專利名稱：蓄電池無污染固態(tài)電解質及其配制工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)電解質及其配制工藝，屬于蓄電池技術領域。
現(xiàn)有技術中，鉛酸蓄電池的電解質有液體、膠體和固體等多種，液體是用稀硫酸作電解質，其弊端有1.由于硫酸的腐蝕性強，導致鉛蓄電池正極板活性物質二氧化鉛早期脫落，使蓄電池使用壽命短；2.有時需調整電解質密度，使充電操作麻煩，充電時間長；3.蓄電池失水量大，夏季五天，冬季十五天就要加純水和補充充電，維護量大；4.自放電量在一晝夜間損失容量達1.67％以上；5.硫酸對人體有危害，對機件有腐蝕，對環(huán)境有污染。膠體蓄電池電解質雖然以酸堿中和實現(xiàn)無腐蝕污染延長了蓄電池的使用壽命，但由于凝膠速度在30分鐘內，小于二小時，膠液中的硫酸離子滲不透蓄電池正極板活性物質二氧化鉛，減少了蓄電池在常溫下的起動容量，只能達到88％，低溫起動只有55％，起動性能差；同時，失水量超過銷酸蓄電池，自放電等于鉛酸蓄電池。據(jù)申請?zhí)枮?6101712.3的發(fā)明專利“固體蓄電池”中介紹的電解質的配方，不僅具備膠體蓄電池的優(yōu)點，同時，因改進了電解質配方使固體蓄電池的起動性能得到穩(wěn)定，但失水量大，灌注蓄電池后固化劑的收縮率高達7％，使灌注電解質要分兩次操作而麻煩。
本發(fā)明的目的在于研制一種新的固體電解質配方，灌注到蓄電池中，無污染，無滲漏，自放電量小，起動容量大，易于運輸，方便灌注，使用壽命長。
本發(fā)明的另一目的是研究固態(tài)電解質的配制工藝，該工藝無需特殊設備，工藝簡單。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的。
本發(fā)明的固態(tài)電解質，是A、B兩種材料的混合物，A種材料是濃度50～57.8％的硫酸及(以重量計)2～3％的符合GB1282～77標準的磷酸，0.06％的含鋰量55±0.5％的溴化鋰溶液，0.01％的濃度0.5％木素磺酸，0.1～0.5％的平平加；其配制是將這幾種物質按比例混合攪拌1～3分鐘至均勻。B種材料是濃度1.06～1.08g/cm3的硅酸鈉溶液及(以重量計)0.05～0.1％的符合GB687～77標準的丙三醇；其配制是將硅酸鈉溶液用離子交換法除去雜質后把這兩種物質按比例混合攪拌1～3分鐘至均勻。制備好的A.B兩種材料，分別盛于非金屬容器中運輸和保存。最后配制固態(tài)電解質時，A材料的用量以容量計為48～54％，B種材料對應為52～46％，將B種材料徐徐倒入A種材料中攪拌均勻，配制的電解質密度在1.26～1.31g/cm3范圍內，待溫度冷卻至35℃以下，灌注到蓄電池中。根據(jù)本發(fā)明配制的固態(tài)電解質為保證其性能，對有害元素的限量是1.鐵＜0.008％；2.錳＜0.0003％；3.氯＜0.0008％；4.硝酸根＜0.0008％。為保證上述指標的達到在配制A.B兩種材料時，對純水要求是1.鐵＜0.0004％ 2.氯＜0.0005％3.錳＜0.0001％ 4.氨＜0.0008％ 5.堿土金屬氧化物＜0.005％6.硝酸鹽及亞硝酸鹽＜0.0005％ 7.有機物＜0.002％本發(fā)明的無污染固態(tài)電解質配方是根據(jù)酸堿中和和硫酸離子永不消失的原理及有關的物質的活性，親水性，防腐性，導電性良好等特征及酸堿中和凝固后作用二氧化鉛不受硫酸腐蝕，免于過早脫落，實現(xiàn)延長蓄電池的使用壽命，并促進電荷流動量，減少自然放電量而實現(xiàn)提高蓄電池的容量。因此用于灌注蓄電池具有以下優(yōu)點1.該電解質分成A.B兩種材料，且該兩種材料混合均勻凝固時間大于2小時，這樣便使A.B兩種材料分離包裝，便于運輸，及用戶自行灌注和制造商成批大規(guī)模生產；2.該電解質凝固后PH＝8±0.5，無硫酸腐蝕，污染；3.長期倒置180°不滲溢；4.自放電量小，只有0.002％，且初次充電時間短，只需4小時，充足后儲存一年，端電壓可保持在11.5v；5.常溫起動容量大，為額定容量的113％，低溫時也達97％，適應溫度廣，可在-45℃～45℃間；6.可長時間不加純水，約達半年，且不需要換季充電，尤其適用灌注新型免維護蓄電池；7.使用壽命長，灌注移動型蓄電池是鉛酸的四倍，灌注固定型鉛蓄電池壽命為十年。
