專利名稱：膠體電解質(zhì)蓄電池及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種膠體電解質(zhì)蓄電 池，本發(fā)明還涉及該膠體電解質(zhì)蓄電池的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，目前應(yīng)用的蓄電池仍以普通鉛酸蓄電池為主，因?yàn)?其配置方法簡(jiǎn)單，成本較低。但是，由于鉛酸蓄電池采用鉛酸電解質(zhì) 在充電或者漏液等情況時(shí)，析出酸霧傷害人體健康，對(duì)環(huán)境造成污染； 鉛酸電解液具有腐蝕性，會(huì)腐蝕設(shè)備；且由于鉛酸電解液具有揮發(fā)性， 會(huì)造成正、負(fù)極板的活性物質(zhì)和酸反應(yīng)能力下降，導(dǎo)致帶電時(shí)的存放 期短，自放電嚴(yán)重等問題。為了適應(yīng)更高的環(huán)保要求和使用效能，國(guó)內(nèi)外在膠體蓄電池方面 有很多研究，如1957年由德國(guó)陽光公司研制出"膠體蓄電池"，德國(guó)、 日本、美國(guó)等國(guó)家已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用。我國(guó)從90年代開始研制，但由于 壽命短、價(jià)格高登因素，特別是性能不穩(wěn)定、內(nèi)阻大瞬間起動(dòng)電流小、 容量低，始終影響膠體蓄電池的發(fā)展。尤其在起動(dòng)型蓄電池方面的研 究收獲甚少，目前的膠體電解液或者固定型或者動(dòng)力型膠體蓄電池， 儲(chǔ)備容量和放電時(shí)間都和普通鉛酸蓄電池沒有很大的優(yōu)勢(shì)。為了突破膠體電解質(zhì)在起動(dòng)型蓄電池的容量及低溫起動(dòng)的瓶頸， 依靠本發(fā)明人在此類產(chǎn)品涉及研發(fā)的多年豐富經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)能力，經(jīng)過多年的研制和試驗(yàn)，終于有所突破，形成本發(fā)明。發(fā)明內(nèi)容:為了解決上述性能不穩(wěn)定、內(nèi)阻大瞬間起動(dòng)電流小、容量低的問 題，本發(fā)明的目的是為提供一種性能穩(wěn)定、容量大且起動(dòng)性能好的膠 體電解質(zhì)蓄電池；本發(fā)明的另一 目的是為提供一種該蓄電池的制造方 法。本發(fā)明的第一個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種膠體電解質(zhì)蓄電池，所 述膠體電解質(zhì)含有以下成分，其重量百分比為硫酸35-42%，硅 2-10%，磷酸1-5%，聚丙烯酰胺1-5%,乙二醇0. 1-0. 5%，丙酸醇1-5%， 鉀0. 01-0. 02%，銨0. 01-0. 02%，鍺0. 01-0. 02%，鎘0. 06-0. 1%，鋰 0.008-0.01%，其余為水。本發(fā)明的另一個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種膠體電解質(zhì)蓄電池的制造方法第一步將上述膠體電解質(zhì)的各成分制備成材料A和B;第二步將A材料冷凍至-18°C_0°C，將B材料冷凍至-8°C-5°C， 進(jìn)行混合攪拌，灌注進(jìn)蓄電池中，封裝；第三步靜置2小時(shí)后使蓄電池中間格溫度到常溫，凝膠后以電池d。恒流法充電10小時(shí)，CV恒流法充電6小時(shí)，G。5恒流法充電4 小時(shí)即可。