專利名稱：鉛酸電池用膠體電解質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉛酸電池用的膠體電解質(zhì)及其制造方法。
鉛-酸電池中電解質(zhì)液體硫酸存在著易泄漏酸液、酸液揮發(fā)等缺點(diǎn)而造成腐蝕設(shè)備和人體，特別是在傾斜和振、晃動(dòng)條件下使用其危害尤為突出。近些年來人們創(chuàng)造出膠體電解質(zhì)，較好地解決了這類問題。特別是王蓮香等人的發(fā)明(CN90102353.1)，闡明了硅溶膠含量(以SiO2計(jì))＜3%和＞9.9%的不利因素;又證明硅溶膠和硫酸兩種濃度的綜合影響;為了提高電容量在膠體電解質(zhì)中加入氫氧化鋁。所制成的膠體電解質(zhì)解決了前人在膠體電解質(zhì)中存在的水化、龜裂、凝膠快而造成灌注困難、成本高的缺點(diǎn)，將前人膠體電解質(zhì)容量(以硫酸電解質(zhì)蓄電池容量為100%)從50～60%或80%左右提高到86.0～91.6%。
本發(fā)明的目的是提供一種性能更為特別的膠體電解質(zhì)電容量超過硫酸電解質(zhì);在長期傾斜90～180°使用亦無電解液滲漏，電解質(zhì)灌注后不經(jīng)充電即可使用。本發(fā)明的另一目的是提供制備這種電解質(zhì)更為簡便的方法，使其成本更為低廉。
本發(fā)明提供的膠體電解質(zhì)由硫酸、硅溶膠和少量堿金屬氫氧化物和水組成，其中的堿金屬氫氧化物主要是Li、Na、K的氫氧化物。硫酸比重為1.40～1.60;硅溶膠濃度為8～10%(以SiO2計(jì))，粒度為3～5×10-8m，無CL;而堿金屬氫氧化物溶液的濃度為1～5%，膠體電解質(zhì)的組成(體積)為硫酸1000.00硅溶膠溶液500.00～1000.00堿金屬氫氧化物溶液0.30～0.70配制時(shí)是在非金屬容器中，攪拌下將堿金屬氫氧化物的溶液加到硅溶膠溶液中，然后將配好并冷卻至室溫的硫酸加入，輕攪動(dòng)均勻后灌注入蓄電池中，液面高于濾網(wǎng)3～5mm，靜止數(shù)小時(shí)后液面有所下降時(shí)補(bǔ)充至原液面。若在48小時(shí)內(nèi)不投入放電使用則需進(jìn)行常規(guī)初充電，初充電中不時(shí)用無離子水或蒸餾水補(bǔ)充至膠體表面有明顯積水。初充電后再加入膠體電解質(zhì)(即第二次灌注)至高于濾網(wǎng)20～25mm，以后隨時(shí)即可投入使用。若在灌注后48小時(shí)內(nèi)放電使用時(shí)，只要靜置4～12小時(shí)后可立即投入放電使用，不需初充電。若進(jìn)行第二灌注則第二次灌注的電解質(zhì)比第一次灌注所用電解質(zhì)其中硅溶膠含量稍高，硫酸的比重亦需大些。電解質(zhì)溶液在混合后其比重為1.28±0.01，符合鉛一酸蓄電池的要求，在常溫下0.5～1.0小時(shí)形成膠體;而灌入電池后其凝膠時(shí)間延長1～2倍。由這種電解質(zhì)裝灌的蓄電池容量大，效能高，經(jīng)多次標(biāo)準(zhǔn)測試和在船、車上試用均獲得相當(dāng)好的結(jié)果。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比其優(yōu)點(diǎn)為(1)主要電氣性能指標(biāo)高，超過我國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB5008.1-85)的規(guī)定。①用本發(fā)明的膠體電解質(zhì)灌注的蓄電池首次放電其容量在125%以上，即使是第三次放電其容量也在110%以上;②放電時(shí)間持久，可達(dá)24h以上，而一般膠體電池放電時(shí)間均在20h以下;③起動(dòng)能力強(qiáng)，可在-18℃環(huán)境中以規(guī)定的3C20A放電60S，單格平均電壓為1.5V。(2)無泄漏、無揮發(fā)、無污染，特別是由于兩次灌注電解質(zhì)不同，其粘度不同，在極板群內(nèi)阻小，而在極板上部有厚度為15～25mm的凝膠電解質(zhì)，電池長期處于與地面呈90度甚至180度工作而無滲漏，上層外殼破裂亦能照常工作;(3)特別是本發(fā)明的電解質(zhì)可以在不進(jìn)行初充電的情況下可直接放電使用，并同樣具有超過現(xiàn)有電解質(zhì)的電容量的優(yōu)異性能，可大量節(jié)省電能和工時(shí);(4)配方中使用了堿金屬氫氧化物，在增強(qiáng)電性能和電容量上起著極為重要作用，另外制法簡單、成本低廉。
