專利名稱：一種用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池領(lǐng)域，具體涉及一種用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池是指電極由鉛及其氧化物制成，電解液為硫酸溶液的一種蓄電池。鉛酸蓄電池已有200多年的歷史，是一種應(yīng)用廣泛的動(dòng)力電源，自其被發(fā)明后，因其價(jià)格低廉、原材料易于獲得，性能可靠穩(wěn)定，適用于大電流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)電源中一直占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。 普通鉛酸蓄電池存在易漏液、易失水、深度放電性能差的缺點(diǎn)和不足，為解決這些技術(shù)問題，人們提出了膠體電解質(zhì)概念，以降低電解質(zhì)的流動(dòng)性，但膠體電解質(zhì)存在離子擴(kuò)散性和易出現(xiàn)水化分層現(xiàn)象，因此會(huì)出現(xiàn)明顯界面，使電池失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，以解決現(xiàn)有蓄電池易漏液、易失水、深度放電性能差的問題。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用如下技術(shù)方案
一種用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，該固態(tài)化電解質(zhì)由硫酸和具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物組成，所述固態(tài)化電解質(zhì)中硫酸的質(zhì)量含量為35% 65%，硫酸通過毛細(xì)作用被吸附在具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的孔道內(nèi)。進(jìn)一步，所述具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物是采用如下方法得到將二氧化硅粉、三氧化二鋁粉和四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物加入到鄰苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液中，加熱至30 60°C，攪拌成漿狀物，再將漿狀物成膜，所得膜再用醇洗，即得到具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物。進(jìn)一步，所述二氧化硅粉和三氧化二鋁粉兩者的總質(zhì)量與四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的質(zhì)量之比為I :(1 2)。進(jìn)一步，所述鄰苯二甲酸二丁酯的用量為所述四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物質(zhì)量的10% 60%。進(jìn)一步，所述二氧化硅粉的顆粒直徑為5 10nm。進(jìn)一步，所述三氧化二鋁粉的顆粒直徑為5 10nm。進(jìn)一步，所述醇為甲醇、乙醇、異丙醇或丁醇。上述固態(tài)化電解質(zhì)在鉛酸蓄電池中的應(yīng)用。有益效果本發(fā)明用二氧化硅和三氧化二鋁改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物，制得具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物，利用微孔的毛細(xì)作用，將硫酸固定在微孔孔道內(nèi)，得到固態(tài)化的電解質(zhì)，解決了普通鉛酸蓄電池易漏液、易失水的問題，也不會(huì)出現(xiàn)膠體電解質(zhì)分層的現(xiàn)象，采用本發(fā)明的固態(tài)化電解質(zhì)的鉛酸蓄電池循環(huán)充放電200次后，電壓平臺(tái)仍保持在11. 5V，放電容量保持在85%以上。


圖I為使用本發(fā)明固態(tài)化電解質(zhì)的鉛酸蓄電池200次循環(huán)后的放電曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本發(fā)明實(shí)施例中，二氧化硅的顆粒直徑為5 10nm，三氧化二鋁的顆粒直徑為5 IOnm0四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物是一種有著優(yōu)異的高機(jī)械強(qiáng)度韌性、化學(xué)惰性、耐高溫、耐氧化、極佳的耐侯性和突出的電性能等多種特性的材料，在《浙江化工》2007年第38卷第4期第17-19頁“四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物產(chǎn)品性能及其應(yīng)用”一文對(duì)該產(chǎn)品的性能有詳細(xì)介紹。本發(fā)明以鄰苯二甲酸二丁酯作為四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物膜的成孔劑。I
將IOg 二氧化硅粉、IOg三氧化二鋁粉、35g四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、150g鄰苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液(質(zhì)量濃度為7%)，加入到有攪拌器的容器中，加熱到50°C，攪拌混合成均勻的漿狀物。所得漿狀物用涂布機(jī)涂布成薄膜，薄膜再用甲醇洗滌，除去膜內(nèi)的鄰苯二甲酸二丁酯和丙酮，得到具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物膜。再將所得的膜浸入硫酸中，吸附飽和后取出，涼干，即得固態(tài)化的電解質(zhì)，每IOOg膜可吸附IOOg的硫酸。實(shí)施例2