其中，材料A制備方法是第一步將濃硫酸用水稀釋到密度1.48g/cm3，經(jīng)多級(jí)超強(qiáng)過濾; 第二步在稀釋的硫酸中加入磷酸、鎘、鍺、銨，攪拌均勻。材料B制備方法是第一步將工業(yè)硅酸鈉，用水稀釋到密度1.01g/cm3，沉淀24小 時(shí)，經(jīng)離子交換脫鈉，超強(qiáng)過濾后，用超強(qiáng)濃縮到密度為1. lg/cm3。第二步在上述制得溶液分別加入丙酸醇、氫氧化鉀、氫氧化鋰、聚丙烯酰胺、乙二醇，攪拌均勻。按照上述技術(shù)方案，本發(fā)明膠體電解質(zhì)蓄電池，采用高導(dǎo)起動(dòng)膠體電解質(zhì)，以汽車用60AH電池為例，至少具有以下優(yōu)點(diǎn)(1) 成本低，該電池采用普通的汽車用鉛、鈣、錫合金的極板，普通的PE隔板，以及價(jià)格便宜的聚合硅酸鹽為主要材料。(2) 儲(chǔ)備容量高，GB/T5008. 2-2005起動(dòng)用鉛酸蓄電池標(biāo)準(zhǔn)中， 標(biāo)準(zhǔn)為在25。C用25A放電至10. 5V (12V電池)時(shí)，放電達(dá)到100% (即100分鐘)，而該電池25A放電時(shí)間為IOO分鐘以上，超過標(biāo)準(zhǔn)。(3) 低溫起動(dòng)能力超強(qiáng)，GB/T5008. 2-2005起動(dòng)用鉛酸蓄電池標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)為-18"C，以Is(60AH以300A)電流放電60s達(dá)到8. 4V， 該電池以300A電流放電60S時(shí)電壓為9. 0V，達(dá)到8. 4V時(shí)時(shí)間為70 秒以上，超出標(biāo)準(zhǔn)10秒以上。綜上所述，本發(fā)明具有諸多優(yōu)點(diǎn)和很好的實(shí)用價(jià)值，其不論在制 造方法還是功能上皆有較大改進(jìn)，在技術(shù)上具有顯著進(jìn)步，并產(chǎn)生顯 著的實(shí)用效果。本發(fā)明膠體電解質(zhì)蓄電池低溫起動(dòng)性能好，儲(chǔ)備容量 大，可廣泛應(yīng)用于汽車、電動(dòng)車、航標(biāo)燈、應(yīng)急電源等領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
膠體電解質(zhì)蓄電池的膠體電解質(zhì)含有以下成分，其重量百分比
為硫酸35%，硅2%，磷酸1%，聚丙烯酰胺1%，乙二醇O. 1%，丙酸 醇1%,鉀0. 01%，銨0. 01%，鍺0. 01%,鎘0. 06%,鋰0. 008%,其余 為水。
膠體電解質(zhì)蓄電池的制造方法如下
第一步將上述膠體電解質(zhì)的各成分制備成材料A和B; 其中，材料A制備方法是
1. 將濃硫酸用水稀釋到密度1. 48g/cm3，經(jīng)多級(jí)超強(qiáng)過濾；
2. 在稀釋的硫酸中加入磷酸、鎘、鍺、銨，攪拌均勻。 材料B制備方法是
1. 將工業(yè)硅酸鈉，用水稀釋到密度1.01g/cm3，沉淀24小時(shí)， 經(jīng)離子交換脫鈉，超強(qiáng)過濾后，用超強(qiáng)濃縮到密度為1. lg/cm3。
2. 在上述制得溶液分別加入丙酸醇、氫氧化鉀、氫氧化鋰、聚 丙烯酰胺、乙二醇，攪拌均勻。
第二步將A材料冷凍至-18°C-0°C，將B材料冷凍至-8。C-5°C， 進(jìn)行混合攪拌，灌注進(jìn)蓄電池中，封裝；
第三步靜置2小時(shí)后使蓄電池中間格溫度到常溫，凝膠后以電 池U恒流法充電10小時(shí)，(V恒流法充電6小時(shí)，Cu恒流法充電4 小時(shí)即可。
