一種動力用鉛酸蓄電池膠體電解液:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,

《一種動力用鉛酸蓄電池膠體電解液》是天能電池集團有限公司於2010年8月6日申請的發明專利，該專利的申請號為2010102467833，公布號為CN101908650A，公布日為2010年12月8日，發明人是張天任、史伯榮、陳清元、高根芳、朱健、佘秋利、宋文龍，該專利涉及鉛酸蓄電池技術領域。

《一種動力用鉛酸蓄電池膠體電解液》原料重量百分比組成為：H₂SO₄：40～46％，SiO₂：0.2～0.5％，SnSO₄：0.1～0.5％，Na₂SO₄：0.8～1.2％，PEG：0.01～0.15％，PAM：0.01～0.5％，去離子水：47～57％。該發明還公開了一種製備鉛酸蓄電池膠體電解液的方法。該發明二氧化矽含量較2010年8月前已有的電解液較低，而其凝膠性和觸變性沒有較大改變，使得由該發明製成的蓄電池歐姆阻抗比電解液製成的蓄電池低50％左右，而放電性能提高了15％左右。

2014年11月6日，《一種動力用鉛酸蓄電池膠體電解液》獲得第十六屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：一種動力用鉛酸蓄電池膠體電解液
公布號：CN101908650A
公布日：2010年12月8日
申請號：2010102467833
申請日：2010年8月6日
申請人：天能電池集團有限公司
地址：浙江省湖州市長興縣煤山工業區
發明人：張天任、史伯榮、陳清元、高根芳、朱健、佘秋利、宋文龍
分類號：H01M10/22（2006.01）I、H01M10/12（2006.01）I
代理機構：杭州天勤智慧財產權代理有限公司
類別：發明專利
代理人：胡紅娟

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

動力用鉛酸蓄電池的主要組成部分為：正、負極板，玻璃纖維隔板，蓄電池槽，蓄電池蓋，電解液（稀硫酸），引出端子，安全閥等。其中電解液的作用是始終保持正負極板間的離子轉導作用並參與電化學反應，2010年8月前已有技術的蓄電池電解液在使用過程中容易硫酸濃度分層，使差極化擴大，從而了極化阻抗，降低了活性物質的利用率，導致電池容量降低，循環壽命縮短。並且蓄電池的電解液使用溫度範圍窄，在高溫條件下使用時易發生熱失控而導致電池發熱膨脹，壽命終止，而在低溫條件下使用時，由於電解液的電導率降低，會使容量大幅度下降。

中國專利200510060856.9公開了一種鉛酸蓄電池膠體電解液，其組分由納米級二氧化矽（SiO₂）、羥甲基纖維素鈉鹽（CMC）、硫酸亞錫（SnSO₄）、硫酸（H₂SO₄）以及水組成。各組分配比如下：納米級二氧化矽（SiO₂）0.5～5％，羥甲基纖維素鈉鹽（CMC）0.01～0.3％，硫酸亞錫（SnSO₄）0.05～0.6％，硫酸（H₂SO₄）35～45％，水49.1～64.74％。該發明的優點是改進膠體電解液，提高充電接收能力，提高電池容量。

發明內容

專利目的

《一種動力用鉛酸蓄電池膠體電解液》提供了一種提高電池容量、延長使用壽命的動力用鉛酸蓄電池高性能的膠體電解液。

技術方案

《一種動力用鉛酸蓄電池膠體電解液》原料重量百分比組成為：H₂SO₄40～46％；SiO₂0.2～0.5％；SnSO₄0.1～0.5％；Na₂SO₄0.8～1.2％；聚乙二醇0.01～0.15％；聚丙烯醯胺0.01～0.5％；去離子水47～57％。

優選的原料重量百分比為：H₂SO₄41.9％；SiO₂0.5％；SnSO₄0.25％；Na₂SO₄0.8％；聚乙二醇0.03％；聚丙烯醯胺0.12％；去離子水56.3％。

另一優選的原料重量百分比為：H₂SO₄44.35％；SiO₂0.2％；SnSO₄0.15％；Na₂SO₄1.2％；聚乙二醇0.1％；聚丙烯醯胺0.3％；去離子水53.7％。

優選地，該動力用鉛酸蓄電池膠體電解液的SiO₂為氣相SiO₂，該材料的分散性好，凝膠性和觸變性比普通的高出10～15％。

優選地，該動力用鉛酸蓄電池膠體電解液的聚乙二醇（PEG）分子量小於150萬。該材料增稠性和分散性高。

優選地，該動力用鉛酸蓄電池膠體電解液的聚丙烯醯胺（PAM）的分子量小於150萬，非離子型。該材料對膠水分離現象的抑制能力強，且分散性好。

該發明還公開了上述的動力用鉛酸蓄電池膠體電解液的製備方法，包括以下步驟：

（1）將聚乙二醇和聚丙烯醯胺用適量水溶化，靜置30～100分鐘後加入去離子水，升溫至40～70℃，以1000-1200轉/分轉速攪拌10～20分鐘，冷卻至室溫，得到溶液A；

（2）將溶液A和去離子水混合，以4000～6000轉/分轉速和15～30米/秒的線速剪下攪拌3～10分鐘，接著邊攪拌邊添加SiO₂，添加完成後繼續攪拌10～30分鐘，得到溶液B；

