一种长寿命胶体蓄电池用电解液及其制备方法
阅读说明：本技术 一种长寿命胶体蓄电池用电解液及其制备方法 (Electrolyte for long-life colloid storage battery and preparation method thereof ) 是由 侯娜娃 张树祥 豆江洪 薛胜凡 张波 王金梅 于 2021-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种长寿命胶体蓄电池用电解液,所述电解液由质量分数为4％～6.5％的气相二氧化硅,35％～45％的硫酸溶液,0.5％～1％的无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物,0.5％～1.5％的磷酸,0.05％～0.15％的聚乙烯醇,0.05％～0.15％的甘油,0.05％～0.15％的硫酸亚锡和纯水组成。本发明优点在于,所配制的胶体电解液交联度高、稳定性好,同时,具有较强的触变性和流变性,由该胶体电解液所制得的电池较普通的胶体电池自放电低、耐高低温性能强,容量高且深循环性能优越。(The invention provides an electrolyte for a long-life colloid storage battery, which consists of 4-6.5% of fumed silica, 35-45% of sulfuric acid solution, 0.5-1% of anhydrous sodium sulfate, potassium sulfate and lithium sulfate mixture, 0.5-1.5% of phosphoric acid, 0.05-0.15% of polyvinyl alcohol, 0.05-0.15% of glycerol, 0.05-0.15% of stannous sulfate and pure water by mass fraction. The invention has the advantages that the prepared colloid electrolyte has high crosslinking degree and good stability, and simultaneously has stronger thixotropy and rheological property, and compared with the common colloid battery, the battery prepared by the colloid electrolyte has low self-discharge, strong high and low temperature resistance, high capacity and excellent deep cycle performance.)
技术领域
本发明涉及胶体蓄电池技术领域，尤其涉及一种长寿命胶体蓄电池用电解液及其制备方法。
背景技术
对于胶体密封铅蓄电池而言，电池内的硅胶分子彼此连接形成三维多孔网状的骨架结构，它将电解液包藏在里面。电解液灌入电池后，会在充电过程中继续发生凝胶反应，此时，骨架进一步脱水收缩，会使体系形成裂纹并贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧气提供了到达负极的通道，从而实现“阴极吸收”。相对于传统的蓄电池，胶体电池具有耐高低温性能强、自放电低、循环寿命长、使用环境范围广泛的特点。
电解液配制工艺作为胶体电池制作的核心工艺之一，目前配制的胶体仍出现不同程度的水化分层、触变性能差、流变性弱、容量低的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种长寿命胶体蓄电池用电解液及其制备方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种长寿命胶体蓄电池用电解液，所述电解液由质量分数为4％～6.5％的气相二氧化硅，35％～45％的硫酸溶液，0.5％～1％的无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，0.5％～1.5％的磷酸，0.05％～0.15％的聚乙烯醇，0.05％～0.15％的甘油，0.05％～0.15％的硫酸亚锡和纯水组成。
优选的，所述气相二氧化硅颗粒比表面积为200m2/g，且粒径要求 D50≤60nm，Dmax≤120nm。
优选的，所述硫酸溶液温度小于10℃，所述硫酸溶液密度在 1.290～1.320g/cm3之间。
一种长寿命胶体蓄电池用电解液的制备方法，包括以下步骤：
S1、确认配方所需硫酸溶液的温度和密度：温度小于10℃，密度在 1.290～1.320g/cm3之间；
S2、按权利要求1的配方比例计算并称取好所需气相二氧化硅，硫酸溶液，无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，磷酸，聚乙烯醇，甘油，硫酸亚锡和纯水的量；
