[发明专利]一种环保型高性能胶体电解质

说明书

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池，尤其涉及铅酸蕾电池中所使用的胶体电解质。

背景技术

胶体配制方法通常分为中和法、离子交换法和气相二氧化硅法。从目前的实际应用效果来看，气相二氧化硅法制得的胶体电解质性能最好，国外和国内许多单位都已采用这一方法生产胶体电解质。但是，到目前为止，尽管经过了很多的改进，采用这种胶体电解质的电池在综合性能方面还是存在一些问题：1、胶体蓄电池初始容量低，需经10余次循环才能出厂，生产周期长，成本高。2、在深充深放循环450次以上时，胶体电解质会产生水化现象。

发明内容

 本发明的目的在于提供一种初始容量足、深充深放性能好、循环寿命长的环保型高性能胶件电解质。

为实现上述目的，本发明提出了一种环保型高性能胶体电解质，包括如下组分且各组分的质量百分比为：

硫酸：                            40％～43％

纳米级气相二氧化硅：    4％～5％

高分子稳定剂：              0.05％～0.5％

硼酸：                            0.1％～0.5％

磷酸：                            1％～2％

氢氧化钾：                    1％～2.5％

水：                               50％～53％   。

作为优选，各组分的质量百分比为：

硫酸：                         41％

纳米级气相二氧化硅；    4.5％

高分子稳定剂：             0.3％

硼酸：                         0.2％

磷酸：                         1.5％

氢氧化钾：                   l.5％

水：                            51％。

作为优选，所述的高分子稳定剂采用乙二醇。

 本发明的有益效果：

纳米级气相二氧化硅具有比表面积大、纯度高，良好的触变性能等特性。但是，当其含量太高时，生成的胶体网络结构太多，胶体电解质发干、发硬，没有弹性，灌入电池后产生龟裂，使电池的内阻很大；当其含量太低时，生成的网络结构太少，胶体强度下降，失去触变性，灌人电池后产生析水现象。只有二氧化硅含量4～5％时，才能得到易切稀、复凝性好、电导率小的凝胶。

在胶体的配方中采用氢氧化钾，钾离子和纳米级气相二氧化硅可以相互作用、相互支持，对二氧化硅粒子的聚集过程有明显的促进作用，这是由于钾离子会吸附在带负电的胶粒表面，原来靠静电保持相对稳定的胶粒就会相互吸引而聚集，破坏胶粒的带电状态，使二氧化硅胶核发生键合反应，建立更强的网络结构，这种网络结构在循环充电过程中处于稳定状态，可以防止在长时间的深充深放循环后胶体电解质产生水化现象，从而使胶体电解质电池具有耐深放电和寿命长等特点，循环寿命比钠离子系胶体电解质电池可提高10%-20%。

采用电镜扫描进行观察，加入了氢氧化钾的胶体电解质的表面结构疏松、多孔，有利于电解质的扩散和迁移，也有利于正极产生的氧扩散到负极，在负极上复合成水，实现电池内的气体再复合成水的循环，使电池具有良好的密封性，水损耗小，无酸雾逸出，环保性好。

钾离子体系气相二氧化硅胶体电解质对硅胶浓度、酸度的适应性强。首次凝胶结构均匀，胶体电解质起始容量高，在一定的循环次数范围内，电容量呈上升趋势，凝胶后的胶体电解质自放电小。与钠离子系胶体电解质电池相比，钾离子系胶体电解质电池可提高容量10%左右。

在胶体电解质中添加乙二醇，乙二醇中的部分羟基与纳米二氧化硅表面孤立的硅羟基互相结合，扩展了凝胶的网络结构，可以大大降低纳米二氧化硅的分散时间，防止胶体团聚，从而改善胶体的均匀性，有利于形成高容量、低电阻、稳定性好、不易水化的胶体电解质。

具体实施方式

实施例一：

硫酸：40％，  纳米级气相二氧化硅：4％，聚丙烯酰胺：0.5％，  硼酸：0.5％， 磷酸：2％，  氢氧化钾：l％，  水：52％。