专利名称：蓄电池无污染固态电解质及其配制工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固态电解质及其配制工艺，属于蓄电池技术领域。
现有技术中，铅酸蓄电池的电解质有液体、胶体和固体等多种，液体是用稀硫酸作电解质，其弊端有1.由于硫酸的腐蚀性强，导致铅蓄电池正极板活性物质二氧化铅早期脱落，使蓄电池使用寿命短；2.有时需调整电解质密度，使充电操作麻烦，充电时间长；3.蓄电池失水量大，夏季五天，冬季十五天就要加纯水和补充充电，维护量大；4.自放电量在一昼夜间损失容量达1.67％以上；5.硫酸对人体有危害，对机件有腐蚀，对环境有污染。胶体蓄电池电解质虽然以酸碱中和实现无腐蚀污染延长了蓄电池的使用寿命，但由于凝胶速度在30分钟内，小于二小时，胶液中的硫酸离子渗不透蓄电池正极板活性物质二氧化铅，减少了蓄电池在常温下的起动容量，只能达到88％，低温起动只有55％，起动性能差；同时，失水量超过销酸蓄电池，自放电等于铅酸蓄电池。据申请号为96101712.3的发明专利“固体蓄电池”中介绍的电解质的配方，不仅具备胶体蓄电池的优点，同时，因改进了电解质配方使固体蓄电池的起动性能得到稳定，但失水量大，灌注蓄电池后固化剂的收缩率高达7％，使灌注电解质要分两次操作而麻烦。
本发明的目的在于研制一种新的固体电解质配方，灌注到蓄电池中，无污染，无渗漏，自放电量小，起动容量大，易于运输，方便灌注，使用寿命长。
本发明的另一目的是研究固态电解质的配制工艺，该工艺无需特殊设备，工艺简单。
本发明的目的是这样实现的。
本发明的固态电解质，是A、B两种材料的混合物，A种材料是浓度50～57.8％的硫酸及(以重量计)2～3％的符合GB1282～77标准的磷酸，0.06％的含锂量55±0.5％的溴化锂溶液，0.01％的浓度0.5％木素磺酸，0.1～0.5％的平平加；其配制是将这几种物质按比例混合搅拌1～3分钟至均匀。B种材料是浓度1.06～1.08g/cm3的硅酸钠溶液及(以重量计)0.05～0.1％的符合GB687～77标准的丙三醇；其配制是将硅酸钠溶液用离子交换法除去杂质后把这两种物质按比例混合搅拌1～3分钟至均匀。制备好的A.B两种材料，分别盛于非金属容器中运输和保存。最后配制固态电解质时，A材料的用量以容量计为48～54％，B种材料对应为52～46％，将B种材料徐徐倒入A种材料中搅拌均匀，配制的电解质密度在1.26～1.31g/cm3范围内，待温度冷却至35℃以下，灌注到蓄电池中。根据本发明配制的固态电解质为保证其性能，对有害元素的限量是1.铁＜0.008％；2.锰＜0.0003％；3.氯＜0.0008％；4.硝酸根＜0.0008％。为保证上述指标的达到在配制A.B两种材料时，对纯水要求是1.铁＜0.0004％ 2.氯＜0.0005％3.锰＜0.0001％ 4.氨＜0.0008％ 5.碱土金属氧化物＜0.005％6.硝酸盐及亚硝酸盐＜0.0005％ 7.有机物＜0.002％本发明的无污染固态电解质配方是根据酸碱中和和硫酸离子永不消失的原理及有关的物质的活性，亲水性，防腐性，导电性良好等特征及酸碱中和凝固后作用二氧化铅不受硫酸腐蚀，免于过早脱落，实现延长蓄电池的使用寿命，并促进电荷流动量，减少自然放电量而实现提高蓄电池的容量。因此用于灌注蓄电池具有以下优点1.该电解质分成A.B两种材料，且该两种材料混合均匀凝固时间大于2小时，这样便使A.B两种材料分离包装，便于运输，及用户自行灌注和制造商成批大规模生产；2.该电解质凝固后PH＝8±0.5，无硫酸腐蚀，污染；3.长期倒置180°不渗溢；4.自放电量小，只有0.002％，且初次充电时间短，只需4小时，充足后储存一年，端电压可保持在11.5v；5.常温起动容量大，为额定容量的113％，低温时也达97％，适应温度广，可在-45℃～45℃间；6.可长时间不加纯水，约达半年，且不需要换季充电，尤其适用灌注新型免维护蓄电池；7.使用寿命长，灌注移动型蓄电池是铅酸的四倍，灌注固定型铅蓄电池寿命为十年。
