专利名称：以未熟化的分子筛为电解质的铅蓄电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种免维护铅蓄电池。
由于铅酸蓄电池具有电压高、造价低、生产工艺简单等优点，因此它的使用至今已有130多年。但是，由于其电解质采用稀硫酸，因此，存在腐蚀、酸气污染等问题。而且动态电解质冲刷极板，使活性物质脱落，降低使用寿命。另外，还存在自放电大以及维护麻烦等缺点。为此，目前提出几种改进的方法。一种是采用阀控式免维护电池，采用全玻璃纤维棉作为隔板，铝钙合金作为板栅，达到氧气复合使用效果，铝钙合金提高析氢过电位，维护工作量大大降低。但是玻璃纤维棉作为隔板存在造价高(是微孔塑料隔板的10倍多)，机械强度很低，极易破碎，寿命短，极板间易短路等缺点，不适于作移动电源。另外，玻璃纤维棉的主要成份是二氧化硅，其吸水能力较强，而保水能力很弱，若处于50℃以上的环境中，其吸附的水分散失很快，所以需要及时补充水份，否则极板干涸后因老化、干裂而损坏，达不到免维护目的。CN2169209Y号专利提供一种阀控式免维护组合铅酸蓄电池，它将电解池串联后一次成型注塑于一体，减少了内部损耗，提高了抗震性能和充电速率。但是，由于电池单体串联后在一次成型注塑中需要先将极群预置于注塑模具内，加工难度大，而且熔融塑料在压注中挤入极群之间占据电解质空间，不但减少容量，增加塑料用量，大大提高电池造价，而且极板在注塑高温中负极容易引起质变，无法达到实用效果。
另一种改进的方法是使用胶体电解质，常用的是以硅溶胶为主体，以氢氧化铝作为触变剂，将硫酸溶液包裹起来，达到电解质不流动的目的。CN1066937A号专利申请公开了一种硅胶蓄电池，其电解质含有10％～3％磷酸，0.5％～1.5％乙醇，47％～49％硅溶胶及余量的比重为1.530～1.600的硫酸。CN1056019A号专利申请公开了一种高电容量胶体电解质及制法，以重量百分数计，含硅溶胶(以二氧化硅计)3％～9.9％，硫酸48.1％～75％，硫酸/二氧化硅(克/克)比为4.5～10.5在胶体电解质中含有0.1～0.5氢氧化铝(以三氧化二铝计)，使电容量增高。CN1066532A号专利申请公开了一种硫酸固化剂及胶体蓄电池，固化剂采用硅酸钠溶液。但是，由于胶体处于亚稳态，很不稳定，当浓度高时，则影响电解质的导电能力，出现龟裂现象，产生断路；当浓度低时，则容易变成液相，达不到电解质不流动的目的。即便有了触变性，也只是为液相和固相的转化提供可能而已，实用价值不大。同时，胶体电解质还在很大程度上影响蓄电池容量，目前胶体蓄电池的容量仅为同型号铝酸蓄电池的80％～90％。还有CN1081540A号专利申请公开了美国瓦伦斯技术有限公司的一种含缩甘醇二醚的固体电解质的电解电池。CN1081024A号专利申请公开了一种蓄电池酸雾净化溶液，可消除酸雾，净化蓄电池排出的有害气体。
本实用新型的目的之一旨在提供一种能将硫酸和水牢固附着的以未熟化分子筛为电解质的铅蓄电池；本实用新型的目的之二是提供一种采用统一出气口和统一补水口的电解槽结构的铅蓄电池；本实用新型的目的之三是提供一种对酸雾具有回收作用，防止污染大气的铅蓄电池。
本实用新型包括电解槽、正极板、负极板、隔板、电解质和槽盖。正、负极板置于电解槽中，正负极板之间设隔板，电解槽中填充电解质，槽盖置于电解槽上方，并设有进水孔和出气孔，所说的电解质采用未熟化的分子筛，其中硫酸的含量(以重量百分比计)为28％～70％。
本实用新型可采用多体结构(例如8个或6个单体组成)结构，槽盖呈上下双层结构，两层之间设通道，上层设公共加水口的公共出气口，下层设各单体加水口。在槽盖上层的公共出气口设分子筛。
与已有的铅酸蓄电池相比，由于本实用新型的电解质使用未熟化的分子筛，它是一种具有很高吸附能力的催化剂、干燥剂，它将硫酸和水牢固附着，又让硫酸根等离子和水分子定向顺利通过，而铅、氧化铝则无法通过。还抑制了锑的迁移，正是这种良好的选择透过性，既可显著降低自放电，延长极板寿命，又不增加内阻。由于分子筛晶体腔内外均显电性，晶格在电场作用下成长中定向排列，形成分子筛横向通道，而纵向微观上存在局部电场，这就形成氧的复合使用通道，防止氧气析出，极性分子、离子在极板间等电势移动不受阻碍。由于氧的复合使用，若用铅钙合金作为板栅，则可提高析氢过电位，达到免维护目的。另外，由于分子筛的独特吸附特性，导致水的自然挥发也不容易，下采列出不同温度下几种吸附剂对水的吸附和保存能力对照(重量％
