本發明涉及鉛酸蓄電池領域,尤其涉及一種膠體電解質及其制備方法。
背景技術:
膠體電池電解質是利用二氧化硅的表面羥基在硫酸根橋聯作用下,形成三維網狀結構,從而固定住硫酸電解液,使其由液態轉變為凝膠態。膠體電解液可以有效防止硫酸分層,使鉛酸蓄電池充放電平穩;起動性能和耐深放電性能得到很好的提升;也抑制了硫酸鉛晶體的長大,減小了極板的不可逆硫酸鹽化,延長了電池循環壽命。氣相二氧化硅具有良好的觸變性及凝膠強度,國內外大型膠體電池廠家均采用其作為膠凝劑。但正是氣相二氧化硅這種強觸變性,使得膠體電解質粘度大,膠凝時間短,從而導致難以灌膠的問題,為了達到灌注效果,通常要通過降低二氧化硅含量,犧牲凝膠的強度,來達到較低的粘度,有利于灌膠。為解決以上問題發明了一種膠體配方及配置方案能讓低溶度的膠體具有高濃度的膠體性能,同時能有效延長膠體凝膠時間既降低成本同時解決了高溶度膠體灌注難得問題。
技術實現要素:
為了解決上述技術問題,本發明提供了一種膠體電解質,其特征在于,由以下組分組成,各組分的質量占比:甘露膠0.5-1份、二氧化硅0.5-2份、硫酸34-36份、硫酸鈉1-2份、硫酸亞錫0.5-1.5份、純水57.5-63.5份。
優選地,甘露膠0.5份、二氧化硅0.5份、硫酸34份、硫酸鈉1份、硫酸亞錫0.5份、純水57.5份;
優選地,甘露膠1份、二氧化硅2份、硫酸36份、硫酸鈉2份、硫酸亞錫1.5份、純水63.5份。
優選地,甘露膠0.8份、二氧化硅1份、硫酸35份、硫酸鈉1.5份、硫酸亞錫1份、純水60份。
本發明還提供了一種膠體電解質的制備方法。包括以下步驟,
在配膠釜中泵入計量好的質量占比為57.5-63.5的純水;
緩慢向釜中泵入計量好34-36份的濃硫酸,溶液溫度在40-60℃之間;
向釜中投加1-2份硫酸鈉、0.5-1.5份硫酸亞錫,邊加入邊低速剪切,剪切速度控制在500-1000r/min之間,直到硫酸鈉、硫酸亞錫完全溶解;
向配置好的稀硫酸溶解中加入0.5-1.5份的水溶性干露膠快速剪切分散溶解,剪切速度控制在3000-5000r/min之間;
剪切分散完畢后,降溫至5℃左右,將剪切泵剪切速度加大到6000-12000r/min吸入0.5-2份的二氧化硅,二氧化硅吸畢,繼續剪切5-15min;
配置完畢后,加入少量的硫酸或純水將膠體酸密度調整到1.255-1.265g/ml之間,作為膠體電解質備用。
本發明的膠體電解質具有高濃度的膠體性能,有效延長膠體凝膠時間、易于膠體灌注,降低成本。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例1,本發明提供了一種膠體電解質,由以下組分組成,各組分的質量占比:甘露膠0.5份、二氧化硅0.5份、硫酸34份、硫酸鈉1份、硫酸亞錫0.5份、純水57.5份。
硫酸為鉛酸電池的主要活物質;純水為硫酸稀釋劑、助劑,電導率;硫酸亞錫為分析純級,功能為提高導電性及過放電恢復能力;硫酸鈉增加硫酸鉛的溶解度,提高充電接受能力;甘露膠用于用于硫酸電解液增稠,提高硫酸電解液的鎖酸穩定性;二氧化硅為氣相納米級二氧化硅,為電解液主要組成成分,二氧化硅表面羥基與硫酸根橋聯,形成穩定的三維網狀結構,固定硫酸電解液使其由液態變為凝膠態,有效防止了電解液中硫酸分層,電池正極板活性物質泥化脫落,電池內部的微短路及自放電,同時在充電過程中在正極產生的氧氣能順利通過膠體裂紋到達負極與負極活性物質化合,增強電池氧復合作用,提高充電效率同時減少電池循環過程中水分的損失。
本發明提供的膠體電解質具有以下優點:提高了活性物質利用率,在完全凝膠狀態下使用徹底解決了硫酸分層現象,延緩極板腐蝕與鈍化,減小自放電;而且酸凝膠時間長、凝膠強度高有效解決了高濃度膠體電解質成本高,凝膠時間短不容易灌注等行業難點問題。
實施例2,本發明提供了一種膠體電解質,由以下組分組成,各組分的質量占比:甘露膠1份、二氧化硅2份、硫酸36份、硫酸鈉2份、硫酸亞錫1.5份、純水63.5份。
實施例3,甘露膠0.8份、二氧化硅1份、硫酸35份、硫酸鈉1.5份、硫酸亞錫1份、純水60份。
本發明的一種膠體電解質的制備方法,
實施例1,包括以下步驟,
在配膠釜中泵入計量好的質量占比為57.5份的純水;
緩慢向釜中泵入計量好34份的濃硫酸,溶液溫度在40℃;
向釜中投加1份硫酸鈉、0.5份硫酸亞錫,邊加入邊低速剪切,剪切速度控制在500r/min之間,直到硫酸鈉、硫酸亞錫完全溶解;
向配置好的稀硫酸溶解中加入0.5份的水溶性干露膠快速剪切分散溶解,剪切速度控制在3000r/min之間;
剪切分散完畢后,降溫至5℃左右,將剪切泵剪切速度加大到6000r/min吸入0.5份的二氧化硅,二氧化硅吸畢,繼續剪切5min;
配置完畢后,加入少量的硫酸或純水將膠體酸密度調整到1.255g/ml之間,作為膠體電解質備用。
實施例2,包括以下步驟,
在配膠釜中泵入計量好的質量占比為63.5份的純水;
緩慢向釜中泵入計量好36份的濃硫酸,溶液溫度在60℃;
向釜中投加2份硫酸鈉、1.5份硫酸亞錫,邊加入邊低速剪切,剪切速度控制在1000r/min之間,直到硫酸鈉、硫酸亞錫完全溶解;
向配置好的稀硫酸溶解中加入1.5份的水溶性干露膠快速剪切分散溶解,剪切速度控制在5000r/min;
剪切分散完畢后,降溫至5℃左右,將剪切泵剪切速度加大到12000r/min吸入2份的二氧化硅,二氧化硅吸畢,繼續剪切15min;
配置完畢后,加入少量的硫酸或純水將膠體酸密度調整到1.265g/ml之間,作為膠體電解質備用。
實施例3,包括以下步驟,
在配膠釜中泵入計量好的質量占比為60份的純水;
緩慢向釜中泵入計量好35份的濃硫酸,溶液溫度在50℃之間;
向釜中投加1.5份硫酸鈉、1份硫酸亞錫,邊加入邊低速剪切,剪切速度控制在800r/min之間,直到硫酸鈉、硫酸亞錫完全溶解;
向配置好的稀硫酸溶解中加入0.8份的水溶性干露膠快速剪切分散溶解,剪切速度控制在4000r/min之間;
剪切分散完畢后,降溫至5℃左右,將剪切泵剪切速度加大到10000r/min吸入1份的二氧化硅,二氧化硅吸畢,繼續剪切10min;
配置完畢后,加入少量的硫酸或純水將膠體酸密度調整到1.26g/ml,作為膠體電解質備用。