本发明的无污染固态电解质应用灌注到使用铅蓄电池的各种设备机件汽车、火车、矿用电机车、矿灯、航灯、割胶灯、应急灯及变配电继电保护、邮电通讯、电子仪表显示、计算机等电源蓄电池中，可缩短充电时间，节约电能。
下面详细描述本发明的实施例。
本发明的固态电解质是两种材料的混合物，A种材料有硫酸及磷酸，木素磺酸，溴化锂溶液，平平加，B种材料有硅酸钠溶液和丙三醇；其配制分几步进行。
1.A种材料的配制取符合GB4554～88标准的浓硫酸，用符合标准的纯水稀释至密度为1.40g/cm3(15℃)，然后加入符合GB1282～77标准的磷酸2％，加入浓度为0.5％的木素磺酸0.01％，加入含锂量55±0.5％的溴化锂溶液0.06％，加入平平加0.1％，搅拌1～3分钟至均匀。
2.B种材料的配制选用符合GB4209～84标准的硅酸钠，其密度为1.36g/cm3，用纯水稀释至密度为1.06g/cm3，测PH＝8，用离子交换法除去杂质，加入符合GB687～77标准的丙三醇0.05％(重量计)，混合后搅1～3分钟至均匀。
3.混合在耐温，耐腐蚀的非金属容器里(以容量计)取54％的A种材料倒入，再徐徐倒入46％的B种材料，混合搅拌均匀，待温度冷却至35℃以下，灌注入蓄电池。
根据上述方法配制的电解质，其密度为1.31g/cm3，其有害元素含量最大允许值是1.铁＜0.008％，2.锰＜0.0003％，3.氯＜0.0008％，4.硝酸根＜0.0008％，使用纯水的性能指标为a.铁＜0.0004％，b.氯＜0.0005％，c.锰＜0.0001％，d.氨＜0.0008％，e.碱土金属氧化物＜0.005％， f.硝酸盐及亚硝酸盐＜0.0005％，g.有机物＜0.002％。
权利要求
1.一种蓄电池无污染固态电解质，是A、B两种材料的混合物，A种材料是浓度50～57.8％的硫酸及(以重量计)2～3％的符合GB1282～77标准的磷酸，0.06％的含锂量55±0.5％的溴化锂溶液，0.01％的浓度0.5％木素磺酸，0.1～0.5％的平平加；B种材料是硅酸钠溶液(浓度1.06～1.08g/cm3)及(以重量计)0.05～0.1％的符合GB687～77标准的丙三醇。
2.根据权利要求1所述的蓄电池固态电解质，其特征在于其密度为1.26～1.31g/cm3，其有害元素含量最大允许值是1.铁＜0.008％；2.锰＜0.0003％；3.氯＜0.0008％；4.硝酸根＜0.0008％。
3.根据权利要求1所述的蓄电池无污染固态电解质，其配制工艺是①A液配制将浓硫酸稀释到50～57.8％(其密度1.40～1.48g/cm3)，加入2～3％的磷酸，浓度0.5％的木质磺酸0.01％，含锂量55±0.5％的溴化锂溶液0.06％，平平加0.1～0.5％，搅1～3分钟至拌匀；②B液的配制将硅酸钠溶液稀释到密度为1.06～1.08g/cm3，取PH＝8，用离子交换法除去杂物，加入0.05～0.1％的丙三醇，搅1～3分钟至拌匀；③混合将A种材料倒入容器，徐徐倒入B种材料搅拌均匀，测其密度为1.26～1.31g/cm3(15℃)待温度冷却至35℃以下，灌注到蓄电池中。
4.根据权利要求3所述的蓄电池无污染固态电解质的配制工艺，A、B两种材料的用量是A种材料为48～54％，B种材料对应为52～46％(以容量计)。
5.根据权利要求2所述的蓄电池无污染固态电解质配制工艺，其使用纯水的各性能指标为a.铁＜0.0004％b.氯＜0.0005％c.锰＜0.0001％d.氨＜0.0008％e.碱土金属氧化物＜0.005％f.硝酸盐及亚硝酸盐＜0.0005％g.有机物＜0.002％
全文摘要
本发明公开了一种蓄电池无污染固态电解质及其配制工艺,该电解质是A、B两种材料的混合物。A种材料含有硫酸及少量磷酸、木素磺酸、溴化锂溶液及平平加,B种材料含硅酸钠溶液及少量丙三醇,两者按比例混合后即可灌注蓄电池。具有无污染,无腐蚀,无渗溢,易贮存和运输的优点,同时,自放电量小,常温起动容量大,可半年内不加纯水,无需换季充电,使用寿命长。其配制是将有关物质混合搅拌,工艺简单。
文档编号H01M10/10GK1194475SQ97107990
公开日1998年9月30日 申请日期1997年3月21日 优先权日1997年3月21日
发明者戴明德 申请人:戴明德