阅读说明：本技术 可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液及其制备方法 (Lead-acid storage battery electrolyte capable of preventing anode from being corroded and preparation method thereof ) 是由 夏朝阳 朱江川 钟松亮 于 2020-05-08 设计创作，主要内容包括：可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液及其制备方法,其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37-43份、磷酸74-86份、全氟丁基磺酸钾111-129份、水925-1075份。其制备方法如下：按照相应的重量份数准备各项原料,然后一同倒入搅拌装置,启动搅拌,使各原料均匀混合,即完成制备。本发明对铅酸蓄电池的正极框体和正极板的腐蚀作用较弱,有利于延长铅酸蓄电池的使用寿命。(The lead-acid storage battery electrolyte capable of preventing the anode from being corroded comprises the following components in parts by weight: 37-43 parts of sodium sulfate, 74-86 parts of phosphoric acid, 111-129 parts of potassium perfluorobutyl sulfonate and 1075 parts of water. The preparation method comprises the following steps: preparing the raw materials according to the corresponding weight parts, pouring the raw materials into a stirring device together, starting stirring, and uniformly mixing the raw materials to finish the preparation. The corrosion effect of the lead-acid storage battery on the positive frame body and the positive plate is weak, and the service life of the lead-acid storage battery is prolonged.)

可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液及其制备方法

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池领域，特别是一种可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液。

背景技术

目前铅酸蓄电池的总产值为全部化学电源总产值的一半，铅酸蓄电池因其大电流放电特性在电动汽车、混合动力车、风力发电、太阳能电池以及通讯基础设施中得到广泛应用。

铅酸蓄电池的工作原理是利用电化学原理实现物质和能量转化，电极和电解质的界面反应特性时影响蓄电池性能的核心和本质所在。构成铅酸蓄电池的基本部件和材料包括正极板、负极板、电解液、隔板、蓄电池槽。

目前铅酸蓄电池使用稀硫酸作为电解液，其电极总反应式为：2PbSO4+2H2O⇌PbO2+Pb+2H2SO4，正极充电反应式为：PbSO₄+2H₂O-2e^－= PbO₂+ 4H⁺+SO₄ ^2－，负极充电反应式为：PbSO₄+2e^－=== Pb+SO₄ ^2－，正极放电反应式为：PbO₂+4H⁺+SO₄ ^2－+2e^－===PbSO₄+2H₂O，负极放电反应式为：Pb+SO₄ ^2－-2e^－===PbSO₄。硫酸是一种活泼的二元无机酸，能和绝大多数的金属发生反应，易腐蚀正极框体和正极板活性物质，会使正极板发生软化脱落，正极板内部筋骨会被腐蚀而发生断裂，进而影响铅酸蓄电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液及其制备方法，它解决了现有的铅酸蓄电池使用稀硫酸作为电解液，导致正极板易被腐蚀，进而影响铅酸蓄电池使用寿命的问题。

本发明的技术方案是：可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37-43份、磷酸74-86份、全氟丁基磺酸钾111-129份、水925-1075份。

本发明进一步的技术方案是：其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠40份、磷酸80份、全氟丁基磺酸钾120份、水1000份。

本发明进一步的技术方案是：其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37份、磷酸74份、全氟丁基磺酸钾111份、水1075份。

本发明进一步的技术方案是：其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠43份、磷酸86份、全氟丁基磺酸钾129份、水925份。

本发明的技术方案是：制备上述可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液的方法，步骤如下：按照相应的重量份数准备各项原料，然后一同倒入搅拌装置，启动搅拌，使各原料均匀混合，即完成制备。

本发明与现有技术相比具有如下优点：由硫酸钠、磷酸、全氟丁基磺酸钾、水组成的电解液对铅酸蓄电池的正极框体和正极板的腐蚀作用较弱，有利于延长铅酸蓄电池的使用寿命。

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

具体实施方式

实施例1：

可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠40份、磷酸80份、全氟丁基磺酸钾120份、水1000份。其中，硫酸钠可提供硫酸根离子以促进电池反应，磷酸用于提供氢离子，水用于提供氢离子转移通道，全氟丁基磺酸钾和磷酸结合形成全氟丁基磺酸，以提供大量氢离子，替代目现有蓄电池内使用的硫酸。

其在铅酸蓄电池内的电极总反应式为：2Pb₃(PO₄)₂+2H₂O+6C₄F₉KO₃S⇌3PbO₂+3Pb+6C₄F₉HO₃S+2K₃PO₄；

正极充电反应为：Pb₃(PO₄)₂+6C₄F₉KO₃S+2H₂O-6e^－=3PbO₂+6H⁺+6C₄F₉O₃S^－+2K₃PO₄；

负极充电反应为：Pb₃(PO₄)₂+6C₄F₉KO₃S+6e^－=3Pb+6C₄F₉O₃S^－+2K₃PO₄；

正极放电反应为：3PbO₂+6H⁺+6C₄F₉O₃S^－= Pb₃(PO₄)₂+6C₄F₉KO₃S+2H₂O-6e^－；

负极放电反应为：3Pb+6C₄F₉O₃S^－+2K₃PO₄= Pb₃(PO₄)₂+6C₄F₉KO₃S+6e^－；

其制备方法如下：按照相应的重量份数准备各项原料，然后一同倒入搅拌装置，启动搅拌，使各原料均匀混合，即完成制备。

实施例2：

可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠37份、磷酸74份、全氟丁基磺酸钾111份、水1075份。

实施例3：

可避免正极被腐蚀的铅酸蓄电池电解液，其包含的组分和各组分的重量份数如下：硫酸钠43份、磷酸86份、全氟丁基磺酸钾129份、水925份。

简述本发明的技术效果：

采用本发明电解液的铅酸蓄电池(下表中简称新型铅酸蓄电池)与传统铅酸蓄电池的10小时放电率及100%DOD循环寿命对比如表1所示。

表1：

[0001] 比较项目	[0002] 传统铅酸蓄电池12V75AH	[0003] 新型铅酸蓄电池12V75AH
			[0004] 10小时放电率(h)	[0005] 10h	[0006] 14-16h
[0007] 100%DOD循环寿命(次)	[0008] 160	[0009] 4400-5600