一种铅钙内化成胶体电解液及其制备方法与流程

文档序号:14480615研发日期:2017年阅读:195来源:国知局
技术简介:
本专利针对铅钙内化成电池初期容量衰减快、寿命短的问题,提出一种新型胶体电解液配方及制备工艺。通过添加偏钒酸铵、硝酸铁等复合添加剂,并采用梯度升温搅拌工艺,有效提升电解液均匀性、触变性和稳定性,显著延长电池深循环寿命。实验表明,该电解液可使铅钙电池循环50次后容量保持率提升25%以上。
关键词:铅钙电池,胶体电解液
本发明涉及一种电解液,具体是一种铅钙内化成胶体电解液及其制备方法。
背景技术
:自2013年底国家取消生产铅锑镉铅酸蓄电池以来,大多数铅酸蓄电池生产厂家由铅锑镉外化成向铅钙内化成电池转变,来顺应国家政策的要求。虽然铅钙电池克服了铅锑镉电池存在的板栅腐蚀快的问题,但同时也存在着初期(前50个循环)容量衰减快,寿命短,活性物质容易软化脱落的缺点,尤其是电池深放电,促使电池使用寿命急剧下降。电解液的均匀性和胶体的触变性、稳定性对电池的一致性、和循环寿命等有着至关重要的作用。而纯粹的采用普通的机械搅拌方法配制的胶体电解液,容易出现各组分溶解不充分导致电解液不均匀,原材料的浪费,胶体稳定性不好,易出现分层的现象,使用这样的电解液制作的电池一致性较难控制,各组分难以完全发挥其在电池中的作用。因此,本发明提供一种铅钙内化成胶体电解液及其制备方法。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种铅钙内化成胶体电解液及其制备方法,以解决上述
背景技术
中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种铅钙内化成胶体电解液,包括以下重量百分数的原料:偏钒酸铵2-5%、硝酸铁3-7%、硝酸铒1-5%、硼砂1-4%、醋酸钠2-4%、四硼酸锂0.5-1%、盐酸10-25%、柠檬酸钠3-6%、钛白粉1-4%、平平加1-3%、硫酸亚锡0.1-1%、环烷酸钠1-3%,余量的水。作为本发明进一步的方案:包括以下重量百分数的原料:偏钒酸铵3%、硝酸铁5%、硝酸铒2%、硼砂2%、醋酸钠3%、四硼酸锂0.56%、盐酸18%、柠檬酸钠4%、钛白粉2%、平平加1.3%、硫酸亚锡0.3%、环烷酸钠2%,余量的水。作为本发明进一步的方案:包括以下重量百分数的原料:偏钒酸铵4%、硝酸铁4%、硝酸铒3%、硼砂3%、醋酸钠2.6%、四硼酸锂0.7%、盐酸22%、柠檬酸钠5%、钛白粉3%、平平加2%、硫酸亚锡0.5%、环烷酸钠2.2%,余量的水。一种铅钙内化成胶体电解液的制备方法,包括以下步骤:(1)将偏钒酸铵、硫酸亚锡、醋酸钠、硝酸铁和硝酸铒加入70-80℃的水中,搅拌混合分散均匀,然后向其中加入硼砂和柠檬酸钠,在转速为800-1000r/mim的情况下搅拌10-20min得到混合液;(2)将上步所得物加入反应器中,升温至80-85℃,然后滴加平平加,搅拌反应30min后,继续滴加盐酸,滴加完毕后保温1-2h,冷却至室温;(3)然后向上步所得物中加入四硼酸锂、钛白粉和环烷酸钠,搅拌混合1-2h,即得。作为本发明进一步的方案:步骤(1)将偏钒酸铵、硫酸亚锡、醋酸钠、硝酸铁和硝酸铒加入75℃的水中,搅拌混合分散均匀,然后向其中加入硼砂和柠檬酸钠,在转速为900r/mim的情况下搅拌18min得到混合液。作为本发明进一步的方案:步骤(2)将上步所得物加入反应器中,升温至82℃,然后滴加平平加,搅拌反应30min后,继续滴加盐酸,滴加完毕后保温1.6h,冷却至室温。作为本发明进一步的方案:步骤(2)平平加滴加时间为10min,盐酸滴加时间为20min。作为本发明进一步的方案:步骤(3)然后向上步所得物中加入四硼酸锂、钛白粉和环烷酸钠,搅拌混合1.6h,即得。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的铅钙内化成胶体电解液可有效提高电池循环性能,铅钙内化成电池的初期容量衰减慢,寿命长;本发明的铅钙内化成胶体电解液稳定性好,制备方法简单,易操作,有利于工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种铅钙内化成胶体电解液,包括以下重量百分数的原料:偏钒酸铵2%、硝酸铁3%、硝酸铒1%、硼砂1%、醋酸钠2%、四硼酸锂0.5%、盐酸10%、柠檬酸钠3%、钛白粉1%、平平加1%、硫酸亚锡0.1%、环烷酸钠1%,余量的水。