專利名稱：一種蓄電池新型電解液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高能蓄電池，特別是鉛酸蓄電池，主要用作電動汽車、電動自行車、電動摩托等電動車的動力電源及其啟動電源，同時也廣泛用在儲能型備用電源領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為提高能鉛酸電池的容量和壽命，相對于普通型鉛酸電池，人們開發(fā)了各種配方的電解液，如膠體電解液、硅鹽電解液、鉛晶電解液等多種復(fù)合電解液。雖然具有一定的進(jìn)展，但都未從根本上解決大電流放電和鉛極板腐蝕和電蝕的問題，隨著行業(yè)的進(jìn)步，越來越多的新型板柵出現(xiàn)，對高效環(huán)保的電解液有了更高的和相應(yīng)的技術(shù)配套要求，如膠體電解液和硅鹽電解液，其基本材料是硫酸和納米二氧化硅及其硅酸鈉等物質(zhì)組成，雖然每個單體都是簡單的無機(jī)物，減少了對極板的傷害，但其反應(yīng)物整體嚴(yán)重影響了電解液的導(dǎo)電性能，增加了內(nèi)阻，嚴(yán)重影響了電池本身的性能，產(chǎn)生較大的自放電現(xiàn)象，給儲備帶來較多的問題，雖然在一定程度上改善了以往的鉛酸電池諸多關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，但對極板的傷害還未起到根本的改變，特別是大電流快速充電及高效的儲能能力均術(shù)得到明確的改善。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開了一種減少對極板傷害、高能量、可快速充電的復(fù)合環(huán)保的自循環(huán)電解液。本發(fā)明公開的一種蓄電池新型電解液，各組分及含量如下所述硅酸鈉30 40g/l納米氣相二氧化硅 0. 02 0. 04g/l硫酸氫鉀0. 01 0. 02g/l硫酸氫鈉0. 008 0. 01g/l氨基聚硅氧烷0. 004 0. 008g/l聚三-氯乙烯0. 015 0. 020g/l
十二烷基硫酸鈉 0. 02 0. 05g/l硅烷偶聯(lián)劑0. 006 0. 009g/l有機(jī)復(fù)合鍺丙酸0. 003 0. 008g/l密度為1. 285g/l 稀硫酸80 95g/l本發(fā)明還公開了上述電解液的制備方法包括電解液溶液的制備步驟和對電解液溶液進(jìn)行輻射處理步驟。所述電解液溶液的制備步驟包括將計量的納米氣相二氧化硅、硅酸鈉、硫酸氫鈉、 硫酸氫鉀、氨基聚硅氧烷、聚三-氯乙烯、十二烷基硫酸鈉依次混合攪拌直到無氣泡為止， 自然冷卻，即配成電解液原液；在所述原液中加入電瓶酸將PH值調(diào)節(jié)到1. 5-2. 5，待自然冷卻后加入計量的硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)復(fù)合鍺丙酸，攪拌0. 5-1. 5小時，即得到高性能的新型電解液溶液。優(yōu)選地，將納米級氣相二氧化硅加入硅酸鈉溶液順時針方向攪拌3小時，在此期間加入適量的純水，后加入適量的硫酸氫鈉和硫酸氫鉀逆時針方向攪拌3小時，靜置1-3 小時后加入氨基聚硅氧烷，加溫到150-250°C，再加入計量的聚三-氯乙烯，攪拌3. 5-4. 5 小時，后加入計量的十二烷基硫酸鈉，10(TC條件下用純水溶解，順時針攪拌直到無氣泡為止，投入反應(yīng)釜中，攪拌3. 5-4. 5小時，自然冷卻，即配成電解液原液；所述原液用原液重量 40%的純水稀釋，再緩慢加入密度為1.硫酸，將PH值調(diào)到1. 5-2. 5，順時針攪拌待自
