一種硅膠鹽表面膠體電解質及其制備方法
【專利摘要】本發明公開一種硅膠鹽表面膠體電解質，包含如下重量百分比的原料組分：納米SiO24?10%、Na2SO41?8%、NH4OH 2?4%、H2SO443?50%、7H2O.CoSO40.5?2%、聚乙烯磺酸鹽2?5%、H3PO42?6%和水15?45.5%；該硅膠鹽表面膠體電解質綜合性能好和對環境無污染。
【專利說明】
-種括膠鹽表面膠體電解質及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明設及一種硅膠鹽表面膠體電解質及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前鉛蓄電池廣泛應用于汽車、火車、拖拉機、摩托車、電動車W及通訊、電站、電 力輸送、儀器儀表、IPS電源和飛機、坦克、艦艇、雷達系統等領域。隨著世界能源經濟的發展 和人民生活水平的日益提高，在二次電源使用中，鉛蓄電池已占有85%w上的市場份額。鉛 酸蓄電池 W技術成熟、成本低、大電流放電性能佳、適用溫度范圍廣、安全性高，可做到完全 回收利用等優點在汽車起動電池和電動車領域尚無法被其它電池取代。
[0003] 鉛蓄電池通常是W硫酸溶液作為主要的電解液，但由于酸與水混合時會產生濃烈 的酸霧，在蓄電池使用或充電時都會產生大量酸霧和泄漏，給使用者極大的人身傷害W及 對環境的造成較大的污染。近年來雖然已出現許多膠體之類的電解液，此類型的膠體電解 液做成的電池比硫酸溶液做成的電池綜合性能稍好，但是普遍存在容量下降、灌注困難、熱 失控、充電酸霧過大、自放點過大等不足，已不能滿足市場及行業的需要，同時很難做到節 能減排和國家環保部推進清潔生產的要求。
[0004] 現今缺少一種綜合性能好和對環境無污染的鉛蓄電池電解質。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是提供一種綜合性能好和對環境無污染的硅膠鹽表面 膠體電解質。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案： 一種硅膠鹽表面膠體電解質，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化4-10%、 船2504 1-8%、畑4地2-4%、也504 43-50%、7也0.(：〇504 0.5-2%、聚乙締橫酸鹽2-5%、也口04 2- 6〇/〇 和水 15-45.5〇/〇。
[0007] 進一步的，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化5-9%、化2S〇4 2-7%、N也0H 2.25-3.25%、也5〇4 44-49%、7也0.(：〇5〇4〇.75-1.75%、聚乙締橫酸鹽2.5-4.5%、也？〇4 3-5〇/〇 和水 20-40.5%。
[000引進一步的，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化6-8%、化2S04 3-6%、N也0H 2.5-3%、也504 45-48%、7也0.(：0504 1-1.5%、聚乙締橫酸鹽3-4%、也？04 3.5-4.5%和水25- 35.50/0。
[0009] 進一步的，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化6.5-7.5%、化2S化4-5%、 畑4細2.6-2.9%、也5〇4 46-47%、7也0.(：〇5〇4 1.2-1.3%、聚乙締橫酸鹽 3.25-3.75%、也口〇4 3.75-4.25%和水 28-32.5〇/〇。
[0010] 進一步的，所述水為超純水。
[0011 ] 進一步的，所述納米Si化的粒徑為15nm-34皿。
[0012]本發明要解決的另一技術問題是提供一種硅膠鹽表面膠體電解質的制備方法，包 括有w下步驟： 1)取納米Si〇2 4-10%、NH4〇H 2-4%、化2S〇4 1-8%，放入高壓容器內，加入水12-40%，攬拌 均勻，再密閉高壓容器，加熱到96°C-104°C，保持氣壓18-29kg/cm2,靜止30-6化后得到堿性 納米級原液。
[OOK] 2)取7出O.CoS〇4〇.5-2%、曲P〇4 2-6%、水3-5.5%調混，再與步驟1)中得到的堿性納 米級原液調混待用； 3) 將出S化43-50%注入步驟2)中，連續攬拌28-32min后放入聚乙締橫酸鹽2-5%，再攬 拌12-18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸累經裝有流量計控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質。
[0014] 進一步的，所述步驟1)中的加熱溫度為98°C-102°C。
[0015] 進一步的，所述步驟1)中的氣壓20-2化g/cm2。
[0016] 進一步的，所述步驟1)的靜止時間為40-5化。