一种铅钙内化成胶体电解液的制备方法,包括以下步骤:(1)将偏钒酸铵、硫酸亚锡、醋酸钠、硝酸铁和硝酸铒加入70℃的水中,搅拌混合分散均匀,然后向其中加入硼砂和柠檬酸钠,在转速为800r/mim的情况下搅拌10min得到混合液;(2)将上步所得物加入反应器中,升温至80℃,然后滴加平平加,平平加滴加时间为10min,搅拌反应30min后,继续滴加盐酸,盐酸滴加时间为20min,滴加完毕后保温1h,冷却至室温;(3)然后向上步所得物中加入四硼酸锂、钛白粉和环烷酸钠,搅拌混合1.6h,即得。实施例2一种铅钙内化成胶体电解液,包括以下重量百分数的原料:偏钒酸铵5%、硝酸铁7%、硝酸铒5%、硼砂4%、醋酸钠4%、四硼酸锂1%、盐酸25%、柠檬酸钠6%、钛白粉4%、平平加3%、硫酸亚锡1%、环烷酸钠3%,余量的水。一种铅钙内化成胶体电解液的制备方法,包括以下步骤:(1)将偏钒酸铵、硫酸亚锡、醋酸钠、硝酸铁和硝酸铒加入80℃的水中,搅拌混合分散均匀,然后向其中加入硼砂和柠檬酸钠,在转速为1000r/mim的情况下搅拌20min得到混合液;(2)将上步所得物加入反应器中,升温至85℃,然后滴加平平加,平平加滴加时间为10min,搅拌反应30min后,继续滴加盐酸,盐酸滴加时间为20min,滴加完毕后保温2h,冷却至室温;(3)然后向上步所得物中加入四硼酸锂、钛白粉和环烷酸钠,搅拌混合2h,即得。实施例3一种铅钙内化成胶体电解液,包括以下重量百分数的原料:偏钒酸铵3%、硝酸铁5%、硝酸铒2%、硼砂2%、醋酸钠3%、四硼酸锂0.56%、盐酸18%、柠檬酸钠4%、钛白粉2%、平平加1.3%、硫酸亚锡0.3%、环烷酸钠2%,余量的水。一种铅钙内化成胶体电解液的制备方法,包括以下步骤:(1)将偏钒酸铵、硫酸亚锡、醋酸钠、硝酸铁和硝酸铒加入75℃的水中,搅拌混合分散均匀,然后向其中加入硼砂和柠檬酸钠,在转速为900r/mim的情况下搅拌18min得到混合液;(2)将上步所得物加入反应器中,升温至82℃,然后滴加平平加,平平加滴加时间为10min,搅拌反应30min后,继续滴加盐酸,盐酸滴加时间为20min,滴加完毕后保温1.6h,冷却至室温;(3)然后向上步所得物中加入四硼酸锂、钛白粉和环烷酸钠,搅拌混合1.6h,即得。实施例4一种铅钙内化成胶体电解液,包括以下重量百分数的原料:偏钒酸铵4%、硝酸铁4%、硝酸铒3%、硼砂3%、醋酸钠2.6%、四硼酸锂0.7%、盐酸22%、柠檬酸钠5%、钛白粉3%、平平加2%、硫酸亚锡0.5%、环烷酸钠2.2%,余量的水。一种铅钙内化成胶体电解液的制备方法,包括以下步骤:(1)将偏钒酸铵、硫酸亚锡、醋酸钠、硝酸铁和硝酸铒加入72℃的水中,搅拌混合分散均匀,然后向其中加入硼砂和柠檬酸钠,在转速为950r/mim的情况下搅拌12min得到混合液;(2)将上步所得物加入反应器中,升温至82℃,然后滴加平平加,平平加滴加时间为10min,搅拌反应30min后,继续滴加盐酸,盐酸滴加时间为20min,滴加完毕后保温1.3h,冷却至室温;(3)然后向上步所得物中加入四硼酸锂、钛白粉和环烷酸钠,搅拌混合1.6h,即得。实施例5一种铅钙内化成胶体电解液,包括以下重量百分数的原料:偏钒酸铵3%、硝酸铁6%、硝酸铒2.3%、硼砂3.5%、醋酸钠2.2%、四硼酸锂0.7%、盐酸17%、柠檬酸钠4.6%、钛白粉2.4%、平平加1.3%、硫酸亚锡0.6%、环烷酸钠1.6%,余量的水。一种铅钙内化成胶体电解液的制备方法,包括以下步骤:(1)将偏钒酸铵、硫酸亚锡、醋酸钠、硝酸铁和硝酸铒加入77℃的水中,搅拌混合分散均匀,然后向其中加入硼砂和柠檬酸钠,在转速为880r/mim的情况下搅拌14min得到混合液;(2)将上步所得物加入反应器中,升温至84℃,然后滴加平平加,平平加滴加时间为10min,搅拌反应30min后,继续滴加盐酸,盐酸滴加时间为20min,滴加完毕后保温1.8h,冷却至室温;(3)然后向上步所得物中加入四硼酸锂、钛白粉和环烷酸钠,搅拌混合1.7h,即得。实验例使用本发明胶体电解液制作的铅钙内化成电池,能有效的改善铅钙内化成电池的初期容量衰减效应,减缓正极活性物质的软化脱落,提高电池的深循环使用寿命。使用本申请配制方法配制的胶体电解液一致性好,胶体触变性好,胶体稳定性好。使用本发明胶体制作的12ah内化成电池循环数据:次数放电电流(a)终止电压(v)放电时间(min)放电容量(ah)1610.513713.62610.513913.73610.513813.94610.513713.85610.513813.910610.513613.720610.513513.630610.513413.440610.513313.350610.513213.2上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。当前第1页12
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