專利名稱：動力鉛酸蓄電池用膠體電解質及其制備方法
技術領域：
本發明屬于鉛酸電池制造技術領域，尤其涉及一種動力鉛酸蓄電池用的膠體電解質及其制備方法。
背景技術：
閥控密封式鉛酸電池由于其價格便宜、工藝成熟、性能穩定、安全可靠等因素，已經成為目前電動汽車用動力電池的最佳選擇。與此同時，電動汽車用動力電池的使用環境和使用條件對閥控密封式鉛酸電池的大電流放電性能和循環性能提出了更高的要求。電解質是電池的重要組成部分，所以使用性能優良的電解質可以極大的提高電池的性能。
發明內容
本發明公開了一種動力鉛酸蓄電池用膠體電解質及其制備方法。本發明膠體電解質溶液具有空間結構穩定、分布均勻和電阻小等特點，適合電動汽車動力電池使用。本發明采取以下技術方案動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其各組分的質量百分比如下硫酸36% 45%二氧化硅0.1% 聚丙烯腈鈉鹽0. 0.5%聚丙烯酸0.01% 0. 05%導電聚苯胺0· 0. 5%磷酸0.5% 1.5%硫酸鈉0·5% 2. 0%硫酸亞錫0·05% 0. 5%鉬酸鈉0·01% 0.去離子水50% 62%優選的，各組分的質量百分比為硫酸36.8%二氧化硅0.6%聚丙烯腈鈉鹽0.2%聚丙烯酸0.05%導電聚苯胺0.3%磷酸硫酸鈉0.5%硫酸亞錫0.2%鉬酸鈉0.05%去離子水60. 3%
另一優選的，各組分的質量百分比為硫酸44.7%二氧化硅0.2%聚丙烯腈鈉鹽0.5%聚丙烯酸0.05%導電聚苯胺0.磷酸1.5%硫酸鈉2.0%硫酸亞錫0.4%鉬酸鈉0.05%去離子水50. 5%優選的，二氧化硅為納米氣相二氧化硅，該材料分散性更好，比表面積更大，凝膠性和觸變性更好。優選的，導電聚苯胺為陰離子或陽離子聚苯胺、非本征態聚苯胺。導電聚苯胺的加入可以有效地改善膠體電解質的離子導電性，降低電池的內阻。優選的，聚丙烯酸的分子量為2000 5000。上述動力鉛酸蓄電池用膠體電解質的制備方法，其配制步驟如下(1)溶液A 將所需量的磷酸、硫酸鈉和硫酸亞錫溶入所需量的稀硫酸中，攪拌，混合均勻，備用；(此步驟優選的，稀硫酸的濃度為59.7% ；)(2)溶液B:將去離子水和納米氣相二氧化硅按照重量比10 1比例混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下邊攪拌邊加入所需量的導電聚苯胺，再加入所需量的鉬酸鈉，然后繼續攪拌，備用；(此步驟優選的，將去離子水和二氧化硅按照重量比為10 1混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下邊攪拌邊加入所需量的導電聚苯胺，攪拌1小時后再加入所需量的鉬酸鈉，然后繼續攪拌30分鐘；)(3)溶液C 將聚丙烯腈鈉鹽和聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用，備用；(4)使用前先將溶液B和C混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下攪拌；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續在3000 3500轉/分的條件下攪拌。(此步驟優選的，第(4)步中，先將溶液B和C混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續在3000 3500轉/分的條件下攪拌1小時即可使用。)本發明膠體電解質溶液具有空間結構穩定、分布均勻和電阻小等特點，適合電動汽車動力電池使用。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明。實施例1 動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，各組分的質量百分比為硫酸36.8%納米氣相二氧化硅0. 6%聚丙烯腈鈉鹽0.2%
聚丙烯酸0.05%導電聚苯胺0.3%磷酸硫酸鈉0.5%硫酸亞錫0.2%鉬酸鈉0.05%去離子水60.3%。以實施例1為例，配制IOOkg膠體電解質步驟如下(1)溶液A:將Ikg磷酸，0.5kg硫酸鈉和0.2kg硫酸亞錫溶入61.6kg，59.7% (1. 5g/cm3)的稀硫酸溶液中，攪拌，混合均勻，備用。(2)溶液B 將6kg去離子水和0. 6kg納米氣相二氧化硅混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下邊攪拌邊加入0. 3kg導電聚苯胺，攪拌1小時后再加入0. 05kg鉬酸鈉，然后繼續攪拌30分鐘，備用。(3)溶液C 將0. 2kg聚丙烯腈鈉鹽和0. 