本发明涉及电池材料领域,具体涉及一种铅酸蓄电池电解液的制备方法。
背景技术:
蓄电池是1859年由普兰特(plante)发明的,至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后,在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。铅酸蓄电池是目前化学电源中产量最大,应用最广的二次电池,但铅酸蓄电池接通电路放电时,电子由阳极(负极板)释放,形成的pb2+离子立即与so42-离子反应,在电极表面上沉积成难溶解的硫酸盐。
作为储能单元的阀控式铅酸蓄电池在备电源源中,能够达到削峰填谷的作用。但是,在这些场合应用的电池长期处于非浮充状态,循环使用较频繁,其循环使用寿命仅两年左右,究其原因,是阀控式密封蓄电池长期频繁循环使用易失水,从而引起内置电解液分层,造成电池板栅腐蚀不均,以及失水后产生热失控导致电池快速失效。为此,本行业不少单位都组织力量开展提高阀控式铅酸蓄电池循环使用寿命方面的技术研究。
铅酸蓄电池的五大组成部分为正极、负极、隔膜、电解液和电池外壳,其中电解液是影响电池性能的主要因素之一。目前,胶体铅酸蓄电池的电解液主要是由一定量的硅溶胶或气相sio2分散在硫酸中形成的胶体。前者制备的电解质存在稳定性差、触变性不佳、易水化、易龟裂等缺点;后者成本较高,电解液的性能很大程度上取决于气相sio2的利用程度,而且用这种胶体灌注的蓄电池易出现电池容量低、内阻大、胶体易水化等问题。
技术实现要素:
本发明提供一种铅酸蓄电池电解液的制备方法,本发明工艺简单,利于应用,成本较低,具有较强的保水能力和良好的流动调节性,能够有效减少电池使用过程中电解液水分的流失,从而提高铅酸蓄电池的循环寿命;本发明电解液在成品电池中常态为凝胶状态,不流动、易形成三维多孔结构,有利于气体合成而减少失水;呈稀溶胶状态的胶体电解液注入电池内,能够充满电池整个极板空间,使电池内部极板各部位反应均匀。
为了实现上述目的,本发明提供一种铅酸蓄电池电解液的制备方法,该方法包括如下步骤:
(1)制备胶液
将100-150重量份的去离子水加热至60-80℃;
将20-30重量份的氢氧化钾加入去离子水中,一边加氢氧化钾一边搅拌,至少用15min搅拌成浆料;
将100-150重量份硅粉在5-10min内顺序且缓慢地加入到浆料中,仍采用一边添加一边搅拌工艺,混合成sio2koh浆料;
用4只容器分别盛装已加热的100重量份去离子水,待用;
在上述4只容器中分别放置15-20重量份的硫酸钴、硫酸镁、硫酸铝、锡酸钠,待溶解后搅拌成溶液;
将4只容器刚调匀的溶液加入到sio2koh浆料中,一边加一边搅拌,搅拌至少20min;
搅拌均匀的胶液冷却至常温,备用;
(2)配料
电解液由下列重量份原料组成:
浓度为98%的浓硫酸70-90
上述胶液15-18
羧甲基纤维素纳0.5-1
硫酸钡0.3-0.5
聚乙烯乳1-1.2
丙三醇3-5
(3)制成电解液
将上述配料混合于同一容器中,用分散机搅拌60-120min,得到电解液,静置待用。
本发明具有如下优点和显著效果:
(1)本发明工艺简单,利于应用,成本较低,具有较强的保水能力和良好的流动调节性,能够有效减少电池使用过程中电解液水分的流失,从而提高铅酸蓄电池的循环寿命。
(2)本发明电解液在成品电池中常态为凝胶状态,不流动、易形成三维多孔结构,有利于气体合成而减少失水;呈稀溶胶状态的胶体电解液注入电池内,能够充满电池整个极板空间,使电池内部极板各部位反应均匀。
具体实施方式
实施例一
将100-150重量份的去离子水加热至60℃;将20重量份的氢氧化钾加入去离子水中,一边加氢氧化钾一边搅拌,至少用15min搅拌成浆料。
将100重量份硅粉在5min内顺序且缓慢地加入到浆料中,仍采用一边添加一边搅拌工艺,混合成sio2koh浆料;用4只容器分别盛装已加热的100重量份去离子水,待用;在上述4只容器中分别放置15重量份的硫酸钴、硫酸镁、硫酸铝、锡酸钠,待溶解后搅拌成溶液;将4只容器刚调匀的溶液加入到sio2koh浆料中,一边加一边搅拌,搅拌至少20min;搅拌均匀的胶液冷却至常温,备用。
电解液由下列重量份原料组成:
浓度为98%的浓硫酸70
上述胶液15
羧甲基纤维素纳0.5
硫酸钡0.3
聚乙烯乳1
丙三醇3。
将上述配料混合于同一容器中,用分散机搅拌60min,得到电解液,静置待用。
实施例二
将150重量份的去离子水加热至80℃;将30重量份的氢氧化钾加入去离子水中,一边加氢氧化钾一边搅拌,至少用15min搅拌成浆料。
将150重量份硅粉在10min内顺序且缓慢地加入到浆料中,仍采用一边添加一边搅拌工艺,混合成sio2koh浆料;用4只容器分别盛装已加热的100重量份去离子水,待用;在上述4只容器中分别放置20重量份的硫酸钴、硫酸镁、硫酸铝、锡酸钠,待溶解后搅拌成溶液;将4只容器刚调匀的溶液加入到sio2koh浆料中,一边加一边搅拌,搅拌至少20min;搅拌均匀的胶液冷却至常温,备用。
电解液由下列重量份原料组成:
浓度为98%的浓硫酸90
上述胶液18
羧甲基纤维素纳1
硫酸钡0.5
聚乙烯乳1.2
丙三醇5。
将上述配料混合于同一容器中,用分散机搅拌120min,得到电解液,静置待用。