專利名稱：鉛酸蓄電池特殊電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉛蓄電池的電解液，特別是具有防止極板板結(jié)和早期容量衰減的專用電解液。
背景技術(shù)：
常規(guī)的鉛酸電池使用硫酸做電解液，為了防止陰極硫酸鉛化和板結(jié)，采取在陰膏中添加硫酸鋇和腐植酸、木素磺酸鈉等添加劑。這些添加劑起到了應(yīng)有的效果，但也造成一些不良影響，如化成比較困難，化成效果較差，電池的低溫性能不佳等。
亞微米鉛酸蓄電池，鉛粉粒度很細(xì)，僅為0.07μm～0.7μm，制成的鉛酸蓄電池極板比表面積和孔隙率都比較大，比表面積達(dá)12米2/克，比容量也比較大，達(dá)到140MAh/g～160MAh/g。由于比表面積大，表面能較高，高位能要向低位能釋放能量，造成微細(xì)顆粒團(tuán)聚，比表面積下降，孔隙率也降低，同時(shí)極板的比容量也隨之下降。如何克服陰極板微細(xì)顆粒團(tuán)聚，是解決亞微米電池容量早衰的關(guān)鍵問題，也是制備高比能電池極板的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鉛蓄電池復(fù)合鹽類電解液，它可克服亞微米鉛酸蓄電池的陰極板微細(xì)顆粒團(tuán)聚問題，能有效解決陰極板的板結(jié)和因硫酸鉛化所致的容量早衰的問題，始終保持極板較高的比表面積和比容量，亦能使用在普通鉛酸電池中，起到相同的作用。
解決本發(fā)明的技術(shù)問題所采用的方案是在重量百分比濃度為34.3％～36.8％的硫酸電解液中添加入鎂鹽、鋁鹽、錳鹽、銨鹽和鉀鹽組成的復(fù)合鹽電解質(zhì)，電解質(zhì)占電解液的重量比例為8％～10％。
在上述的技術(shù)方案中，復(fù)合鹽電解質(zhì)的各組分重量百分比為鎂鹽6.7％～8.1％、鋁鹽13.4％～16.3％、錳鹽19.8％～24.4％、銨鹽22.9％～28.4％、余量為鉀鹽；這些復(fù)合鹽電解質(zhì)可以采用，鎂鹽——碳酸鎂或硝酸鎂、鋁鹽——硝酸鋁或氫氧化鋁、錳鹽——硫酸錳、銨鹽——硫酸銨、鉀鹽——硫酸鉀；為了獲得更好的使用效果，在本發(fā)明所述的復(fù)合鹽類電解液中還加入了其總重量1％～3％的緩蝕劑六次甲基四胺。經(jīng)對(duì)最終產(chǎn)品蓄電池進(jìn)行不同參數(shù)試驗(yàn)，并對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)比，本電解液中復(fù)合鹽電解質(zhì)的各組分最佳比例為鎂鹽∶鋁鹽∶錳鹽∶銨鹽∶鉀鹽＝1∶2∶3∶3.5∶4。
本發(fā)明根據(jù)鉛酸蓄電池的充放電原理，極板始終在海棉鉛和硫酸鉛，二氧化鉛和硫酸鉛之間轉(zhuǎn)化。上述的技術(shù)方案始終圍繞著如何使生成的硫酸鉛晶粒細(xì)化疏松，并且能夠有效地可逆轉(zhuǎn)化來進(jìn)行。采用本發(fā)明的方法可在海棉鉛顆粒表面形成帶正電荷的離子包復(fù)層，在離子的靜電力作用下，就可以克服陰極板海棉鉛的團(tuán)聚作用，使極板保持應(yīng)有的較大的比表面積和孔隙率，從而發(fā)揮亞微米鉛板的高比能效果。
通過多次試驗(yàn)，采用本電解液情況下，在電池亞微米陰極板的極板中只添加鉛粉重量3‰活性炭粉，而不添加硫酸鋇、木素磺酸鈉、腐質(zhì)酸等添加劑，在0.5C放電條件下，155次大電流深放電[每次都放電到1.75v(單格)]，極板容量穩(wěn)定不變。沒有早期容量衰差現(xiàn)象，與之相比采用普通硫酸電解液的同類極板，9次就出現(xiàn)早衰現(xiàn)象，25次壽命就終止。用復(fù)合鹽類電解液，試驗(yàn)極板經(jīng)解剖觀察，陰極板沒有硫酸鉛化，極板質(zhì)地不板結(jié)，與使用前沒有太大差別，電解液的設(shè)計(jì)思想和配比達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在濃度為36.8％的硫酸電解液中添加入碳酸鎂、硝酸鋁、硫酸錳、硫酸銨和硫酸鉀組成的復(fù)合鹽電解質(zhì)，電解質(zhì)占硫酸電解液重量比例的10％。這些復(fù)合鹽電解質(zhì)的各組分比例為鎂鹽∶鋁鹽∶錳鹽∶銨鹽∶鉀鹽＝1∶2∶3∶3.5∶4。再在該復(fù)合鹽類電解液中還加入其總重量1％～3％的六次甲基四胺作為緩蝕劑。制備成FM-12Ah亞微米小密電池，經(jīng)測(cè)試，在C2放電條件下，在C5大電流深放電[每次都放電到V＝0伏(單格)]，極板容量穩(wěn)定不變。沒有早期容量衰差現(xiàn)象，極板經(jīng)解剖觀察，陰極板沒有硫酸鉛化，極板質(zhì)地不板結(jié)。