由表可见，在温度较高的环境下，硅胶和玻璃纤维纸对水的吸附能力显得很弱，而分子筛晶体则强得多。一般的蓄电池，尤其是车用蓄电池，其环境温度常在50℃以上，所以选用分子筛晶体作为电解质载体是合理的。
另外，分子筛晶体的三维空间骨架结构十分牢固，其热胀冷缩比率与水泥相似，在低温下，由于稀硫酸是液态胶体，粘度加强而影响导电性能，造成蓄电池低温启动性能降低，而用分子筛晶体作为载体，空间骨架在低温下收缩很不明显，在表面张力作用下，稀硫酸均匀吸附在分子筛表面，由于布朗运动减弱，反而在低温下减少了电解质内阻，增强了蓄电池低温启动能力，可以证明，在-40℃时，本实用新型可提供500I20，5S放电，而同规格阀控式免维护蓄电池只能提供120I20，5S放电，胶体蓄电池只能提供100I20，5S放电。
本实用新型由于采用公共的出气口和分子筛过滤，因此能始终保持压力平衡，防止水分散失，且公共出气口的分子筛对蓄电池内的酸雾具有回收作用，防止对大气的污染。另外，由于采用公共加水口，方便用户加水，更好地防止水分散失，当需要加去离子水时，只需将水从公共加水口加入，操作简便可靠。同时，本实用新型的造价较低，比同规格的普通铅酸蓄电池增加5％，而同规格的阀控式免维护蓄电池的造价需增加45％。
图1为本实用新型的剖视图。
图2为本实用新型采用多体结构的剖视图。
实施例1 如图1所示，本实用新型由电解槽(1)、正极板(2)、负极板(3)、隔板(4)、电解质(5)、槽盖(6)组成，正极板采用氧化铅和硫酸铅，负极板采用铅和硫酸铅，隔板采用微孔塑料袋式隔板，有较强的机械强度，电解质使用未熟化的分子筛，其中硫酸的含量(以重量百分比计)采用40％～60％。槽盖上设有进水孔(61)和出气孔(62)，使用中适当加密封材料。
实施例2如图2所示，本实用新型采用3个单体组合而成。每个单体与实施例1同，其主要差别是槽盖设两层，两层间设通道(63)，上层(64)设贯穿公共加水口(65)和公共出气口(66)，下层设各单体加水口(67～69)。而且在公共出气口设过滤用分子筛(7)。
权利要求1.一种以未熟化的分子筛为电解质的铅蓄电池，包括电解槽、正极板、负极板、隔板、电解质和槽盖，正负极板置于电解槽中，正负极板之间设隔板，电解槽中填充电解质，槽盖置于电解槽上方，槽盖上设有加水口和出气口，其特征在于所说的电解质采用未熟化的分子筛，其中硫酸的含量(以重量百分比计)为28％～70％。
2.如权利要求1所述的以未熟化的分子筛为电解质的铅蓄电池，其特征在于采用多体结构，槽盖呈上下双层结构，两层之间设通道，上层设公共加水口和公共出气口，下层设各单体加水口。
3.如权利要求2所述的以来熟化的分子筛为电解质的铅蓄电池，其特征在于在槽盖上层的公共出气口设分子筛。
4.如权利要求2所述的以未熟化的分子筛为电解质的铅蓄电池，其特征在于采用3或6个单体组合的结构。
5.如权利要求1所述的以来熟化的分子筛为电解质的铅蓄电池，其特征在于采用微孔塑料袋式隔板。
专利摘要涉及一种免维护铅蓄电池，包括电解槽、正负极板、隔板、电解质和槽盖，以未熟化的分子筛作为电解质，其中硫酸的含量(以重量百分比计)为28％～70％，对多体结构，其槽盖设双层，上层设公共加水口和公共出气口，下层设各单体加水口，上下层间设通道，在上层公共进气口设过滤用分子筛。分子筛晶体有很高吸附能力和良好的选择透过性，既可显著降低自放电，延长极板寿命，又不增加内阻，达到免维护的目的。而且对酸雾有回收作用，操作简便可靠，造价较低。
文档编号H01M10/08GK2233623SQ9521802
公开日1996年8月21日 申请日期1995年7月27日 优先权日1995年7月27日
发明者陈赈赋, 沈忠 申请人:沈忠, 陈赈赋