S3、将步骤S2中称量好的硫酸溶液，无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，磷酸，聚乙烯醇，甘油，硫酸亚锡和纯水加入搅拌釜搅拌溶解，在搅拌状态下，加入配方所需的气相二氧化硅量。
优选的，所述所述搅拌釜转速设置为3000r/min，搅拌时间为15～30min。
本发明的优点在于：本发明所配制的胶体电解液交联度高、稳定性好，同时，具有较强的触变性和流变性，由该胶体电解液所制得的电池较普通的胶体电池自放电低、耐高低温性能强，容量高且深循环性能优越。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备长寿命胶体蓄电池用电解液，其中该胶体蓄电池包含以下质量百分比的组分：4％的气相二氧化硅，35％的硫酸溶液，0.5％的无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，0.5％的磷酸，0.05％的聚乙烯醇，0.05％的甘油， 0.05％的硫酸亚锡，其余为纯水。同时，本实施案例中所采用气相二氧化硅颗粒粒径D50＝58nm，Dmax＝110nm，所采用硫酸溶液温为10℃时，密度测量结果为1.300g/cm3。。
计算并称取胶体蓄电池电解液所需物料组分：40kg的气相二氧化硅， 350kg的硫酸溶液，5kg的无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，5kg的磷酸，0.5kg的聚乙烯醇，0.5kg的甘油，0.5kg的硫酸亚锡，598.5kg的纯水。
将上述步骤中称量好的硫酸溶液，无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，磷酸，聚乙烯醇，甘油，硫酸亚锡和纯水加入搅拌釜搅拌溶解，搅拌釜转速设置为3000r/min，在搅拌状态下再加入配方所需量气相二氧化硅，继续搅拌15～30min，制得胶体电解液。
实施例2
制备长寿命胶体蓄电池用电解液，其中该胶体蓄电池包含以下质量百分比的组分：6.5％的气相二氧化硅，45％的硫酸溶液，1％的无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，1.5％的磷酸，0.15％的聚乙烯醇，0.15％的甘油， 0.15％的硫酸亚锡，其余为纯水。同时，本实施案例中所采用气相二氧化硅颗粒粒径D50＝58nm，Dmax＝110nm，所采用硫酸溶液温为10℃时，密度测量结果为1.300g/cm3。。
计算并称取胶体蓄电池电解液所需物料组分：65kg的气相二氧化硅， 450kg的硫酸溶液，10kg的无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，15kg的磷酸，1.5kg的聚乙烯醇，1.5kg的甘油，1.5kg的硫酸亚锡，455.5kg的纯水。
将上述步骤中称量好的硫酸溶液，无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，磷酸，聚乙烯醇，甘油，硫酸亚锡和纯水加入搅拌釜搅拌溶解，搅拌釜转速设置为3000r/min，在搅拌状态下再加入配方所需量气相二氧化硅，继续搅拌15～30min，制得胶体电解液。
实施例3
制备长寿命胶体蓄电池用电解液，其中该胶体蓄电池包含以下质量百分比的组分：5.25％的气相二氧化硅，40％的硫酸溶液，0.75％的无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，1％的磷酸，0.1％的聚乙烯醇，0.1％的甘油， 0.1％的硫酸亚锡，其余为纯水。同时，本实施案例中所采用气相二氧化硅颗粒粒径D50＝58nm，Dmax＝110nm，所采用硫酸溶液温为10℃时，密度测量结果为1.300g/cm3。。
计算并称取胶体蓄电池电解液所需物料组分：52.5kg的气相二氧化硅， 400kg的硫酸溶液，7.5kg的无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，10kg的磷酸，1kg的聚乙烯醇，1kg的甘油，1kg的硫酸亚锡，527kg的纯水。
将上述步骤中称量好的硫酸溶液，无水硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂混合物，磷酸，聚乙烯醇，甘油，硫酸亚锡和纯水加入搅拌釜搅拌溶解，搅拌釜转速设置为3000r/min，在搅拌状态下再加入配方所需量气相二氧化硅，继续搅拌15～30min，制得胶体电解液。
将实施例1、2和3制备的胶体电解液灌注至电池(正、负极板均为涂膏式极板)，对所得样品电池进行25℃常温容量、–18℃低温容量、容量保存率、100％DOD循环寿命测试(①10h率合格的电池完全充电，在25℃环境中以5.5A放电至10.8V/只；②14.1V/只恒压限流8.25A充电16h；③静置2h；④循环以上步骤，直至10h率放电容量低于44Ah结束)，检测结果和同款型号普通胶体电池对比如下：
上述对比数据可以看出：采用本发明胶体电解液制得的样品电池常温容量、耐低温性能、循环使用寿命均大幅度提高，同时，自放电低。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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