[0017] 本發明的有益效果為：使用該硅膠鹽表面膠體電解質生產出來的蓄電池內阻極 小(2V系列在0.2毫歐W下）、比能量高、溫度適應范圍更廣(-50°C~75°C)、充電過程極微酸 霧、自放電極小(常溫存放二年仍可正常使用)等;在各原料組分的相互配合作用下，使用該 硅膠鹽表面膠體電解質生產出來的蓄電池在反應終止報廢后，電解質抑值會變成中性或微 堿性;該硅膠鹽表面膠體電解質的生產工藝制法簡單，在生產過程中對作業人員和環境沒 有任何污染。
【具體實施方式】 [001引實施例1 一種硅膠鹽表面膠體電解質，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化4%、化2S化 P/0、NH40H 2%、出S04 43%、7出O.C0S04 0.5%、聚乙締橫酸鹽 2%、出P04 2%和水 45.50/0。
[0019] 所述水為超純水。
[0020] 所述納米Si化的粒徑為15nm-34皿。
[0021] -種硅膠鹽表面膠體電解質的制備方法，包括有W下步驟： 1)取納米Si化4%、NH40H 2%、Na2S化1%，放入高壓容器內，加入超純水40%，攬拌均勻， 再密閉高壓容器，加熱到96°C-104°C，保持氣壓18-2化g/cm2,靜止30-6化后得到堿性納米 級原液。
[0022] 2)取7出0.CoS化0.5%、出Κ)4 2%、超純水5.5%調混，再與步驟1)中得到的堿性納米 級原液調混待用； 3) 將出S化43%注入步驟2)中，連續攬拌28-32min后放入聚乙締橫酸鹽2%，再攬拌12- 18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸累經裝有流量計控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質。
[0023] 實施例2 一種硅膠鹽表面膠體電解質，包含如下重量百分比的原料組分:納米Si化10%、化2S化 80/0、NH40H 4%、出S〇4 50%、7出O.C〇S〇4 2%、聚乙締橫酸鹽 5%、出P〇4 6%和水 15〇/〇。
[0024] 所述水為超純水。
[0025] 所述納米Si化的粒徑為15nm-34皿。
[0026] -種硅膠鹽表面膠體電解質的制備方法，包括有W下步驟： 1)取納米Si化10%、NH40H 4%、Na2S化8%，放入高壓容器內，加入超純水12%，攬拌均勻， 再密閉高壓容器，加熱到96°C-104°C，保持氣壓18-2化g/cm2,靜止30-6化后得到堿性納米 級原液。
[0027] 2)取7出0.CoS化2%、出Κ)4 6%、超純水3%調混，再與步驟1)中得到的堿性納米級原 液調混待用； 3) 將出S化50%注入步驟2)中，連續攬拌28-32min后放入聚乙締橫酸鹽5%，再攬拌12- 18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸累經裝有流量計控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質。
[0028] 實施例3 一種硅膠鹽表面膠體電解質，包含如下重量百分比的原料組分：納米Si化7%、化2S化 4.5%、顯4(^3%、出5〇4 46.5%、7出0.(：〇5〇4 1.25%、聚乙締橫酸鹽3.5%、出？〇4 4%和水 30.25%〇
[00巧]所述水為超純水。
[0030] 所述納米Si化的粒徑為15nm-34皿。
[0031] -種硅膠鹽表面膠體電解質的制備方法，包括有W下步驟： 1)取納米51化7%、畑4(^3%、化25化4.5%，放入高壓容器內，加入超純水26%，攬拌均 勻，再密閉高壓容器，加熱到96 °C -104 °C，保持氣壓18-29kg/cm2，靜止30-6化后得到堿性納 米級原液。
[0032] 2)取7出0.CoS化1.25%、曲Κ)4 4%、超純水4.25%調混，再與步驟1)中得到的堿性納 米級原液調混待用； 3) 將出S化46.5%注入步驟2)中，連續攬拌28-32min后放入聚乙締橫酸鹽3.5%，再攬拌 12-18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸累經裝有流量計控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質。
[0033] 實驗例 將本發明的硅膠鹽表面膠體電解質制成蓄電池，進行實驗。
[0034] 實驗一 步驟一 1) 將充放電機的正、負連接線和完全充飽電的蓄電池正、負端子相連接； 2) 常溫25°C環境進行10小時率容量放電測試，并記錄數據。
[0035] 步驟二 1) 將完全充飽電的蓄電池放入-50 °C的低溫恒溫箱置放24h; 2) 再將充放電機的正、負連接線和低溫恒溫箱中的蓄電池正、負端子相連接； 3) -50 °C環境進行10小時率容量放電測試，并記錄數據。
[0036] 由此可見，利用本發明硅膠鹽表面膠體電解質制作的蓄電池的溫度適應范圍比普 通的蓄電池的溫度適應范圍廣。
