[发明专利]一种用于铅蓄电池的组合添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铅蓄电池的材料技术领域，特别涉及一种用于铅蓄电池的组合添加剂的材料、配方及其制备方法。

背景技术

近年来，随着光伏发电行业、风力发电行业的发展，市场普遍需求大容量的蓄电池作储能配套用，但常规蓄电池在户外使用中表现出寿命短，废弃率较高，制约了光伏储能系统的商业应用。业界普遍认同，在铅蓄电池的硫酸液中加入适量的胶体物质，可有效地提升在户外使用的寿命。

铅蓄电池行业传统使用的胶体材料为气相二氧化硅，使用时通过工业纯水或其他溶剂方法将气相二氧化硅充分液化；在中国发明专利ZL01109623.3中，公开了一种由聚元素硅氧烷、有机硅橡胶和稀释用水混合的硅氧烷组合物，该组合物与硫酸液混聚用作铅蓄电池的电解液或化成液。通过十数年应用，业界普遍认为气相二氧化硅胶体和硅氧烷组合物胶体各有千秋，前者粘度高、工艺性差且铅蓄电池无降低内阻、增加容量的收益，但寿命衰减较平稳，后者粘度低、工艺性好且铅蓄电池可获得降低内阻、增加容量的收益，但稳定性不如前者。

近年以来，铅蓄电池行业一直寻求一种能将气相二氧化硅胶体和硅氧烷组合物胶体优势互补的技术方案，但一些简单将两者混合的方法并不成功，技术原因为：常规的气相二氧化硅胶体为一种水相物，但所述的硅氧烷组合物为一种亲水性油相物，将两者简单混合而形成的微分散体系不稳定，且添加入电解液后的铅蓄电池电化学表现不尽人意。为此，行业希望寻求到一种能将气相二氧化硅与有机高分子组合物充分偶联、添加入硫酸液后可提升铅蓄电池电化学性能的组合胶体添加剂，使铅蓄电池可有效地延长户外使用寿命，降低蓄电池的废弃率。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前铅蓄电池行业市场上气相二氧化硅胶体和硅氧烷组合物胶体的技术缺陷，提供一种将气相二氧化硅与硅氧烷组合物充分偶联、添加入硫酸液作电解质可提升铅蓄电池电化学性能的胶体添加剂，使铅蓄电池有效延长充放电使用寿命，达到降低蓄电池使用废弃率的技术应用目标。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于铅蓄电池的组合添加剂，所述的组合添加剂由100体积份硅氧烷组合物和3～30体积份气相二氧化硅组合而成；

所述的硅氧烷组合物基于100体积份，包括以下组分和含量：

A组分：主链骨架为(-Si-O-Si-)结构且侧基含一种以上不饱和亲水活性基团R、分子量小于3000的硅氧烷，1～10体积份；

B组分：粘度小于1500帕的有机硅橡胶，1～10体积份；

工业纯水：77.5～97.75体积份；

蒙脱土水溶液：0.2～2体积份，所述的蒙脱土水溶液为用硫酸液浸渍蒙脱土的饱和溶液；

乳化剂0.05～0.5体积份，所述的乳化剂包括以下物质的一种或多种：吐温系列乳化剂、司盘系列乳化剂、三乙醇胺、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇。

上述气相二氧化硅的含量中，所述的体积份为其重量/比重的换算值；

上述组合添加剂的组分中，所述A组分硅氧烷侧基所含的R包括H、OH、SO₂H、NH₂、CH₃或其他不饱和亲水活性基团。

上述组合添加剂的组分中，所述B组分的有机硅橡胶包括甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、含腈硅橡胶或含其他有机基团的有机硅橡胶。

上述组合添加剂的组分中，还包括在制备过程用于调节混合物PH值的氢氧化钠。

基于上述用于铅蓄电池的组合添加剂的材料及配比范围，本发明还提供了一种将所述备料制作成用于铅蓄电池的组合添加剂的制备方法，该方法包括：

1)把所述的A组分和所述的B组分充分搅拌混合均匀；

2)用所述的乳化剂将步骤1)得到的混合物的HLB调节为10～14；

3)向步骤2)得到的混合物加入工业纯水，搅拌均匀，继续加入蒙脱土水溶液搅拌均匀，然后用所述的氢氧化钠将本步骤所得混合物的PH值调整至8-10；

4)将步骤3)所得混合物加入所述的气相二氧化硅，在充分搅拌中混合均匀，即得到本发明所述的组合添加剂。

上述组合添加剂的制备方法中，所述的步骤4)还包括：通过调整步骤3)所得混合物与气相二氧化硅的物料比例来调节本步骤混合物的澄明度。

本发明还提供了一种含有上述组合添加剂的铅蓄电池电解液或修复液。所述电解液或修复液以密度为1.05-1.35的硫酸液为主要组分，所述组合添加剂在所述电解液的体积含量不低于0.2％，在所述修复液的体积含量不低于2％。