05kg聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用，(4)將配制好的溶液B和C混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續在3000 3500轉/分的條件下攪拌1小時。實施例2 動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，由以下質量百分比的組分配制而成硫酸44.7%納米氣相二氧化硅0. 2%聚丙烯腈鈉鹽0.5%聚丙烯酸0. 05%，聚丙烯酸的分子量為2000 5000 ；導電聚苯胺0. 1 %，導電聚苯胺為陰離子聚苯胺、陽離子聚苯胺或非本征態聚苯胺；磷酸1.5%硫酸鈉2.0%硫酸亞錫0.4%鉬酸鈉0.05%去離子水50. 5%。以實施例2為例，配制IOOkg膠體電解質步驟如下(1)溶液A:將1.5kg磷酸，2kg硫酸鈉和0.4kg硫酸亞錫溶入74. 9kg，59. 7% (1. 5g/cm3)的稀硫酸溶液中，攪拌，混合均勻，備用。(2)溶液B 將2kg去離子水和0. 2kg納米氣相二氧化硅混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下邊攪拌邊加入0. Ikg導電聚苯胺，攪拌1小時后再加入0. 05kg鉬酸鈉，然后繼續攪拌30分鐘，備用。(3)溶液C 將0. 5kg聚丙烯腈鈉鹽和0. 05kg聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用， (4)將配制好的溶液B和C混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續在3000 3500轉/分的條件下攪拌1小時。實施例3 動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其各組分的質量百分比如下硫酸36%納米氣相二氧化硅0. 6%聚丙烯腈鈉鹽0.2%聚丙烯酸0.05%導電聚苯胺0.3%磷酸硫酸鈉0.5%硫酸亞錫0.2%鉬酸鈉0.05%去離子水61.1%。以實施例3為例，配制IOOkg膠體電解質步驟如下(1)溶液A 將Ikg磷酸，0. 5kg硫酸鈉和0. 2kg硫酸亞錫溶入60. 3kg, 59. 7% (1. 5g/cm3)的稀硫酸溶液中，攪拌，混合均勻，備用。(2)溶液B 將6kg去離子水和0. 6kg納米氣相二氧化硅混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下邊攪拌邊加入0. 3kg導電聚苯胺，攪拌1小時后再加入0. 05kg鉬酸鈉，然后繼續攪拌30分鐘，備用。(3)溶液C 將0. 2kg聚丙烯腈鈉鹽和0. 05kg聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用，(4)將配制好的溶液B和C混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續在3000 3500轉/分的條件下攪拌1小時。實施例4 動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其各組分的質量百分比如下硫酸40%納米氣相二氧化硅0. 3%聚丙烯腈鈉鹽0. 4%聚丙烯酸0. 05%，聚丙烯酸的分子量為2000 5000 ；導電聚苯胺0. 2%，導電聚苯胺為陰離子聚苯胺、陽離子聚苯胺或非本征態聚苯胺；磷酸0.75%硫酸鈉1.5%硫酸亞錫0.3%鉬酸鈉0.去離子水56.4%。以實施例4為例，配制IOOkg膠體電解質步驟如下(1)溶液A 將0. 75kg磷酸，1. 5kg硫酸鈉和0. 3kg硫酸亞錫溶入67. Okg, 59. 7% (1. 5g/cm3)的稀硫酸溶液中，攪拌，混合均勻，備用。
(2)溶液B 將3kg去離子水和0. 3kg納米氣相二氧化硅混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下邊攪拌邊加入0. 2kg導電聚苯胺，攪拌1小時后再加入0. Ikg鉬酸鈉， 然后繼續攪拌30分鐘，備用。(3)溶液C 將0. 4kg聚丙烯腈鈉鹽和0. 05kg聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均用，(4)將配制好的溶液B和C混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續在3000 3500轉/分的條件下攪拌1小時。本領域的普通技術人員應該認識，上述只是對本發明優選實施例的解釋說明，而并非對本發明的限定，凡是在本發明的實質范圍內，對以上實施例的變化、變型都將落入本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其特征是各組分的質量百分比如下 硫酸36% 45%二氧化硅0. 聚丙烯腈鈉鹽0. 0.5% 聚丙烯酸0. 01% 0. 05% 導電聚苯胺0. 0. 5% 磷酸0. 5%~ 1. 5% 硫酸鈉0. 5% 2.0% 硫酸亞錫0. 05% 0. 5% 鉬酸鈉0. 01% 0.1% 去離子水50% 62%。
2.根據權利要求1所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其特征在于各組分的質量百分比為硫酸36.8% 二氧化硅0. 6% 聚丙烯腈鈉鹽0. 2% 聚丙烯酸0. 05% 導電聚苯胺0.3% 磷酸硫酸鈉0. 5% 硫酸亞錫0. 2% 鉬酸鈉0. 05% 去離子水:60. 3%0
3.根據權利要求1所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其特征在于各組分的質量百分比為硫酸44. 7% 二氧化硅0. 2% 聚丙烯腈鈉鹽0. 5% 聚丙烯酸0. 05% 導電聚苯胺0. 1% 磷酸1. 5% 硫酸鈉2.0% 硫酸亞錫0. 4% 鉬酸鈉0. 05% 去離子水50. 5%。
4.根據權利要求1-3任一項所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其特征在于所述的二氧化硅為納米氣相二氧化硅。
5.根據權利要求1-3任一項所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其特征在于所述的導電聚苯胺為陰離子聚苯胺、陽離子聚苯胺或非本征態聚苯胺。
6.根據權利要求1-3任一項所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其特征在于所述聚丙烯酸的分子量為2000 5000。
7.根據權利要求1-3任一項所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質，其特征在于所述聚丙烯腈鈉鹽為水解聚丙烯腈鈉鹽，易溶于水。
8.如權利要求1-7所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質的制備方法，其特征是按如下步驟配制(1)溶液A將所需量的磷酸、硫酸鈉和硫酸亞錫溶入所需量的稀硫酸中，混合并攪拌均勻；(2)溶液B將去離子水和二氧化硅按照重量比為10 1混合，在轉速為3000 3500 轉/分的條件下邊攪拌邊加入所需量的導電聚苯胺，后再加入所需量的鉬酸鈉，然后繼續攪拌；(3)溶液C將聚丙烯腈鈉鹽和聚丙烯酸用適量水溶解，攪拌均勻；(4)先將溶液B和C混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下攪拌；在溶液B和C 混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續在3000 3500轉/分的條件下攪拌。
9.如權利要求8所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質的制備方法，其特征是第(1) 步中，所述稀硫酸的濃度為59. 7%。
10.如權利要求8所述的動力鉛酸蓄電池用膠體電解質的制備方法，其特征是第(2) 步中，將去離子水和二氧化硅按照重量比為10 1混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下邊攪拌邊加入所需量的導電聚苯胺，攪拌1小時后再加入所需量的鉬酸鈉，然后繼續攪拌30分鐘；第(4)步中，先將溶液B和C混合，在轉速為3000 3500轉/分的條件下攪拌2小時；在溶液B和C混合均勻后，再加入溶液A，補足去離子水，繼續在3000 3500 轉/分的條件下攪拌1小時。
全文摘要
本發明公開了一種動力鉛酸蓄電池用膠體電解質及其制備方法。本發明動力鉛酸蓄電池用膠體電解質的各組分的質量百分比如下硫酸36％～45％、二氧化硅0.1％～1％、聚丙烯腈鈉鹽0.1％～0.5％、聚丙烯酸0.01％～0.05％、導電聚苯胺0.1％～0.5％、磷酸0.5％～1.5％、硫酸鈉0.5％～2.0％、硫酸亞錫0.05％～0.5％、鉬酸鈉0.01％～0.1％、去離子水50％～62％。本發明膠體電解質溶液具有空間結構穩定、分布均勻和電阻小等特點，適合電動汽車動力電池使用。
文檔編號H01M10/10GK102231443SQ20111012766
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月17日 優先權日2011年5月17日
發明者汪訓國 申請人:汪訓國