專利名稱：一種含離子液體添加劑的鉛蓄電池高分子膠體電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)電源領(lǐng)域，涉及一種可用于鉛蓄電池的含離子液體添加劑的高分子膠體電解質(zhì)配方。
背景技術(shù)：
鉛蓄電池雖然種類繁雜，用途廣泛。目前膠體蓄電池普遍采用氣相SiO2為基質(zhì)制備膠體電解質(zhì)。氣相SiO2不但價格昂貴，而且制備的膠體電解質(zhì)長期以來存在著SiO2含量低、電解質(zhì)穩(wěn)定性低、固酸能力差、凝膠強(qiáng)度不穩(wěn)定的問題。隨之產(chǎn)生了電池抗震能力差、初始容量低、膠體龜裂水化、電池漏液的問題。離子液體由于其獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。烷基咪唑硫酸氫鹽類離子液體具有良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，且其烷基修飾種類和數(shù)量決定了其酸性的強(qiáng)弱。 本發(fā)明旨在選用合適的離子液體添加劑電解液及相關(guān)電池產(chǎn)品的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含離子液體添加劑的鉛蓄電池高分子膠體電解液，改善電解液的灌注性能，提高電池的能量密度，大電流放電能力強(qiáng)和啟動性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種含離子液體添加劑的鉛蓄電池高分子膠體電解液，各組分按重量百分比包括98%硫酸35-40%、烷基咪唑硫酸氫鹽類離子液體f I. 5%、高分子凝膠體1_8%、添加劑0. 01-0. 15%，其余為去離子水。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述烷基咪唑硫酸氫鹽類離子液體的烷基取代種類為二取代或三取代，烷基碳數(shù)量為廣12，使用方式是一種單獨使用或多種混合使用。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述高分子凝膠體由聚乙烯醇和聚丙烯酸鉀按照質(zhì)量比f 10:1 混合均勻溶解于水制成溶膠，然后經(jīng)過3飛次凍融后再經(jīng)高速機(jī)械剪切制成。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述添加劑包括納米碳管、硫酸鈉和硫酸亞錫，使用方式是一種單獨使用或多種混合使用。有益效果本發(fā)明以烷基咪唑硫酸氫鹽類離子液體為電解液添加劑，該類離子液體的硫酸氫根陰離子可以很好地與硫酸相融合，而烷基咪唑陽離子具有高電導(dǎo)率和催化作用。并且烷基取代數(shù)目越多，烷基碳數(shù)量越大，離子液體的酸性越強(qiáng)，HSO4-電離程度越大。以聚乙烯醇及聚丙烯酸鉀等高分子物質(zhì)為成膠基礎(chǔ)材料，灌注于蓄電池后，在電場的作用下由流體變?yōu)榘牍腆w，形成性能穩(wěn)定的凝膠。凝膠具有豐富的液流通道，改善了電池低溫放電性能。聚乙烯醇可與金屬離子螯合，增加活性物質(zhì)利用率。聚丙烯酸鉀結(jié)構(gòu)中的金屬離子和電解質(zhì)中納米炭管的添加使電解液電導(dǎo)率提高，降低電池內(nèi)阻。以離子液體作為添加劑的高分子膠體電解質(zhì)灌注可有效改善鉛蓄電池的能量密度，大電流放電能力強(qiáng)和啟動性能。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)的說明。實施例I
將5g聚丙烯酸鉀溶于20g水中，形成聚丙烯酸鉀水溶液。將聚乙烯醇5g溶于IOOg水中配置聚乙烯醇水溶液，經(jīng)過四次凍融后加入聚丙烯酸鉀水溶液，經(jīng)高速剪切得到高分子凝膠體。將350g98%硫酸、IOg 1_ 丁基_3_甲基咪唑硫酸氫鹽離子液體([C4MIm] HSO4),
0.Ig納米碳管溶于509. 9g水中得到稀硫酸溶液。最后將高分子凝膠體和稀硫酸溶液混 合均勻，得到IOOOg鉛酸蓄電池用高分子膠體電解質(zhì)，可用真空加液機(jī)加入蓄電池中。實施例2