本發(fā)明的無污染固態(tài)電解質應用灌注到使用鉛蓄電池的各種設備機件汽車、火車、礦用電機車、礦燈、航燈、割膠燈、應急燈及變配電繼電保護、郵電通訊、電子儀表顯示、計算機等電源蓄電池中，可縮短充電時間，節(jié)約電能。
下面詳細描述本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明的固態(tài)電解質是兩種材料的混合物，A種材料有硫酸及磷酸，木素磺酸，溴化鋰溶液，平平加，B種材料有硅酸鈉溶液和丙三醇；其配制分幾步進行。
1.A種材料的配制取符合GB4554～88標準的濃硫酸，用符合標準的純水稀釋至密度為1.40g/cm3(15℃)，然后加入符合GB1282～77標準的磷酸2％，加入濃度為0.5％的木素磺酸0.01％，加入含鋰量55±0.5％的溴化鋰溶液0.06％，加入平平加0.1％，攪拌1～3分鐘至均勻。
2.B種材料的配制選用符合GB4209～84標準的硅酸鈉，其密度為1.36g/cm3，用純水稀釋至密度為1.06g/cm3，測PH＝8，用離子交換法除去雜質，加入符合GB687～77標準的丙三醇0.05％(重量計)，混合后攪1～3分鐘至均勻。
3.混合在耐溫，耐腐蝕的非金屬容器里(以容量計)取54％的A種材料倒入，再徐徐倒入46％的B種材料，混合攪拌均勻，待溫度冷卻至35℃以下，灌注入蓄電池。
根據(jù)上述方法配制的電解質，其密度為1.31g/cm3，其有害元素含量最大允許值是1.鐵＜0.008％，2.錳＜0.0003％，3.氯＜0.0008％，4.硝酸根＜0.0008％，使用純水的性能指標為a.鐵＜0.0004％，b.氯＜0.0005％，c.錳＜0.0001％，d.氨＜0.0008％，e.堿土金屬氧化物＜0.005％， f.硝酸鹽及亞硝酸鹽＜0.0005％，g.有機物＜0.002％。
權利要求
1.一種蓄電池無污染固態(tài)電解質，是A、B兩種材料的混合物，A種材料是濃度50～57.8％的硫酸及(以重量計)2～3％的符合GB1282～77標準的磷酸，0.06％的含鋰量55±0.5％的溴化鋰溶液，0.01％的濃度0.5％木素磺酸，0.1～0.5％的平平加；B種材料是硅酸鈉溶液(濃度1.06～1.08g/cm3)及(以重量計)0.05～0.1％的符合GB687～77標準的丙三醇。
2.根據(jù)權利要求1所述的蓄電池固態(tài)電解質，其特征在于其密度為1.26～1.31g/cm3，其有害元素含量最大允許值是1.鐵＜0.008％；2.錳＜0.0003％；3.氯＜0.0008％；4.硝酸根＜0.0008％。
3.根據(jù)權利要求1所述的蓄電池無污染固態(tài)電解質，其配制工藝是①A液配制將濃硫酸稀釋到50～57.8％(其密度1.40～1.48g/cm3)，加入2～3％的磷酸，濃度0.5％的木質磺酸0.01％，含鋰量55±0.5％的溴化鋰溶液0.06％，平平加0.1～0.5％，攪1～3分鐘至拌勻；②B液的配制將硅酸鈉溶液稀釋到密度為1.06～1.08g/cm3，取PH＝8，用離子交換法除去雜物，加入0.05～0.1％的丙三醇，攪1～3分鐘至拌勻；③混合將A種材料倒入容器，徐徐倒入B種材料攪拌均勻，測其密度為1.26～1.31g/cm3(15℃)待溫度冷卻至35℃以下，灌注到蓄電池中。
4.根據(jù)權利要求3所述的蓄電池無污染固態(tài)電解質的配制工藝，A、B兩種材料的用量是A種材料為48～54％，B種材料對應為52～46％(以容量計)。
5.根據(jù)權利要求2所述的蓄電池無污染固態(tài)電解質配制工藝，其使用純水的各性能指標為a.鐵＜0.0004％b.氯＜0.0005％c.錳＜0.0001％d.氨＜0.0008％e.堿土金屬氧化物＜0.005％f.硝酸鹽及亞硝酸鹽＜0.0005％g.有機物＜0.002％
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄電池無污染固態(tài)電解質及其配制工藝,該電解質是A、B兩種材料的混合物。A種材料含有硫酸及少量磷酸、木素磺酸、溴化鋰溶液及平平加,B種材料含硅酸鈉溶液及少量丙三醇,兩者按比例混合后即可灌注蓄電池。具有無污染,無腐蝕,無滲溢,易貯存和運輸?shù)膬?yōu)點,同時,自放電量小,常溫起動容量大,可半年內不加純水,無需換季充電,使用壽命長。其配制是將有關物質混合攪拌,工藝簡單。
文檔編號H01M10/10GK1194475SQ97107990
公開日1998年9月30日 申請日期1997年3月21日 優(yōu)先權日1997年3月21日
發(fā)明者戴明德 申請人:戴明德