將15g 二氧化硅粉、5g三氧化二鋁粉、40g四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、500g鄰苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液(質(zhì)量濃度為O. 8%)，加入到有攪拌器的容器中，加熱到50°C，攪拌混合成均勻的漿狀物。所得漿狀物用涂布機(jī)涂布成薄膜，薄膜再用甲醇洗滌，除去膜內(nèi)的鄰苯二甲酸二丁酯和丙酮，得到具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物膜。再將所得的膜浸入硫酸中，吸附飽和后取出，涼干，即得固態(tài)化的電解質(zhì)，每IOOg膜可吸附54g的硫酸。實(shí)施例3
將5g 二氧化硅粉、25g三氧化二鋁粉、30g四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物、IOOOg鄰苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液(質(zhì)量濃度為I. 8%)，加入到有攪拌器的容器中，加熱到50°C，攪拌混合成均勻的漿狀物。所得漿狀物用涂布機(jī)涂布成薄膜，薄膜再用甲醇洗滌，除去膜內(nèi)的鄰苯二甲酸二丁酯和丙酮，得到具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物膜。再將所得的膜浸入硫酸中，吸附飽和后取出，涼干，即得固態(tài)化的電解質(zhì)，每IOOg膜可吸附185g的硫酸。將制得的固態(tài)化電解質(zhì)與二氧化鉛正極、海綿狀鉛負(fù)極組成40Ah的鉛酸蓄電池
(二氧化鉛正極/固態(tài)化電解質(zhì)/海綿狀負(fù)極/固態(tài)化電解質(zhì)/海綿狀負(fù)極/....../固態(tài) 化電解質(zhì)/ 二氧化鉛正極)。蓄電池深度放電95%后，充電4小時(shí)，再深度放電95%，再充電4小時(shí)，如此循環(huán)200次后，蓄電池的放電曲線如圖I所示，電池的電壓平臺(tái)仍保持在11. 5V，放電容量保持在85%以上。
權(quán)利要求
1.一種用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，該固態(tài)化電解質(zhì)由硫酸和具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物組成，所述固態(tài)化電解質(zhì)中硫酸的質(zhì)量含量為35% 65%，硫酸通過毛細(xì)作用被吸附在具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的孔道內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，其特征在于，所述具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物是采用如下方法得到將二氧化硅粉、三氧化二鋁粉和四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物加入到鄰苯二甲酸二丁酯的丙酮溶液中，加熱至30 60°C，攪拌成漿狀物，再將漿狀物成膜，所得膜再用醇洗，即得到具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，其特征在于所述二氧化硅粉和三氧化二鋁粉兩者的總質(zhì)量與四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的質(zhì)量之比為I :(1 2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，其特征在于所述鄰苯二甲酸二丁酯的用量為所述四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物質(zhì)量的10% 60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，其特征在于所述二氧化硅粉的顆粒直徑為5 10nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，其特征在于所述三氧化二鋁粉的顆粒直徑為5 10nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，其特征在于所述醇為甲醇、乙醇、異丙醇或丁醇。
8.權(quán)利要求I至7任一意項(xiàng)所述用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)的應(yīng)用，其特征在于在鉛酸蓄電池中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于鉛酸蓄電池的固態(tài)化電解質(zhì)，該固態(tài)化電解質(zhì)由硫酸和具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物組成，所述固態(tài)化電解質(zhì)中硫酸的質(zhì)量含量為35%～65%，硫酸通過毛細(xì)作用被吸附在具有微孔結(jié)構(gòu)的改性四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物的孔道內(nèi)。該固態(tài)化的電解質(zhì)，解決了普通鉛酸蓄電池易漏液、易失水的問題，也不會(huì)出現(xiàn)膠體電解質(zhì)分層的現(xiàn)象，采用本發(fā)明的固態(tài)化電解質(zhì)的鉛酸蓄電池循環(huán)充放電200次后，電壓和放電容量仍很好。
文檔編號(hào)H01M10/10GK102646853SQ20121013772
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者何平, 孫禮安, 熊明成, 王洪 申請(qǐng)人:四川久遠(yuǎn)環(huán)通電源有限責(zé)任公司