专利名称:硅凝胶电解质铅酸蓄电池的制作方法
铅酸蓄电池仍是目前世界上主要的蓄电池品种。它应用广泛，价格低廉，制造技术成熟。但也存在比容量不高、维护麻烦、不安全、对环境造成污染等缺点。70年代硅凝胶电解质铅酸蓄电池的问世，使铅酸蓄电池技术向前推进了一步，凝胶电解质取代了硫酸电解液，硫酸被吸附在凝胶体中，供蓄电池充放电过程中参与化学反应。
应用凝胶电解质于铅酸蓄电池中，是力图改善电池的密封性能，但使用凝胶电解质的铅酸蓄电池，会降低蓄电池的容量，使用中有易于水化，凝胶会变脆以及进一步减少电池内气体的产生，降低水的消耗等问题。我们采取了以下主要措施，成功地解决了上述问题。
1.在极板方面不同的电解质对极板的要求不同，研究发现，凝胶电解质铅酸蓄电池在放电时，正极板铅的含量需增加10％至16％，以适应凝胶电解质的工作状态。板栅中锑的含量控制在4％至8％，负极板铅膏中加入木素磺酸、硫酸钡等物质作膨胀剂。这提高了凝胶电解质铅酸蓄电池的容量，减少了氢气的产生，降低了耗水量。
2.在凝胶电解质方面不同的电解质导电性能不同，电解质的纯度对电池的容量和寿命有很大影响，凝胶电解质中的二氧化硅是用离子交换法除去杂质，获得高纯度的二氧化硅，其含量控制在9％至13％范围，加入丙三酸等物质作为硫酸凝固剂的稳定剂，增加凝固剂的长期稳定性和凝胶电解质的弹性。
凝固剂和硫酸的配比，硫酸溶液的比重，对蓄电池的性能极为重要，二氧化硅的含量不同，硫酸的比重也不同，一般硫酸的比重为1.40至1.55，使用高纯度去离子水稀释的硫酸。硫酸溶液和硫酸凝固剂混合后的比重为1.26至1.28，凝固剂和硫酸的配比为1比1至2。
3.电解质灌入电池的方法采用分层分比例注入法。一般可分为3层，下层约占40％，中层约占30％，上层约占30％，注入一层后要间隔1至2小时，待凝胶电解质冷却到室温后再注入另一层，每层中硫酸和与凝固剂的配比略有不同，上层凝固剂含量，要多于中层，更要多于下层。混合液最后注入电池后，静止放置5小时左右，然后再对蓄电池进行初充电。初充电和正常充电的方法，与液体电解质铅酸蓄电池基本相同。
本实用新型硅凝胶铅酸蓄电池与液体电解质铅酸蓄电池比较有明显的优点(1)密封性能好，可工作于任何位置。
(2)维护少，凝胶电解质灌好后，不再需要添加硫酸溶液，添水的数量和次数显著减少。
(3)气体放出少。
(4)电性能稳定。
(5)寿命长。
(6)适用于较宽的温度范围。
本实用新型凝胶电解质铅酸蓄电池的结构图如附图所示。
正极板1，铅的含量提高10％至16％，正极板和负极板2锑的含量在4％至8％，负极板的铅膏中添加木素磺酸、硫酸钡等物质。凝胶电解质3，以硫酸和二氧化硅为主要成分，二氧化硅含量为9％至13％，添加丙三醇作稳定剂。微孔隔板4，用微孔橡胶或微孔塑料制成。外壳5，用ABS塑料或聚丙烯 聚乙烯塑料压制而成。电池盖6，透气盖7用以排除电池中超过一定压力的气体，取下透气盖可注入液体。电池壳体内有2组电池，每组电池放在一个槽内，2组电池的串联是通过连结条8连起来的，连结条把负极柱9和正极柱10连起来。电池盖6和电池壳5的缝隙用环氧树脂或者电热熔封方式密封的。
硅凝胶电解质铅酸蓄电池适用于各种便携式电源，是很有发展前景的电池新品种。
权利要求
1.一种凝胶电解质铅酸蓄电池，其特征在于凝胶电解质是由硫酸和硫酸凝固剂形成凝胶体，凝胶电解质可分层灌入有正极板、负极板的电池壳体内。
2.根据权利要求
1，其特征在于蓄电池正极板、负极板的板栅中锑的含量均为4％～8％。
3.根据权利要求
1，其特征在于正极板铅的含量提高10％～16％。
4.根据权利要求
1，其特征在于蓄电池负极板的铅膏中加入木素磺酸、硫酸钡。
5.根据权利要求
1，其特征在于凝胶电解质由硫酸与硫酸凝固剂形成凝胶体，硫酸凝固剂主要是由二氧化硅组成，添加了丙三醇作稳定剂形成稳定的硅溶胶。
6.根据权利要求
5，其特征在于硫酸凝固剂是用离子交换法除去各种杂质，获得高纯度的二氧化硅溶液，二氧化硅的含量是在9％～13％范围。
7.根据权利要求
5，硫酸与硫酸凝固剂混合后的比重为1.26～1.28。
8.根据权利要求
1，其特征在于凝胶电解质的灌注可分层进行，分为上层、中层、下层，三层凝胶电解质中下层灌注约占40％，中层约占30％，上层约占30％，每层灌入后要静置1小时至2小时，待凝胶电解质冷却到室温后再灌入另一层，全部灌注完毕后要静止放置5小时左右，然后进行蓄电池的初充电。
9.根据权利要求
1或8，其特征在于凝胶电解质灌注的三层中，下层硫酸凝固剂的含量少于中层，中层硫酸凝固剂的含量少于上层。
10.根据权利要求
1或7，其特征在于凝胶电解质中硫酸与硫酸凝固剂的比例在三层中为11至21范围。
专利摘要
硅凝胶电解质铅酸蓄电池是铅酸蓄电池的新品种，凝胶电解质主要由二氧化硅和硫酸组成，添加了丙三醇等稳定剂形成稳定的凝胶体。本研究成功地解决了此类蓄电池的容量问题，减少了电池中气体的产生。并研究了此类蓄电池的灌注方法、正负极板合理配比和成分，使此类蓄电池具有密封性能好、维护少、寿命长、电性能稳定，使用温度范围宽等特点。该蓄电池特别适用于便携式可充电蓄电池。
文档编号H01M10/08GK86200821SQ86200821
公开日1987年9月2日 申请日期1986年2月27日
发明者穆风荣, 张承宪 申请人:张承宪, 穆凤英导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan