[发明专利]一种动力铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法有效
申请号: | 201610435823.6 | 申请日: | 2016-06-17 |
公开(公告)号: | CN106099209B | 公开(公告)日: | 2017-09-22 |
发明(设计)人: | 张兴;张祖波;史俊雷;夏诗忠;余萍;张行祥;刘长来 | 申请(专利权)人: | 湖北骆驼海峡新型蓄电池有限公司 |
主分类号: | H01M10/08 | 分类号: | H01M10/08;H01M10/12 |
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地址: | 441000 湖北省*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 动力 蓄电池 电解液 添加剂 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于电化学技术领域,特别涉及一种动力铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法。
背景技术
动力铅酸蓄电池对充电接受能力和低温高倍率放电性能及循环寿命有较高的技术要求。提高充电接受能力和低温高倍率放电性能传统的途径有很多,但是最简单快捷、最实用的是方式是采用电解液添加剂进行改善。
由于行业内针对动力铅酸蓄电池充电接受能力和低温高倍率放电性能的改善,主要的技术解决方案集中在以下几个方面:
(1)极板厚度减薄,增加极群组中正负极片数。此举措可提高蓄电池内阻,降低充放电时电化学极化现象,提高充电接受能力和低温放电性能,但是极板减薄后,板栅筋条有部分会外漏,板栅腐蚀风险加剧,同时极板减薄对于涂填设备及工艺控制质量标准要求较高。
(2)正负极配方改进,如增加极板含酸量、负极增加碳含量等手段。增加极板含酸量可以提升充电接受能力和低温性能,但是对于循环寿命不利。负极增加碳材料含量,在一定程度上可以提升充电接受能力,但是会降低负极析氢过电位,造成负极析氢加剧,水耗增加。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种动力铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法,采用本发明提供的上述电解液添加剂,能在不降低-18℃低温高倍率放电性能的前提下,显著性提高现有富液管式动力以及富液平板动力铅酸蓄电池的充电接受能力10%以上,具有水耗低、价格低廉、易于大规模工业化推广生产等一系列显著优点。
为了实现上述目的,本发明所采用以下技术方案来实现:
所述的动力铅酸蓄电池电解液添加剂由以下组分组成:明矾、一水合硫酸锂、三氟甲基磺酸基季铵盐型离子液体P、L-丝氨酸、其余为密度ρ=1.28g/mL的硫酸水溶液。
进一步,所述的各个组分的摩尔浓度分别为:明矾:0.05-0.2mol/L、一水合硫酸锂:0.25-0.5mol/L、三氟甲基磺酸基季铵盐型离子液体P:0.05-0.15mol/L、L-丝氨酸:0.1-0.3mol/L。
进一步,所述的动力铅酸蓄电池电解液添加剂的制备方法包括以下步骤:
a、将明矾和一水合硫酸锂加入到密度为ρ=1.28g/mL的空白硫酸溶液中,充分搅拌至晶体全部溶解;
b、再向上述a步骤所述溶液中加入三氟甲基磺酸基季铵盐型离子液体P,充分搅拌至全部溶解;
c、最后向上述b步骤所得溶液中加入L-丝氨酸,充分搅拌至全部溶解。
进一步,所述明矾晶体含有18个结晶水,有效含量大于99%。
进一步,三氟甲基磺酸基季铵盐型离子液体P是一种咪唑类季铵盐离子液体,阳离子为咪唑类季铵盐,阴离子为三氟甲基磺酸根,其有效含量不低于98%,Fe、Mn、Cu、Cl杂质元素含量不高于5ppm,其具体结构如下:
进一步,所述L-丝氨酸是一种手性氨基酸化合物,加入硫酸溶液后,两分子的L-丝氨酸与硫酸溶液中的两分子H质子发生季铵盐反应并结合一分子硫酸根形成稳定络合结构,同时羧基上的H及羟基上的H可与硫氧双键上的O通过静电作用产生氢键,对硫酸电解液起部分固定作用,其具体结构如下:
本发明积极有益效果为:
(1)加入一定量的明矾一水合硫酸锂,可提高部分溶液的导电性,提高充电接受能力,同时降低低温高倍率放电时电化学极化,改善低温性能。
(2)加入一定量的三氟甲基磺酸基季铵盐型离子液体P可抑制PbSO4颗粒的增大和不可逆硫酸盐化,提高了电池的循环寿命。
(3)加入一定量的L-丝氨酸可改善Pb2+与部分阴离子的吸附能力,降低溶液的表面张力,提高析氢过电位,抑制氢气的析出,降低水耗。
采用本发明提供的上述电解液,能在不降低-18℃低温高倍率放电性能的前提下,显著性提高现有富液管式动力以及富液平板动力铅酸蓄电池的充电接受能力10%以上,具有水耗低、价格低廉、易于大规模工业化推广生产等一系列显著优点。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种动力铅酸蓄电池电解液添加剂及其制备方法由以下步骤制得:
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