（3）以100～1000轉/分的轉速對溶液B進行攪拌，攪拌過程中依次添加硫酸、SnSO₄和Na₂SO₄，添加完成後繼續攪拌30～90分鐘，即製得電解液。

改善效果

《一種動力用鉛酸蓄電池膠體電解液》所述電解液中二氧化矽含量較2010年8月前已有的電解液較低，而其凝膠性和觸變性沒有較大改變，使得由該發明製成的蓄電池歐姆阻抗比電解液製成的蓄電池低50％左右，而放電性能提高了15％左右。

權利要求

1.《一種動力用鉛酸蓄電池膠體電解液》其特徵在於：原料重量百分比組成為：H₂SO₄40～46％；SiO₂0.2～0.5％；SnSO₄0.1～0.5％；Na₂SO₄0.8～1.2％；聚乙二醇0.01～0.15％；聚丙烯醯胺0.01～0.5％；去離子水47～57％；所有原料的重量百分比之和等於100%；所述的SiO₂為氣相SiO₂；所述的聚乙二醇分子量小於150萬；所述聚丙烯醯胺的分子量小於150萬；

所述動力用鉛酸蓄電池膠體電解液通過如下方法製備：

（3）以100～1000轉/分的轉速對溶液B進行攪拌，攪拌過程中依次添加硫酸、SnSO₄和Na₂SO₄，添加完成後繼續攪拌30～90分鐘，即製得電解液。

2.根據權利要求1所述的動力用鉛酸蓄電池膠體電解液，其特徵在於，原料重量百分比為：H₂SO₄41.9％；SiO₂0.5％；SnSO₄0.25％；Na₂SO₄0.8％；聚乙二醇0.03％；聚丙烯醯胺0.12％；去離子水56.4％。

3.根據權利要求1所述的動力用鉛酸蓄電池膠體電解液，其特徵在於，原料重量百分比為：H₂SO₄44.35％；SiO₂0.2％；SnSO₄0.15％；Na₂SO₄1.2％；聚乙二醇0.1％；聚丙烯醯胺0.3％；去離子水53.7％。

實施方式

實施例1

（1）將3克的聚乙二醇和12克聚丙烯醯胺用適量水溶化，靜置30分鐘後加入去離子水，升溫至40℃，以1000轉/分轉速攪拌20分鐘，冷卻至室溫，得到溶液A，所用的去離子水共2.82千克。

（2）將2.835千克溶液A和2.82千克去離子水混合，以4000轉/分轉速和15米/秒的線速剪下攪拌10分鐘，接著邊攪拌邊添加50克的氣相SiO₂，添加完成後繼續攪拌30分鐘，得到溶液B；

（3）以100轉/分的轉速對溶液B進行攪拌，攪拌過程中依次添加4.19千克的硫酸、25克的SnSO₄和80克的Na₂SO₄，添加完成後繼續攪拌90分鐘，即值得電解液。

將上述電解液灌注到蓄電池（6-DZM-20），檢測到該蓄電池內阻為12毫歐，首次兩小時率容量放電為136分鐘，循環50次，容量放電128分鐘，循環100次，容量放電122分鐘，循環200次，容量放電114分鐘。

實施例2

（1）將10的聚乙二醇和30克聚丙烯醯胺用適量水溶化，靜置100分鐘後加入去離子水，升溫至70℃，以1200轉/分轉速攪拌10分鐘，冷卻至室溫，得到溶液A，所用的去離子水共2.685千克；。

（2）將2.725千克溶液A和2.685千克去離子水混合，以6000轉/分轉速和30米/秒的線速剪下攪拌3分鐘，接著邊攪拌邊添加20克的氣相SiO₂，添加完成後繼續攪拌10分鐘，得到溶液B；

（3）以600轉/分的轉速對溶液B進行攪拌，攪拌過程中依次添加4.4.35千克的硫酸、15克的SnSO₄和120克的Na₂SO₄，添加完成後繼續攪拌90分鐘，即值得電解液。

將上述電解液灌注到蓄電池（6-DZM-20），檢測到該蓄電池內阻為10毫歐，首次兩小時率容量放電為135分鐘，循環50次，容量放電130分鐘，循環100次，容量放電125分鐘，循環200次，容量放電115分鐘。

實施例3

（1）將10克的聚乙二醇和20克聚丙烯醯胺用適量水溶化，靜置30分鐘後加入去離子水，升溫至60℃，以1000轉/分轉速攪拌20分鐘，冷卻至室溫，得到溶液A，所用的去離子水共2.63千克。

（2）將2.66千克溶液A和2.63千克去離子水混合，以5000轉/分轉速和20米/秒的線速剪下攪拌20分鐘，接著邊攪拌邊添加40克的氣相SiO₂，添加完成後繼續攪拌20分鐘，得到溶液B；

（3）以1000轉/分的轉速對溶液B進行攪拌，攪拌過程中依次添加4.5千克的硫酸、50克的SnSO₄和120克的Na₂SO₄，添加完成後繼續攪拌70分鐘，即值得電解液。

將上述電解液灌注到蓄電池（6-DZM-20），檢測到該蓄電池內阻為11毫歐，首次兩小時率容量放電為130分鐘，循環50次，容量放電120分鐘，循環100次，容量放電115分鐘，循環200次，容量放電110分鐘。

而用200510060856.9實施例1所公開的電解液灌注到6-DZM-20，檢測到該蓄電池內阻19毫歐，首次兩小時率容量放電為137分鐘，循環50次，容量放電116分鐘，循環100次，容量放電102分鐘，循環200次，容量放電86分鐘。

榮譽表彰