意图；图2为本申请的铅酸蓄电池内部的正面结构示意图；图3为本申请的铅酸蓄电池内部的侧面结构示意图；图4为本申请的150Ah铅酸蓄电池3hr循环曲线图5为普通150Ah的AGM型铅酸蓄电池3hr循环曲线。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。实施例一本发明提供了一种铅酸蓄电池的电池，所述铅酸蓄电池内部包括硅凝胶构成的三维网状结构，用于将电解液包藏在所述三维网状结构的空隙中。所述电池内部局部结构示意图如图1所示。实际实现中，所述三维网状结构可以为蜂窝状结构。结合图2和图3，其中，图2为所述铅酸蓄电池内部的正面结构示意图，图3为所述铅酸蓄电池内部的侧面结构示意图，如图2和图3所示，所述铅酸蓄电池包括三维网状结构201，还包括隔板以及正极板204、负极板(202和203)。所述三维网状结构201位于负极板(202或203)与正极板204之间；更具体的，所述三维网状结201均匀分布于负极板(202或203)与正极板204之间的隔板内部。需要说明的是，图2和图3仅为示意，未标明隔板的位置，但本领域技术人员可以理解的是，隔板通常位于负极板与正极板之间，用于将电解液吸附于其内部，而本发明中，隔板不仅将电解液吸附于其内部，还将三维网状结构包覆于其中并均匀分布；另外，在图2和图3中，正负极板个数、形状等仅为示意，不用于限定。具体的，所述隔板为吸附式玻璃纤维AGM隔板或聚乙烯PE隔板或聚丙烯PP隔板。具体的，所述硅溶胶是由气相SiO2：H2SO4：H2O按照(2～10)：(100～150)：(10～50)的比例配制而成。具体的，在所述硅凝胶中，SiO32-酸根形成以Si为节点的线性长分子链，交织成网络的胶体骨架包容了硫酸水溶液，从而形成乳白色凝胶。在本发明的一种可选实施例中，所述电解液由硫酸、硫酸钠及水构成；所述硫酸在电解液中的占比为20％～40％，所述硫酸钠在电解液中的占比为1％～20％，所述水在电解液中的占比为79％～40％。按照上述方案，三维网状结构硅凝胶的存在，使得铅酸蓄电池中电解液的填充量较普通蓄电池可以提升5％-8％，这使得铅酸蓄电池热熔大，充放电时温升小，能避免一般蓄电池易产生的热失控现象。另一方面，三维网状结构所提供的更高的装配压力，可以保障电池更高的容量。另外，由于三维网状结构的支撑作用，可有效锁住电池活性物质结构不发生变化，使得填充于其中的电解液不会发生分层现象，从而延缓电池容量衰减。以150Ah铅酸蓄电池为例，铅酸蓄电池生成过程中，在抽酸结束后向内部添加硅凝胶，加胶量为0.1-3mL/Ah，加胶完成后继续充电。按照上述方式生成的150An铅酸蓄电池经测试，其质量指标达到或超过国家规定标准，有关数据见下表1：检测项目判断标准实际测量3Hr放电T≥3hT＝3h48min低温容量C≥0.7C3C＝0.85C3快速充电能力C≥0.8C3C＝1.094C3峰值功率Pmax≥5*U*C3(6000W)Pmax＝7337.25W安全性无漏液，外观正常无漏液，外观正常表1AGM型电池是发明较早、使用较广泛的铅酸蓄电池。它是一种采用玻璃纤维隔板(AGM)的阀控式密封铅蓄电池(也称作VRLA蓄电池)。下面以AGM型铅酸蓄电池与本发明实施例所生产的铅酸蓄电池进行对比来对本发明的优点进行说明。按照本发明实施例所生产的150Ah铅酸蓄电池3hr循环曲线如图4所示，而普通150Ah的AGM型铅酸蓄电池3hr循环曲线如图5所示，图4及图5中位于上方的曲线为放电容量曲线，位于下方的曲线为充电末期电流曲线，通过对比可见，相同条件下，按照本发明实施例所生产的150Ah铅酸蓄电池的放电容量高于普通150Ah的AGM型铅酸蓄电池；而且按照本发明实施例所生产的150Ah铅酸蓄电池的充电末期电流始终稳定在一个较小的数值范围内，在进行了500次循环充电之后，充电末期电流仍稳定在额定范围内；而普通150Ah的AGM型铅酸蓄电池在循环充电280次之后，充电末期电流上升严重，直至335次循环充电之后，由于电池温升过大，出现热失控现象，导致电池因发热损坏。按照本发明实施例所生产的150Ah铅酸蓄电池与普通150Ah的AGM型铅酸蓄电池内部在不同静置时间的不同位置电解液密度对比如表2所示；表2通过表2的对比可发现，在静置一个月、三个月至四个月时，本发明所提供的150Ah铅酸蓄电池上中下三层电解液含量仅发生微小变化；而普通150Ah的AGM型铅酸蓄电池在静置三个月乃至六个月之后，已经发生了较明显的分层现象。实施例二本发明实施例二提供了一种用于填充铅酸蓄电池的硅凝胶，所述硅凝胶用于在铅酸蓄电池内部形成三维网状结构，以使电解液保藏于所述三维网状结构的空隙中，所述硅凝胶的组分为气相二氧化硅SiO2、硫酸H2SO4及水H2O，其中，气相SiO2：H2SO4：H2O按照(2～10)：(100～150)：(10～50)的比例配制而成。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3