专利名称:硅凝胶电解质铅酸蓄电池(丙三醇作稳定剂)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，凝胶电解质替代了硫酸电解液，硫酸被吸附在凝胶体中，供电池充放电过程中参与化学反应。
为解决凝胶电解质铅蓄电池容量下降的问题，同时进一步减少电池内气体的产生，降低水的消耗，改善电池的性能，采取了如下措施1、在极板方面因不同的电解质对极板要求不同，研究发现，凝胶电解质铅酸蓄电池在放电时正极板铅含量需增加5％到15％，以适应凝胶电解质的工作状态。凝胶电解质不仅适用于一般铅酸蓄电池，其中铅锑板栅中锑的含量控制在3.5％到8％，而且更适用于少维护、免维护和密封铅酸蓄电池。其中铅钙和低锑板栅中，正、负板栅均是多元合金组成，正板栅锑的含量在3.5％至1.8％，负板栅钙的含量0.12％至0.8％，负极板的铅膏中加入了木素磺酸等做膨胀剂。提高了凝胶电解质铅酸蓄电池的容量，减少了气体的产生、降低了耗水量。
2、在凝胶电解质方面不同的电解质的导电性能也不同，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而获得高纯度的二氧化硅，其含量控制在5％至12％范围，加入丙三醇等物质作为酸凝固剂的稳定剂，以增加凝固剂的长期存放稳定性和凝胶电解质的弹性。
凝固剂和硫酸溶液的配比，以及硫酸溶液的比重都极为重要。二氧化硅含量不同，硫酸的比重也不同，一般硫酸的比重为1.40至1.57。硫酸是用高纯度的去离子水稀释。硫酸溶液和凝固剂混合后的比重为1.26至1.30，凝固剂和硫酸的配比为1比1至1比3.0。
3、电解液灌入电池的方法采用分层分比例注入法，一般可分为2至3层，底层约占40％，中层占30％，上层占30％。注入每层要有时间间隔，一般为2至4小时，待凝胶冷却到室温后再注入另一层，每层中硫酸和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。注入后静止5小时左右再进行初充电，初充电和正常充电的方法，与硫酸电解液铅酸蓄电池基本相同。
我们研究的凝胶电解质铅酸蓄电池，经有关部门对主要技术指标，如容量、密封性、机械强度、电性能、失水等，进行测试，其性能与同类硫酸电解液蓄电池比较有明显的优点(1)密封性能好，不漏液。
(2)维护少，凝胶电解质灌好后不再需要添加硫酸溶液，添加水的次数和数量明显减少。
(3)电性能稳定。
(4)出气量少。
(5)寿命长。
(6)适用于温度范围宽。
小型凝胶电解质铅酸蓄电池的结构如附图示。
正极板1，铅的含量提高5％至15％。铅锑板栅中，锑的含量在3.5％至8％，低锑和铅钙板栅锑的含量在3.5％至1.8％，钙的含量在0.8％至0.12％，负板中添加木素磺酸钡等物质。凝胶电解质3是以硫酸和二氧化硅为主要成分，二氧化硅的含量为5％至12％，添加丙三醇等稳定剂，微孔塑料板4，外壳5用ABS塑料或聚丙烯塑料压制而成。电池盖6，透气盖7既可以排除电池内部气体，取下透气盖又可注入液体。电池壳内有两组电池，各在一个电池槽内，两组电池串联是通过连结条8连起来的，它连结正极柱10和负极柱9，电池盖和外壳的缝隙是用环氧树脂或其它胶密封的。
硅凝胶电解质铅酸蓄电池，适用于各种便携式电源，因此可以说它是有广阔开展前景的蓄电池新品种。
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由硫酸和硫酸凝固剂组成，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，其特征在于蓄电池铅锑板栅中正极板、负极板锑的含量均为3.5％～8％。
3.根据权利要求
1，其特征在于蓄电池铅钙、低锑多元合金组成的板栅，负极板由铅钙多元合金组成，板栅中钙的含量0.8％～0.12％，正极板由低锑多元合金组成，锑的含量3.5％～1.8％范围。
4.根据权利要求
1，其特征在于正极板铅的含量提高5％～15％。
5.根据权利要求
1，其特征在于负极板的铅膏中加入木素磺酸，硫酸钡。
6.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的凝胶体，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硅溶胶。
7.根据权利要求
6，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5％～12％范围。
8.根据权利要求
1或7，硫酸与硫酸凝固剂混合后凝胶电解质比重为1.26～1.30％。
9.根据权利要求
1，其特征在于凝胶电解质灌注可分层进行，分为上层、中层、下层，三层中灌注比例下层约占40％，中层约占30％，上层约占30％，每一层灌入后要静止2～4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5～12小时，然后进行蓄电池的初充电。
10.根据权利要求
1或9，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，中层凝固剂含量少于上层凝固剂的含量。三层中硫酸与硫酸凝固剂的比例为11至31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H01M10/06GK86209279SQ86209279
公开日1988年2月10日 申请日期1986年11月24日
发明者穆凤荣, 张承宪 申请人:张承宪, 穆凤荣导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan