[发明专利]混合胶体电解质及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池电解质，尤其涉及一种混合胶体电解质及其制备工艺。

背景技术

胶体电池循环寿命、耐过充过放电、欠充电等性优于普通铅酸电池，胶体电池越来越受到人们的青睐。胶体电池的最关键技术是胶体电解液。为了改善胶体电池性能，越来越多的人在研发性能优越的铅酸蓄电池胶体电解液。胶体电解质的性能主要取决于胶体配方及其制备工艺。传统的铅酸蓄电池胶体电解液通常有两种：一种是硅溶胶，另一种是含气相二氧化硅配制的胶体电解液。这两种胶体电解液各有优缺点。硅溶胶属胶体溶液，无臭、无毒，分子式可表示为mSiO₂nH₂O，由于胶体粒子微细，直径为10～90nm，有相当大的比表面积，粒子本身无色透明，不影响被覆盖物的本色，硅溶胶粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好。胶体电解液粘度低，配制、储存、向电池内加胶体电解液都比较容易，触变性较好。但是其缺点是硅溶胶容易水化分层。气相二氧化硅配制的胶体电解液成胶状态非常好，没有水化分层现象，但是其缺点是粘度大，向电池内灌注非常困难。

传统的胶体制备工艺通常采用将二氧化硅、硫酸、水和助剂浸泡，然后再采用手动搅拌或搅拌，这样制备的胶体电解质由于剪切力不足，二氧化硅分散不均匀，电解质不稳定，易水化分层。或用气相二氧化硅制备的胶体电解质粘度偏大，灌注困难。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种不水化分层，电解液易于灌注，触变性好，性能稳定的混合胶体电解质。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：混合胶体电解质，包括硅粉水溶液和混酸溶液，硅粉水溶液和混酸溶液的重量比为1：4；

所述硅粉水溶液包括去离子水，重量为去离子水重量0.5～0.6%的甘油，重量为去离子水重量3～6%的沉淀二氧化硅，重量为去离子水重量0.006～0.01%的聚丙烯酰胺；

所述混酸溶液包括去离子水，重量为去离子水重量94～96%的浓硫酸，重量为去离子水重量0.8～1.6%的硼酸，重量为去离子水重量0.01～0.03%的硫酸亚锡，重量为去离子水重量0.14～0.51%的硫酸钴。

作为优选，所述去离子水的电导率小于2us/cm，去离子水和调节水纯度杂质较少，提高了混合胶体电解质的质量。

作为优选，所述聚丙烯酰胺为分析纯级，聚丙烯酰胺杂质少，进一步提高了混合胶体电解质的质量，而且分析纯级聚丙烯酰胺容易制配，减小了混合胶体电解质的制配成本。

作为优选，所述气相二氧化硅为比表面积为200m²/g和380m²/g，按照重量比为2～3：1的混合物，提高了混合胶体电解质的质量。

作为优选，所述甘油为分析纯级，甘油杂质少，进一步提高了混合胶体电解质的质量，而且分析纯级甘油容易制配，减小了混合胶体电解质的制配成本。

作为优选，所述混酸溶液在25℃的条件下密度为1.345～1.355g/ml，含硼酸重量百分比0.4～0.8%，含硫酸钴重量百分比0.07%～0.25%，含硫酸亚锡重量百分比0.01～0.03%，此配比的混酸溶液整体上提高了混合胶体电解质的质量。

一种上述技术方案所述的混合胶体电解质的制备工艺，其特征在于：

步骤1硅粉水溶液的配置方法为：

a、向带有转速大于等于2880转/分钟的搅拌装置中加入电导率小于2us/cm的去离子水；

b、向搅拌装置中加入重量为去离子水重量0.5～0.6%的甘油；

c、向搅拌装置中加入重量为去离子水重量3～6%的沉淀二氧化硅；

d、将气相二氧化硅完全吸入去离子水中，加入搅拌装置；

e、将搅拌装置中加入了步骤a、b、c、d的物质搅拌10～15分钟；

f、向搅拌装置的加入重量为去离子水重量0.006～0.01%的聚丙烯酰胺，再搅拌5～10分钟；

步骤2混酸溶液的配置方法为：

g、向配酸罐中加入电导率小于2us/cm的去离子水，然后向配酸罐中加入在25℃条件下密度为1.84g/ml重量为去离子水重量94～96%的浓硫酸，边加入边搅拌；

h、待配制的硫酸溶液温度冷却到50℃以下时，向配酸罐中加入重量为去离子水重量0.8～1.6%的硼酸，并搅拌均匀；