實(shí)例1膠體電解質(zhì)配制，原料規(guī)格為硫酸;由濃硫酸和無離子水配成比重分別為1.42和1.56兩種。
硅溶膠溶液濃度為8%(以SiO2計(jì))，粒度為3～5×10-8m，無氯根，由市售硅溶膠和無離子水配制而成。
氫氧化鉀溶液濃度為5%，由試劑品與無離子水配制而成。
配制兩種電解質(zhì)，其各原料用量(體積，升)如下硫酸硅溶膠溶KOH溶液Ⅰ20(D:1.42)100.005Ⅱ10(D:1.56)100.005配制時(shí)在塑料桶中將硅溶膠溶液與氫氧化鉀溶液攪拌混勻，然后緩慢將硫酸加入，輕攪均勻即成。先將電解質(zhì)Ⅰ灌入6-Q-195電池中至高于濾網(wǎng)3～5mm，靜置，每2小時(shí)補(bǔ)加一次Ⅰ，6小時(shí)后進(jìn)行常規(guī)初充電，每隔2～3小時(shí)補(bǔ)加無離子水，補(bǔ)水量視膠體電解質(zhì)表面有明顯積水為宜。初充電后3小時(shí)將Ⅱ電解質(zhì)灌入電池，液面高于濾網(wǎng)20～25mm。放電試驗(yàn)電容量為110%。
實(shí)例2膠體電解質(zhì)配制如實(shí)例1，只是以LiOH代替KOH。電池經(jīng)Ⅰ灌注-初充電-Ⅱ灌注后進(jìn)行容量試驗(yàn)，三次放電容量分別為130%，135%，140%。
實(shí)例3制備膠體電解質(zhì)原料用量(升)為硫酸(D∶1.50)10硅溶膠溶液(10%以SiO2計(jì)，粒度為3～5/10-8m，無氯根) 7LiOH溶液(濃度1%)0.0035配制如實(shí)例1，配畢后立即灌注蓄電池，靜置4小時(shí)，開始用C20(9.75A)放電，容量達(dá)104%。
權(quán)利要求
1.一種基本上由硫酸、硅溶膠組成的鉛-酸蓄電池用的膠體電解質(zhì)，本發(fā)明的特征在于其中含有堿金屬的氫氧化物，與硅溶膠、硫酸的配比(體積)為硫酸(比重1.40～1.60)1000.00硅溶膠溶液(濃度8～10%) 500.00～1000.00堿金屬氫氧化物溶液(濃度1～5%) 0.30～0.70
2.如權(quán)利要求1所述的膠體電解質(zhì)，其特征為所述的堿金屬為Li、Na、K。
3.一種膠體電解質(zhì)的配制方法，其特征為將堿金屬氫氧化物溶液在攪拌下加到硅溶膠溶液中，然后與硫酸混合，輕攪均勻后即可灌注。
4.一種膠體電解質(zhì)在蓄電池中的應(yīng)用，其特征在于將膠體電解質(zhì)灌注蓄電池中，靜置4～12小時(shí)可不用初充電立即放電使用。
5.如權(quán)利要求4所述的膠體電物質(zhì)的使用方法，其特征在于灌注電池在48小時(shí)內(nèi)不能使用時(shí)，必須進(jìn)行初充電，而后再加入第二層電解質(zhì)。
全文摘要
一種鉛酸蓄電池用的膠體電解質(zhì)，是由硫酸、硅溶膠、堿金屬(Li、Na、K)氫氧化物的溶液構(gòu)成。配制時(shí)先將堿金屬氫氧化物溶液和硅溶膠混勻，然后緩緩加入硫酸輕攪勻而成?？蛇M(jìn)行一次灌注、初充電、二次灌注后放電使用，也可一次灌注后直接使用，電容量均超過現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
文檔編號(hào)H01M10/10GK1084319SQ93111188
公開日1994年3月23日 申請(qǐng)日期1993年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月29日
發(fā)明者楊萬成 申請(qǐng)人:楊萬成