經(jīng)檢測(cè)，該膠體電解質(zhì)蓄電池的儲(chǔ)備容量為101%，即在25T:用 25A放電至10. 5V (12V電池)時(shí)，放電達(dá)到101分鐘，超出標(biāo)準(zhǔn)1%;該電池以-18-C，以15 (60AH以300A)電流放電60s達(dá)到8. 4V時(shí)的 時(shí)間為72秒，超出標(biāo)準(zhǔn)12秒。
實(shí)施例2
膠體電解質(zhì)蓄電池的膠體電解質(zhì)含有以下成分，其重量百分比 為硫酸42%，硅10%，磷酸5%，聚丙烯酰胺5%，乙二醇0.5%，丙酸 醇5%，鉀0.02%，銨0.02%，鍺0.02%，鎘0. 1%，鋰0.01%，其余為水。
膠體電解質(zhì)蓄電池的制造方法如下 第一步將上述膠體電解質(zhì)的各成分制備成材料A和B; 其中，材料A制備方法是
1. 將濃硫酸用水稀釋到密度1. 48g/cm3，經(jīng)多級(jí)超強(qiáng)過濾；
2. 在稀釋的硫酸中加入磷酸、鎘、鍺、銨，攪拌均勻。
材料B制備方法是
1. 將工業(yè)硅酸鈉，用水稀釋到密度1.01g/cm3，沉淀24小時(shí)， 經(jīng)離子交換脫鈉，超強(qiáng)過濾后，用超強(qiáng)濃縮到密度為1. lg/cm3。
2. 在上述制得溶液分別加入丙酸醇、氫氧化鉀、氫氧化鋰、聚
丙烯酰胺、乙二醇，攪拌均勻。
第二步將A材料冷凍至-18°C-0°C，將B材料冷凍至-8°C-5°C， 進(jìn)行混合攪拌，灌注進(jìn)蓄電池中，封裝；
第三步靜置2小時(shí)后使蓄電池中間格溫度到常溫，凝膠后以電 池U恒流法充電10小時(shí)，CV恒流法充電6小時(shí)，Cu恒流法充電4 小時(shí)即可。經(jīng)檢測(cè)，該膠體電解質(zhì)蓄電池的儲(chǔ)備容量為105%,即在25。C用 25A放電至10. 5V (12V電池)時(shí)，放電達(dá)到105分鐘，超出標(biāo)準(zhǔn)5%;
該電池以-18°C，以Is (60AH以300A)電流放電60s達(dá)到8. 4V時(shí)的 時(shí)間為99秒，超出標(biāo)準(zhǔn)39秒。
實(shí)施例3
膠體電解質(zhì)蓄電池的膠體電解質(zhì)含有以下成分，其重量百分比 為硫酸40%,硅8%，磷酸3%，聚丙烯酰胺3%，乙二醇0. 3%，丙酸 醇3%，鉀O. 01%，銨0.01%，鍺0.01%，鎘O. 05%，鋰0.005%,其余 為水。
膠體電解質(zhì)蓄電池的制造方法如下
第一步將上述膠體電解質(zhì)的各成分制備成材料A和B; 其中，材料A制備方法是
1. 將濃硫酸用水稀釋到密度1. 48g/cm3，經(jīng)多級(jí)超強(qiáng)過濾；
2. 在稀釋的硫酸中加入磷酸、鎘、鍺、銨，攪拌均勻。
材料B制備方法是
1. 將工業(yè)硅酸鈉，用水稀釋到密度1.01g/cm3，沉淀24小時(shí)， 經(jīng)離子交換脫鈉，超強(qiáng)過濾后，用超強(qiáng)濃縮到密度為1. lg/cm3。
2. 在上述制得溶液分別加入丙酸醇、氫氧化鉀、氫氧化鋰、聚 丙烯酰胺、乙二醇，攪拌均勻。
第二步將A材料冷凍至-18。C-(TC，將B材料冷凍至-8°C_5°C， 進(jìn)行混合攪拌，灌注進(jìn)蓄電池中，封裝；
第三步靜置2小時(shí)后使蓄電池中間格溫度到常溫，凝膠后以電池d。恒流法充電10小時(shí)，G恒流法充電6小時(shí)，Cu恒流法充電4 小時(shí)即可。
