[发明专利]一种蓄电池胶体电解质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池胶体电解质及蓄电池胶体电解质的制备方法。

背景技术

现有的胶体蓄电池主要采用阀控技术，是密封式蓄电池中的一种。呈凝胶状态的胶体电解质在蓄电池中不流动，因而不易漏酸，可有效防止活性物质脱落，有效抑制铅枝晶的生长及渗透，减少电池自放电，延长电池寿命。相比于AGM阀控式蓄电池，胶体蓄电池在使用过程中具有明显的优势。

但由于胶体蓄电池使用的胶体电解质粘度比普通的硫酸电解液大很多，这给电池的灌酸工艺带来了严峻的考验；另外，如果胶体强度不够，在电池受到强烈震动或碰撞时可能导致胶体破碎，使电池性能大为下降。虽然胶体电解质具有一定的触变性，但即使是在高速搅拌条件下，其粘度仍比纯硫酸电解液大得多，不仅灌酸速度慢，而且电池不易灌满，多数情况下需后补胶液。高粘度的胶体电解质在灌胶过程中很难均匀流入电池内部极群各处，导致电池容量不一致。由于胶体电解液的流动性差，渗透性也随之降低，胶体电解质对隔板、极板的渗透性差，极有可能导致隔板或极板出现干点，严重影响电池性能。目前已有的胶体电解质，无论是纳米二氧化硅体系还是硅溶胶体系，其灌胶流动性均很差，电池使用性能及寿命均远低于预期。

发明内容

本发明的目的是要解决现有蓄电池胶体电解质因灌胶流动性差而导致的灌胶困难、灌胶效率低、电池性能差、寿命短的问题，进而提供一种蓄电池胶体电解质及其制备方法。

本发明提供的蓄电池胶体电解质由含硅凝胶剂、流动改进及凝胶增强剂、复合添加剂及电解液制成。

本发明提供的蓄电池胶体电解质的制备方法包括：

步骤1，将含硅凝胶剂分散到35～45％的硫酸溶液中制成浓度为2.9～14.9％的胶体分散液，在50℃下强烈搅拌2～8小时，得到分散液甲；

步骤2，将由针状纳米晶须或针状纳米微纤制成的流动改进及凝胶增强剂分散到所属胶体分散液甲中，并调整所述流动改进及凝胶增强剂中流动改性剂的量，使所述流动改性剂的量占胶体量的0.05～1％重量份，搅拌分散4～8小时后降至室温，得到分散液乙；

步骤3，将复合添加剂溶解到所述分散液乙中，调节所述复合添加剂组成为占胶体量的8.5～15％重量份，搅拌1～4小时，得到目标蓄电池胶体电解质。

本发明提供的蓄电池胶体电解质可用于组装不同用途的蓄电池(起动用蓄电池、固定型蓄电池、牵引用蓄电池)，本发明提供的蓄电池胶体电解质的制备方法具有配制工艺简单的特点，极大的改善了胶体灌胶的流畅性，改善了胶体对电池内部隔板及极板的浸润性，提高了灌胶速度和电池的电化学性能。

具体实施方式

本发明的具体实施方式提供了一种蓄电池胶体电解质及其制备方法，相应的蓄电池胶体电解质由含硅凝胶剂、流动改进及凝胶增强剂、复合添加剂及电解液制成；相应的蓄电池胶体电解质的制备方法包括：步骤1，将含硅凝胶剂分散到35～45％的硫酸溶液中制成浓度为2.9～14.9％的胶体分散液，在50℃下强烈搅拌2～8小时，得到分散液甲；步骤2，将由针状纳米晶须或针状纳米微纤制成的流动改进及凝胶增强剂分散到所属胶体分散液甲中，并调整所述流动改进及凝胶增强剂中流动改性剂的量，使所述流动改性剂的量占胶体量的0.05～1％重量份，搅拌分散4～8小时后降至室温，得到分散液乙；步骤3，将复合添加剂溶解到所述分散液乙中，调节所述复合添加剂组成为占胶体量的8.5～15％重量份，搅拌1～4小时，得到目标蓄电池胶体电解质。

下面通过具体的实施例对本发明作具体说明。

具体实施方式一：

本具体实施方式提供的蓄电池胶体电解质由以下方法制得：在不断搅拌下将2.9g比表面积为400m²/g的气相纳米SiO₂逐步加入到浓度为35％的97.1g稀硫酸溶液中，升温至50℃强烈搅拌2小时，得到胶体分散液甲；在不断搅拌下将0.05g直径为10纳米、长径比为5的针状ZnO晶须加入到分散液甲中，继续强力搅拌4小时，降至室温，得到分散液乙；在搅拌条件下，将1g淀粉、3g硫酸钠和4.5g磷酸溶解到分散液乙中溶解到分散液乙中，继续搅拌1小时，得到具有良好触变流动性及凝胶稳定性的胶体电解质。未加ZnO晶须的对照胶体粘度为1398mPa.s，加ZnO晶须的胶体粘度为174mPa.s。

具体实施方式二：