[发明专利]可深度大功率放电的胶体蓄电池电解液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池工业技术领域，特别涉及蓄电池生产技术领域。

背景技术

蓄电池自应用至今已经将近一个半世纪，以价格便宜、原材料易得、使用方便、性能可靠、结构简单等优点， 成为应用非常广泛、消费量最大的蓄电池，在二次电池工业中占据着主要的地位。为了进一步改善蓄电池的放电特性，提高高倍率放电容量，有人开始研究胶体电解质的制备方法，并且在胶体电解质中加入添加剂等方法来提高蓄电池的性能。在胶体电解质中加入添加剂,具有不改变电池工业生产过程、附加成本低、效果好、便于推广等优点，目前国内外都积极研制各式各样的电解质添加剂，选择合适的电解质添加剂是改善胶体电池性能的主要途径。目前研究电解质添加剂较多的有：凝胶添加剂、碱金属及碱土金属硫酸盐、磷酸及NH₄⁺、有机高分子和配合物等，有相关研究人员通过在硫酸电解质溶液中加入稀土硫酸盐，可将传统的铅合金电极通过在硫酸溶液中加入稀土离子来改善和提高铅蓄电池的性能。

但在胶体电解质中把稀土作为电解质添加剂却研究很少，尤其研究其作用机理就更少。由于我国的稀土资源极为丰富，探索稀土在胶体电解液中应用具有更为广泛的应用前景。

发明内容

本发明目的在于提出一种蓄能大、放电时间长的可深度大功率放电的胶体蓄电池电解液的制备方法。

本发明技术方案是：将硫酸铈或硫酸铕与去离子水混合，配成复合添加剂，然后将复合添加剂滴加到二氧化硅水溶胶中，最后，在搅拌状态下，再加入比重为1.38的硫酸水溶液，形成胶体蓄电池电解液。

由于稀土元素具有特殊的催化性能，可以改善蓄电池充电时气体的析出情况，提高活性物质利用率及充电效率，从而起到增加电池容量的作用。本发明方法稀土用量少，制备工艺简单，生产成本低，是具有重要工业化应用前景的稀土改性蓄电池电解液性能的有效方法。使用该电解液组装成的大容量铅酸蓄电池充电4小时，可以放电110～150分钟，可广泛应用于电厂、变电站的开关控制系统、不间断电源及太阳能及风能储能电源等。

本发明优点具体体现在以下几点：

1、稀土其具有特殊的催化性能，可以提高活性物质的利用率，从而增加电池容量的作用。

2、本发明技术通用性强，可适用于得到电池电解质与添加剂的优化组成配比。使用该电解液组装成的大容量铅酸蓄电池可广泛应用于电厂、变电站的开关控制系统、不间断电源及太阳能及风能储能电源。

3、超强的承受深放电及大电流放电能力，具有过充及过放电自我保护性能。电池抗深放电能力强，100%放电后仍可继续接在负载上，在一定时间内充电可恢复原容量。

4、硫酸一方面起着输送电荷的作用，另一方面它又是活性反应物。电解液中硫酸含量和浓度的多少在一定程度上影响着蓄电池的容量和寿命，在配制胶体电解液时往往将硫酸密度调到1.38g/cm³。

本发明所述复合添加剂中，硫酸铈或硫酸铕占复合添加剂的质量百分比为0.002％～0.02％。可以提高活性物质的利用率，从而增加电池容量的作用。抑制电池早期容量的损失，提高电池的循环寿命。

本发明所述二氧化硅水溶胶由气相二氧化硅和去离子水混合组成，所述气相二氧化硅和去离子水的投料体积比为1︰90。可保证SiO₂ 含量在0.3%时，胶体液态电解液的放电效果最好。

具体实施方式

    例1：

将98%的浓硫酸溶液用去离子水稀释成比重为1.38的硫酸水溶液。

量取 0.1ml气相二氧化硅于50ml小烧杯中，溶解在9ml去离子水溶液中（必要时进行超声），将小烧杯中的溶液加入到18 ml比重为1.38的硫酸水溶液中，形成溶液，在90 mg二氧化硅含量0.3%的胶体液态电解液中加入6 mg硫酸铈，加入的硫酸铈占总重的0.02%，经充分混合形成蓄电池电解液。

使用该电解液组装成的大容量铅酸蓄电池充电4小时，可以放电110分钟。

例2：

将98%的浓硫酸溶液用去离子水稀释成比重为1.38的硫酸水溶液。

量取0.1 ml气相二氧化硅于50ml小烧杯中，溶解在9ml去离子水溶液中(必要时进行超声)，将小烧杯中的溶液加入到18ml比重为1.38的硫酸水溶液中，形成溶液，在90 mg二氧化硅含量0.3%的胶体液态电解液中加入0.6mg硫酸铈，加入的硫酸铈占总重的0.002%，经充分混合形成蓄电池电解液。