經(jīng)檢測(cè)，該膠體電解質(zhì)蓄電池的儲(chǔ)備容量為104%，即在25'C用 25A放電至10. 5V (12V電池)時(shí)，放電達(dá)到104分鐘，超出標(biāo)準(zhǔn)4%;
該電池以-18°C，以13 (60AH以300A)電流放電60s達(dá)到8. 4V時(shí)的 時(shí)間為87秒，超出標(biāo)準(zhǔn)27秒。
以上所述，盡是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而己，并非對(duì)本發(fā)明作任何
形式上的限制，對(duì)于和本發(fā)明的任何等同互換，皆落入本發(fā)明保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種膠體電解質(zhì)蓄電池，其特征在于所述膠體電解質(zhì)含有以下成分，其重量百分比為硫酸35-42％，硅2-10％，磷酸1-5％，聚丙烯酰胺1-5％，乙二醇0.1-0.5％，丙酸醇1-5％，鉀0.01-0.02％，銨0.01-0.02％，鍺0.01-0.02％，鎘0.06-0.1％，鋰0.008-0.01％，其余為水。
2. —種膠體電解質(zhì)蓄電池的制造方法，其特征在于第一步將上述膠體電解質(zhì)的各成分制備成材料A和B;第二步將A材料冷凍至-18。C-(TC，將B材料冷凍至-8"-5。C， 進(jìn)行混合攪拌，灌注進(jìn)蓄電池中，封裝；第三步靜置2小時(shí)后使蓄電池中間格溫度到常溫，凝膠后以電 池d。恒流法充電10小時(shí)，Cs恒流法充電6小時(shí)，Cu恒流法充電4 小時(shí)即可。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種膠體電解質(zhì)蓄電池的制造方法，其 特征在于材料A制備方法是第一步將濃硫酸用水稀釋到密度1.48g/cm3，經(jīng)多級(jí)超強(qiáng)過濾;第二步在稀釋的硫酸中加入磷酸、鎘、鍺、銨，攪拌均勻。 材料B制備方法是第一步將工業(yè)硅酸鈉，用水稀釋到密度1. 01g/cm3，沉淀24小 時(shí)，經(jīng)離子交換脫鈉，超強(qiáng)過濾后，用超強(qiáng)濃縮到密度為1. lg/cm3。第二步在上述制得溶液分別加入丙酸醇、氫氧化鉀、氫氧化鋰、聚丙烯酰胺、乙二醇，攪拌均勻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膠體電解質(zhì)蓄電池，膠體電解質(zhì)含有以下成分，其重量百分比為硫酸35-42％，硅2-10％，磷酸1-5％，聚丙烯酰胺1-5％，乙二醇0.1-0.5％，丙酸醇1-5％，鉀0.01-0.02％，銨0.01-0.02％，鍺0.01-0.02％，鎘0.06-0.1％，鋰0.008-0.01％，其余為水。本發(fā)明還涉及該電池的制造方法。本發(fā)明膠體電解質(zhì)蓄電池成本低，儲(chǔ)備容量高，低溫起動(dòng)能力超強(qiáng)，在技術(shù)上具有顯著進(jìn)步，并產(chǎn)生顯著的實(shí)用效果。本發(fā)明膠體電解質(zhì)蓄電池低溫起動(dòng)性能好，儲(chǔ)備容量大，可廣泛應(yīng)用于汽車、電動(dòng)車、航標(biāo)燈、應(yīng)急電源等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01M10/10GK101281982SQ20081002845
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者勝 楊, 楊建平 申請(qǐng)人:楊建平;楊 勝