[0037] 實驗二 1) 將完全充飽電的蓄電池稱重并記錄重量，保留小數點后0.00二位數； 2) 放電0.1C到1.75V/單體后，再W0.1邱良壓14.40V充電24h，W此方法充放24次后，將 所測蓄電池靜置存放24h; 3) 將該蓄電池稱重，記錄數據，充電前的數據減去充電后的數據得出失水率。
[0038] 由此可見，利用本發明硅膠鹽表面膠體電解質制作的蓄電池比能量比普通的蓄電 池的比能量高。
[0039] 實驗三 1) 將完全充飽電的電池按0.1訪義電，終止電壓1.75V/單體，記錄容量； 2) 將此電池常溫存放二年； 3) 按1C放電到終止電壓1.75V，記錄放出的容量。
[0040] 由此可見，利用本發明硅膠鹽表面膠體電解質制作的蓄電池自放電比普通的蓄電 池的自放電小。
[0041 ] 實驗四 1) 將完全充飽電的蓄電池常溫存放24h; 2) 使用3901智能電池狀態測試儀進行測試； 1. 打開開關，顯示電池內阻測試； 2. 按單節測試確認； 3. 電池類型調到調到2V300AH; 4. 按確認測試內阻，并記錄數據。
[0042] 由此可見，利用本發明硅膠鹽表面膠體電解質制作的蓄電池內阻比普通的蓄電池 的內阻小。
[0043] 本發明的有益效果為：使用該硅膠鹽表面膠體電解質生產出來的蓄電池內阻極 小(2V系列在0.2毫歐W下）、比能量高、溫度適應范圍更廣(-50°C~75°C)、充電過程極微酸 霧、自放電極小(常溫存放二年仍可正常使用)等;在各原料組分的相互配合作用下，使用該 硅膠鹽表面膠體電解質生產出來的蓄電池在反應終止報廢后，電解質抑值會變成中性或微 堿性;該硅膠鹽表面膠體電解質的生產工藝制法簡單，在生產過程中對作業人員和環境沒 有任何污染。
[0044] W上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何 不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種硅膠鹽表面膠體電解質，其特征在于：包含如下重量百分比的原料組分：納米 Si〇2 4-10%、Na2S〇4 l-8%、NH4〇H 2-4%、H2S〇4 43-50%、7H2O.CoS〇4 0.5-2%、聚乙烯磺酸鹽 2-5%、H3P〇4 2-6%和水 15-45.5%。2. 根據權利要求1所述的硅膠鹽表面膠體電解質，其特征在于:包含如下重量百分比的 原料組分：納米Si〇2 5-9%、Na2S〇4 2-7%、NH4〇H 2.25-3.25%、H2S〇4 44-49%、7H2O.CoS〇4 0.75-1.75%、聚乙烯磺酸鹽 2·5-4·5%、Η3Ρ〇4 3-5%和水 20-40.5%。3. 根據權利要求1所述的硅膠鹽表面膠體電解質，其特征在于:包含如下重量百分比的 原料組分：納米Si〇2 6-8%、Na2S〇4 3-6%、NH4〇H 2.5-3%、H2S〇4 45-48%、7H2O.CoS〇4 1-1.5%、 聚乙烯磺酸鹽3-4%、出?〇4 3.5-4.5%和水25-35.5%。4. 根據權利要求1所述的硅膠鹽表面膠體電解質，其特征在于:包含如下重量百分比的 原料組分：納米Si〇2 6.5-7.5%、Na2S〇4 4-5%、NH4〇H 2.6-2.9%、H2S〇4 46-47%、7H2O.CoS〇4 1.2-1.3%、聚乙烯磺酸鹽 3·25-3·75%、Η3Ρ〇4 3.75-4.25%和水 28-32.5%。5. 根據權利要求1-4任一項所述的硅膠鹽表面膠體電解質，其特征在于:所述水為超純 水。6. 根據權利要求1-4任一項所述的硅膠鹽表面膠體電解質，其特征在于:所述納米Si02 的粒徑為15nm-34nm。7. -種硅膠鹽表面膠體電解質的制備方法，其特征在于:包括有以下步驟： 1) 取納米Si02 4-10%、NH4〇H 2-4%、Na2S〇4 1-8%，放入高壓容器內，加入水12-40%，攪拌 均勻，再密閉高壓容器，加熱到96°C_104°C，保持氣壓18-29kg/cm 2，靜止30-60h后得到堿性 納米級原液； 2) 取7H2O.C〇S〇4 0.5-2%、H3P〇4 2-6%、水3-5.5%調混，再與步驟1)中得到的堿性納米級 原液調混待用； 3) 將H2S〇4 43-50%注入步驟3)中，連續攪拌28-32min后放入聚乙烯磺酸鹽2-5%，再攪 拌12-18min待冷卻到常溫； 4) 將步驟3)中得到的溶液用酸栗經裝有流量計控制的磁化裝備制得硅膠鹽表面膠體 電解質。8. 根據權利要求7所述的硅膠鹽表面膠體電解質的制備方法，其特征在于:所述步驟1) 中的加熱溫度為98 °C-102 °C。9. 根據權利要求7所述的硅膠鹽表面膠體電解質的制備方法，其特征在于:所述步驟1) 中的氣壓20-26kg/cm2〇10. 根據權利要求7所述的硅膠鹽表面膠體電解質的制備方法，其特征在于:所述步驟 1)的靜止時間為40-50h。
【文檔編號】H01M10/10GK105870515SQ201610402417
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】田澤狄, 符錦強
【申請人】田澤狄