然冷卻后加入計量的硅烷偶聯(lián)劑，均勻攪拌1小時，再加入液重量20%的純水，用硫酸將液密度調(diào)整到1. 28kg/當(dāng)液體自然冷卻后，加入計量的微量有機(jī)復(fù)合鍺丙酸，攪拌0. 5-1. 5小時，即得到高性能的新型電解液溶液。對電解液溶液進(jìn)行輻射處理步驟為使用一種具有大能量密度、高度方向性和相干性的白光對電解液溶液進(jìn)行輻射。電解液經(jīng)過激光輻射大大增強了電解液自身的電磁場容量，光磁辦同作用的效果明顯優(yōu)于其他物理方法，大大改善和提高了液體的載電能力，而且大幅度提高充放電效率， 比原來節(jié)約75%時間，從根上改變了電解液自身內(nèi)阻過大的問題，大大提高了充放電的效率，解決了目前電池領(lǐng)域里關(guān)鍵技術(shù)難題。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明從根本上解決了電池容量重量比不足的問題，徹底解決了大電流充放電電池嚴(yán)重發(fā)熱的問題，由于復(fù)合硅鍺電解液的運用，改變了傳統(tǒng)的鉛酸電解液對極板的傷害，大大延長了電也的使用壽命，目前實驗表明是普通鉛酸電池壽命的5 倍，是膠體電池的3倍，內(nèi)阻是它門的1/4。幾乎無自放電現(xiàn)象，充電時間比原來縮短了一半還多；使用本發(fā)明電解液的電池可在內(nèi)氣壓30KI^環(huán)境下工作，但各電池單元間壓力差為 0，吸收了卷繞式鉛酸電池的優(yōu)點，可使電池在正常環(huán)境使用條件下密封環(huán)保，不失水，終身免維護(hù)，同時提高了電池壽命；使用本發(fā)明的電解液的電池能白循環(huán)封閉，所以幾乎不產(chǎn)生任何氣體，幾乎不會干洞，是真正的免維擴(kuò)密封電池。
具體實施例方式下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例1 將納米級氣相二氧化硅加入硅酸鈉溶液順時針方向攪拌3小時，在此期間加入適量的純水，后加入適量的硫酸氫鈉和硫酸氫鉀逆時針方向攪拌3小時，靜置2小時后加入氨基聚硅氧烷，加溫到200°C，再加入計量的聚三-氯乙烯，攪拌4小時，后加入計量的十二烷基硫酸鈉，100°C條件下用純水溶解，順時針攪拌直到無氣泡為止，投入反應(yīng)釜中，攪拌4 小時，自然冷卻，即配成電解液原液；所述原液用40%的體積比純水釋，再緩慢加入電瓶酸將PH值調(diào)到2，順時針攪拌待自然冷卻后加入計量的硅烷偶聯(lián)劑，均勻攪拌1小時，再加入 20%體積比純電瓶酸將液密度調(diào)整到1. 28kg/當(dāng)液體自然冷卻后，加入計量的微量有機(jī)復(fù)合鍺丙酸，攪拌0. 5-1. 5小，即得到高性能的新型電解液溶液。所述電解液溶液中，各組分及含量為硅酸鈉35g/l ；納米氣相二氧化硅0. 02g/l ； 硫酸氫鉀0. 02g/l ；硫酸氫鈉0. 0085g/l ；氨基聚硅氧烷0. 006g/l ；聚三-氯乙烯0. 016g/ 1 ；十二烷基硫酸鈉0. 05g/l ；硅烷偶聯(lián)劑0. 006g/l ；有機(jī)復(fù)合鍺丙酸0. 008g/l ；(密度為 1. 285g/l)硫酸 85g/l。實施例2
制備方法同實施例1，電解液溶液中，各組分及含量為硅酸鈉40g/l ；納米氣相二氧化硅0. 04g/l ；硫酸氫鉀0. 015g/l ；硫酸氫鈉0. 009g/l ；氨基聚硅氧烷0. 008g/l ；聚三-氯乙烯0. 020g/l ；十二烷基硫酸鈉0. 04g/l ；硅烷偶聯(lián)劑0. 008g/l ；有機(jī)復(fù)合鍺丙酸 0. 005g/l ；硫酸 95g/l。實施例3 制備方法同實施例1，電解液溶液中，各組分及含量為硅酸鈉30g/l ；納米氣相二氧化硅0. 003g/l ；硫酸氫鉀0. Olg/Ι ；硫酸氫鈉0. Olg/Ι ；氨基聚硅氧烷0. 007g/l ；聚三-氯乙烯0. 018g/l ；十二烷基硫酸鈉0. 03g/l ；硅烷偶聯(lián)劑0. 009g/l ；有機(jī)復(fù)合鍺丙酸 0. 003g/l ；硫酸 80g/l。對上述電解液用激光處理器(dpss5000瓦激光器)白色光輻照2小時后即可加入電池中，制成有機(jī)硅銀板柵電池，檢測結(jié)果表明理論上其比能量可達(dá)lOOwh/kg，實際比能量均可達(dá)到70-96wh/kg，是鋰電池的80% — 100% ；循環(huán)壽命可達(dá)4000次以上，是鎳氫電池、鋰電池的4倍；制造成本只有鎳氫電池、鋰電池的1/4 1/5，略高于現(xiàn)有普通鉛酸電池；而且該電池還具有鉛酸電池共有的穩(wěn)定性，不會爆炸、燃燒，所以特別適合于電動汽車上做動力電源和啟動電源使用。