[发明专利]一种超级铅酸电池用电解液

说明书

技术领域

本发明公开了一种超级铅酸电池电解液，属于电化学储能器件领域。

背景技术

动力电池是新能源汽车的关键技术之一，被广大汽车及汽车零部件企业和投资者看好。目前动力电池主要有铅酸蓄电池、Cd-Ni电池、MH-Ni电池、液态锂离子电池、聚合物锂离子电池、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC），这些电池均有车载实验。铅酸电池作为应用历史最悠久的电池，在传统汽车中广泛的作为电子设备动力源，在新能源汽车领域中，其不仅作为小型车如观光车、警务车等的牵引动力源，更是广泛的运用在EV、HEV及plug-in的12V电源中。

然而，铅酸电池由于质量比能量低（35-40Wh/kg）、体积大、使用寿命短（300-800次）、快速充电困难等缺点极大的限制了其应用。近些年发展了许多铅酸电池新技术，如新结构、耐腐蚀铅合金正极板栅、泡沫铅板栅、泡沫炭板栅、新型负极添加剂、超级铅酸电池、铅炭电池、双极性陶瓷隔膜VRLA电池等。其中超级铅酸电池技术备受关注。它是由澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）于2004年开发的一种新型超级铅酸电池（又称超级电池，ultra battery），它将超级电容器与铅酸电池并联到一个单体中，超级铅酸电池的炭电极主要吸收及释放电荷，在车辆启动及制动时起缓冲作用。它将双电层电容器的高比功率、长寿命的优势融合到铅酸电池中，在保持“外并”提高功率、延长电池寿命优点的同时，简化电池的电路，降低总费用。日本古河公司将研发的超级铅酸电池装载到本田Insight混合电动汽车上通过了17万公里的寿命测试，电池仍然运行良好，而且与使用镍氢电池的同款车型相比，成本降低了40%，油耗及CO₂排量均有一定程度减少。

但需要注意的是，由于炭表面析氢电位较铅低，炭负极“内并”必然导致电池析氢增加，过度析氢则会使电解液浓度增大，甚至引起电池失水失效，影响电池寿命。因此炭负极析氢是超级铅酸电池必须解决的关键技术问题。国内外目前对炭材料的抑氢改性集中在对炭材料的掺杂改性上，虽然取得了一些效果，但工艺复杂，增加了电池成本。本专利提出一种在电解液中直接添加抑氢剂实现超级铅酸电池炭负极析氢抑制的方法，该方法工艺简单，且抑氢效果显著，抑氢的同时可以有效增加炭负极比容量，具有很好的经济性和适应性。

发明内容

本发明的目的是提供一种超级铅酸电池用电解液，能使炭材料能有效的用于超级铅酸电池工作环境，大大减少电池的析气量。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种超级铅酸电池电解液，所述电解液由硫酸，析氢抑制剂及添加剂组成；

所述硫酸的摩尔浓度为5mol/L；每升电解液中含析氢抑制剂0.001-20g、添加剂0.001-10g；所述析氢抑制剂为金属化合物或有机物中的至少一种；

所述金属化合物为金属的氧化物、盐、氢氧化物或离子配合物中的至少一种。

所述金属化合物选自Pb²⁺、Pb⁴⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Cd²⁺、Ba²⁺、Ca²⁺、Al³⁺、As³⁺、As⁵⁺、Sb³⁺、Sb⁵⁺、In⁺、In³⁺、Ga³⁺、Hg⁺的金属化合物中任意1-3种的混合物。

所述金属化合物还包含Bi³⁺或Bi⁵⁺的金属化合物。所述金属的盐为硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐中的一种。

所述金属的离子配合物的配体为氨基（-NH₃）、氰基（-CN）或硫氰基（-SCN）中的至少一种。

所述析氢抑制剂的有机物为N-甲基吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、苯胺、酰胺、松香胺、硫脲及硫脲衍生物、肉桂醛、糠醛、戊基1，2-双（二甲基胺）-丙酮、杂环酮胺、脱氢松香咪唑啉、N-乙烯基吡啶聚合物、烷基吡啶鎓黄原酸盐、吡啶及吡啶衍生物、喹啉、异喹啉、异喹啉衍生物中的一种或任意两种的混合物。