[发明专利]铅酸蓄电池内化成激发剂、内化成系统及其内化成方法

说明书

技术领域

本发明属于铅酸蓄电池制备技术领域，涉及铅酸蓄电池的内化成技术，尤其涉及一种铅酸蓄电池内化成激发剂、内化成系统及其内化成方法。

背景技术

铅酸蓄电池，其电极主要由铅及其氧化物制成，其电解液为硫酸溶液。自法国人普兰特于1895年发明铅酸蓄电池至今已经历了一百多年的发展历程，无论在理论研究方面，还是在产品种类和产品电气性能等方面都得到了长足的进步。铅酸蓄电池的应用领域极其广泛，比如交通运输、电信电力、车站码头、矿山井下、航天航海、自然能系统、银行、学校、商场、医院、计算机系统、旅游娱乐和国防军工等。目前，我国铅酸蓄电池的市场规模迅速扩大，产量平均以每年约20%的速度快速增长。与此同时，铅酸蓄电池技术经过多年发展，其比能量、循环寿命和高低温适应性等问题已有所突破，但是仍然存在一些关键性的技术难题至今没有解决，而这些技术难题影响着铅酸蓄电池性能的进一步提高。铅酸蓄电池生极板的主要活性物质为硫酸铅，硫酸铅的导电性很差，在内化成过程中充电接受能力极弱，因而大部分电能无法转变为化学能，而是变成热能消耗掉，即电池在内化成过程中温度特别高，如果不采用冷却水或者循环冷却酸强制降温，那么铅酸蓄电池的外壳由于温度过高而变形，生极板由于温度过高而钝化，无法再次激活而成为合格的铅酸蓄电池。因此，急需开发一种铅酸蓄电池内化成技术，以降低内化成过程中的温度，从而提高电能转变为化学能的能力。

申请公布号为CN102136607A的发明专利公开了一种铅酸蓄电池内化成系统，虽然能够提高蓄电池性能，但是结构复杂，成本高，不能广泛应用，而且不能降低内化成过程中的温度，无法将大部分电能转变为化学能。

申请公布号为CN103943894A的发明专利公开了一种内化成铅酸蓄电池超声波化成方法，虽然能够提高化成效率，但是工序繁琐，操作复杂，而且不能降低内化成过程中的温度，无法将大部分电能转变为化学能。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种铅酸蓄电池内化成激发剂，其目的在于：通过向铅酸蓄电池内注入含有内化成激发剂的电解液，降低内化成过程中的温度，从而提高电能转变为化学能的能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铅酸蓄电池内化成激发剂，由气相二氧化硅、固化剂和去离子水混合而成，所述固化剂包括无水硫酸钠、四硼酸锂、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、二丁基二月桂酸锡、N.N-双羟乙基烷基酰胺、聚丙烯酰胺、硫酸亚锡、聚丙烯酸钠、磷酸二氢钾、三氧化二铝。

气相二氧化硅具有化学惰性和特殊的触变性能，同时具有较强的固水、饱水功能，能够确保内化成激发剂中的水不挥发。

固化剂能够降低电解液的黏度，同时能够增加容量，提高铅酸蓄电池的充电接收能力。

本发明的固化剂采用了四硼酸锂、无水硫酸钠、硫酸亚锡、磷酸二氢钾等金属盐，特别是添加了十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、N.N-双羟乙基烷基酰胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、三氧化二铝等，这些物质既能够对固化剂起到良好的稳定作用，又能够减少电解质的电阻。

二丁基二月桂酸锡、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、四硼酸锂等能够加速活化铅酸蓄电池的极板，减少逸出功，加大铅酸蓄电池的电容量，增强充电接收能力。

优选的是，所述内化成激发剂中各物质的重量百分比为，气相二氧化硅1.0-20%、无水硫酸钠0.2-2.5%、四硼酸锂0.2-2.5%、十二烷基硫酸钠0.03-1.5%、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.03-1.5%、二丁基二月桂酸锡0.03-1.5%、N.N-双羟乙基烷基酰胺0.03-1.5%、聚丙烯酰胺0.03-1.5%、硫酸亚锡0.01-4.0%、聚丙烯酸钠0.01-4.0%、磷酸二氢钾0.01-4.0%、三氧化二铝0.01-4.0%，余量为去离子水。

气相二氧化硅具有化学惰性和特殊的触变性能，同时具有较强的固水、饱水功能，能够确保内化成激发剂中的水不挥发，如果含量低于1.0%，固水性能降低，电池循环寿命将降低10%以上，如果含量高于20%，固水性能提高，电池循环寿命将延长，但是蓄电池的容量会降低10%以上。

固化剂能够降低电解液的黏度，同时能够增加容量，提高铅酸蓄电池的充电接收能力。如果含量低于下限值，容量提升无效果，如果高出上限值，四硼酸锂、无水硫酸钠、硫酸亚锡、磷酸二氢钾等在蓄电池中析出金属盐，容易造成短路，十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、N.N-双羟乙基烷基酰胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、三氧化二铝等，含量过高会增加电解液的黏度，损害离子流动性能，降低低温放电性能。