綜上所述，但本發(fā)明并不局限于上述實施方式，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池新型電解液，各組分及含量如下所述 硅酸鈉30 40g/l納米氣相二氧化硅0. 02 0. 04g/l 硫酸氫鉀0. 01 0. 02g/l硫酸氫鈉0. 008 0. 01g/l氨基聚硅氧烷 0. 004 0. 008g/l 聚三-氯乙烯 0. 015 0. 020g/l 十二烷基硫酸鈉0. 02 0. 05g/l 硅烷偶聯(lián)劑 0. 006 0. 009g/l 有機(jī)復(fù)合鍺丙酸0. 003 0. 008g/l 密度為1. 285g/l硫酸80 95g/l
2.如權(quán)利要求1所述的蓄電池新型電解液的制備方法，其特征在于包括電解液溶液的制備步驟和對電解液溶液進(jìn)行輻射處理步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的蓄電池新型電解液的制備方法，其特征在于所述電解液溶液的制備步驟包括將計量的納米氣相二氧化硅、硅酸鈉、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、氨基聚硅氧烷、 聚三-氯乙烯、十二烷基硫酸鈉依次混合攪拌直到無氣泡為止，自然冷卻，即配成電解液原液；在所述原液中加入電瓶酸將PH值調(diào)節(jié)到1. 5-2. 5，待自然冷卻后加入計量的硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)復(fù)合鍺丙酸，攪拌0. 5-1. 5小時，即得到高性能的新型電解液溶液。
4.如權(quán)利要求3所述的蓄電池新型電解液的制備方法，其特征在于所述電解液溶液的制備步驟為將納米級氣相二氧化硅加入硅酸鈉溶液順時針方向攪拌3小時，在此期間加入適量的純水，后加入適量的硫酸氫鈉和硫酸氫鉀逆時針方向攪拌3小時，靜置1-3小時后加入氨基聚硅氧烷，加溫到150-250°C，再加入計量的聚三-氯乙烯，攪拌3. 5-4. 5小時，后加入計量的十二烷基硫酸鈉，100°C條件下用純水溶解，順時針攪拌直到無氣泡為止， 投入反應(yīng)釜中，攪拌3. 5-4. 5小時，自然冷卻，即配成電解液原液；所述原液用原液重量的40%純水稀釋，再緩慢加入硫酸將PH值調(diào)到1. 5-2. 5，順時針攪拌待自然冷卻后加入計量的硅烷偶聯(lián)劑，均勻攪拌1小時，再加入20%原液重量的純水，硫酸將液密度調(diào)整到 1. 285g/l當(dāng)液體自然冷卻后，加入計量的微量有機(jī)復(fù)合鍺丙酸，攪拌0. 5-1. 5小時，即得到高性能的新型電解液溶液。
5.如權(quán)利要求2所述的蓄電池新型電解液的制備方法，其特征在于對電解液溶液進(jìn)行輻射處理步驟為使用一種具有大能量密度、高度方向性和相干性的白光對電解液溶液進(jìn)行輻射。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄電池新型電解液及其制備方法，各組分及含量為硅酸鈉30～40g/l；納米氣相二氧化硅0.02～0.04g/l；硫酸氫鉀0.01～0.02g/l；硫酸氫鈉0.008～0.01g/l；氨基聚硅氧烷0.004～0.008g/l；聚三-氯乙烯0.015～0.020g/l；十二烷基硫酸鈉0.02～0.05g/l；硅烷偶聯(lián)劑0.006～0.009g/l；有機(jī)復(fù)合鍺丙酸0.003～0.008g/l；密度為1.285g/l硫酸80～95g/l。本發(fā)明的電解液具有強滲透性、強導(dǎo)電性、較弱腐蝕性，大大提高了蓄電池的使用壽命和電接受能量，減少了充電時間，為新型蓄電池在各領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力保障。
文檔編號H01M10/08GK102468517SQ201010544389
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者周來英, 莊素青, 陳清利 申請人:周來英, 莊素青, 陳清利