實(shí)施例2在濃度為35％的硫酸電解液中添加入硝酸鎂、硝酸鋁、硫酸錳、硫酸銨和硫酸鉀組成的復(fù)合鹽電解質(zhì)，電解質(zhì)占硫酸電解液重量比例的9％。這些復(fù)合鹽電解質(zhì)的各組分比例為鎂鹽∶鋁鹽∶錳鹽∶銨鹽∶鉀鹽＝1∶1.7∶3.1∶4∶4.5。再在該復(fù)合鹽類電解液中還加入其總重量1％的六次甲基四胺作為緩蝕劑。制備成6FM-100Ah亞微米閥控電池，經(jīng)測(cè)試，在C2放電條件下，在C5大電流深放電[每次都放電到V＝0伏(單格)]，極板容量穩(wěn)定不變。沒有早期容量衰差現(xiàn)象，極板經(jīng)解剖觀察，陰極板沒有硫酸鉛化，極板質(zhì)地不板結(jié)。
實(shí)施例3在濃度為34.3％的硫酸電解液中添加入碳酸鎂、氫氧化鋁、硫酸錳、硫酸銨和硫酸鉀組成的復(fù)合鹽電解質(zhì)，電解質(zhì)占硫酸電解液重量比例的8％。這些復(fù)合鹽電解質(zhì)的各組分比例為鎂鹽∶鋁鹽∶錳鹽∶銨鹽∶鉀鹽＝1∶2.3∶3.4∶3.9∶4.6。再在該復(fù)合鹽類電解液中還加入其總重量2％的六次甲基四胺作為緩蝕劑。制備成3D-180動(dòng)力電池，經(jīng)測(cè)試，在C2放電條件下，在C5大電流深放電[每次都放電到V＝0伏(單格)]，極板容量穩(wěn)定不變。沒有早期容量衰差現(xiàn)象，極板經(jīng)解剖觀察，陰極板沒有硫酸鉛化，極板質(zhì)地不板結(jié)。
權(quán)利要求
1.一種鉛蓄電池復(fù)合鹽類電解液，其特征是在重量百分比濃度為34.3％～36.8％的硫酸電解液中添加入鎂鹽、鋁鹽、錳鹽、銨鹽和鉀鹽組成的復(fù)合鹽電解質(zhì)，電解質(zhì)占電解液的重量比例為8％～10％。
2.按權(quán)利要求1所述的鉛蓄電池復(fù)合鹽類電解液，其特征是復(fù)合鹽電解質(zhì)的各組分重量百分比為鎂鹽6.7％～8.1％、鋁鹽13.4％～16.3％、錳鹽19.8％～24.4％、銨鹽22.9％～28.4％、余量為鉀鹽。
3.按權(quán)利要求2所述的鉛蓄電池復(fù)合鹽類電解液，其特征是復(fù)合鹽電解質(zhì)的各成分是，鎂鹽為碳酸鎂或硝酸鎂、鋁鹽為硝酸鋁或氫氧化鋁、錳鹽為硫酸錳、銨鹽為硫酸銨、鉀鹽硫酸鉀。
4.按權(quán)利要求3所述的鉛蓄電池復(fù)合鹽類電解液，其特征是復(fù)合鹽類電解液中還加入了總重量1％～3％的緩蝕劑六次甲基四胺。
5.按權(quán)利要求4所述的鉛蓄電池復(fù)合鹽類電解液，其特征是復(fù)合鹽電解質(zhì)的各組分最佳比例為鎂鹽∶鋁鹽∶錳鹽∶銨鹽∶鉀鹽＝1∶2∶3∶3.5∶4。
全文摘要
鉛蓄電池復(fù)合鹽類電解液。本發(fā)明屬于鉛蓄電池的電解液，特別是具有防止極板板結(jié)和早期容量衰減的專用電解液。本電解液是在重量百分比濃度為34.3％～36.8％的硫酸電解液中添加入由鎂鹽、鋁鹽、錳鹽、銨鹽和鉀鹽組成的復(fù)合鹽電解質(zhì)而制成，且電解質(zhì)占電解液的重量比例為8％～10％。本發(fā)明可有效解決亞微米鉛酸電池陰極板的板結(jié)和因硫酸鉛化所致的容量早衰的問題，能保持亞微米粉體的陰極板顆粒之間不團(tuán)聚，保持較高的比表面積和比容量，亦能使用在普通鉛酸電池中，起到相同的作用。
文檔編號(hào)H01M10/08GK1525589SQ0311736
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月24日
發(fā)明者孫勇, 李中揆, 王勛業(yè), 竺培顯, 勇 孫 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)