將7. 2g聚丙烯酸鉀溶于50g水中，形成聚丙烯酸鉀水溶液；將聚乙烯醇72g溶于220g 水中配置聚乙烯醇水溶液，經(jīng)過五次凍融后加入聚丙烯酸鉀水溶液，經(jīng)高速剪切得到高分子凝膠體。將400g98%硫酸、7. 5gl_己基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽離子液體([C6MIm] HSO4)，
7.5gl-乙基-2，3-二甲基咪唑硫酸氫鹽離子液體([C2DMIm] HSO4), 0. 5g納米碳管，0. 5g硫酸鈉及0. 5g硫酸亞錫溶于234. 3g水中得到稀硫酸溶液。最后將高分子凝膠體和稀硫酸溶液混合均勻得到IOOOg鉛酸蓄電池用高分子膠體電解質(zhì)，可用真空加液機(jī)加入蓄電池中。實施例3
將6g聚丙烯酸鉀溶于50g水中，形成聚丙烯酸鉀水溶液。將聚乙烯醇60g溶于250g 水中配置聚乙烯醇水溶液，經(jīng)過四次凍融后加入聚丙烯酸鉀水溶液，經(jīng)高速剪切得到高分子凝膠體。將355g98%硫酸、IOg 1_ 丁基_3_甲基咪唑硫酸氫鹽離子液體([C4MIm] HSO4),
0.2g納米碳管及Ig硫酸亞錫溶于267. Sg水中得到稀硫酸溶液。最后將高分子凝膠體和稀硫酸溶液混合均勻，得到IOOOg鉛酸蓄電池用高分子膠體電解質(zhì)，可用真空加液機(jī)加入蓄電池中。實施例4
將7g聚丙烯酸鉀溶于50g水中，形成聚丙烯酸鉀水溶液；將聚乙烯醇70g溶于220g水中配置聚乙烯醇水溶液，經(jīng)過五次凍融后加入聚丙烯酸鉀水溶液，經(jīng)高速剪切得到高分子凝膠體。將390g98%硫酸、5gl-己基_3_甲基咪唑硫酸氫鹽離子液體([C6MIm] HSO4)， 5gl-乙基-2，3-二甲基咪唑硫酸氫鹽離子液體([C2DMIm] HSO4), 0. Ig納米碳管，0. 2g硫酸鈉及0. 3g硫酸亞錫溶于252. 4g水中得到稀硫酸溶液。最后將高分子凝膠體和稀硫酸溶液混合均勻得到IOOOg鉛酸蓄電池用高分子膠體電解質(zhì)，可用真空加液機(jī)加入蓄電池中。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下， 還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種含離子液體添加劑的鉛蓄電池高分子膠體電解液，其特征在于各組分按重量百分比包括98%硫酸35-40%、烷基咪唑硫酸氫鹽類離子液體f I. 5%、高分子凝膠體1-8%、 添加劑0. 01-0. 15%，其余為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含離子液體添加劑的鉛蓄電池高分子膠體電解液，其特征在于所述烷基咪唑硫酸氫鹽類離子液體的烷基取代種類為二取代或三取代，烷基碳數(shù)量為廣12，使用方式是一種單獨使用或多種混合使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含離子液體添加劑的鉛蓄電池高分子膠體電解液，其特征在于所述高分子凝膠體由聚乙烯醇和聚丙烯酸鉀按照質(zhì)量比f 10:1混合均勻溶解于水制成溶膠，然后經(jīng)過3飛次凍融后再經(jīng)高速機(jī)械剪切制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種含離子液體添加劑的鉛蓄電池高分子膠體電解液， 其特征在于所述添加劑包括納米碳管、硫酸鈉和硫酸亞錫，使用方式是一種單獨使用或多種混合使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含離子液體添加劑的鉛蓄電池高分子膠體電解液，它主要由一定配比的硫酸、烷基咪唑硫酸氫鹽類離子液體、高分子凝膠體、添加劑和去離子水混合而成。本發(fā)明用此膠體電解質(zhì)灌注性能良好，提高了電池的能量密度，電池產(chǎn)品大電流放電能力強(qiáng)，啟動性能突出。
文檔編號H01M10/10GK102623754SQ20121007869
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者于尊奎, 吳戰(zhàn)宇, 周壽斌, 朱守圃, 朱明海, 董志成, 顧立貞 申請人:江蘇華富儲能新技術(shù)發(fā)展有限公司