[发明专利]一种用于铅蓄电池的两相混聚物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两相混聚物添加剂的材料、配方及其制备方法。

背景技术

近年储能市场普遍需求大容量的蓄电池作配套用，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。铅蓄电池电解液传统使用的胶体为气相二氧化硅，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；在中国发明专利公开号CN1383225A中，公开了一种由聚元素有机硅氧烷、硅油和正硅酸酯水溶液混合的有机硅组合物，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有机高分子胶体各有千秋，前者粘度高但寿命衰减较平稳，后者粘度低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。

将二氧化硅胶体和有机硅组合物胶体优势互补一直是铅蓄电池行业寻求的技术方案，但一些将两类成品胶体简单混合使用的方法并不尽人意，技术原因为：一些成品胶体为了分散性好，使用了一些对铅蓄电池属于杂质的乳化剂，这类乳化剂例如吐温、司盘系列等复配物，这类乳化剂加入二氧化硅胶体虽获得微分散体系稳定，但对铅蓄电池属于杂质，其添加入硫酸液后的铅蓄电池电化学表现欠佳，例如降低电化学活性、削弱低温充电能力等。为此，行业希望寻求到一种将气相二氧化硅与有机硅组合物充分偶联、又可提升铅蓄电池性能的两相添加剂。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前铅蓄电池市场上二氧化硅胶体和有机硅组合物胶体的技术缺陷，提供一种既可充分偶联气相二氧化硅与有机硅组合物、又在该两相混聚物中植入常用电解液活性剂的添加剂，使之直接加入硫酸液可增强铅蓄电池的电化学活性，达到提升充放电能力、延长使用寿命的技术目标。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于铅蓄电池的两相混聚物添加剂，所述的两相混聚物添加剂基于100体积份，包括以下组分和含量：

A组分：主链骨架为(-C-Si-O-)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的有机硅氧烷，1～7体积份；

B组分：粘度小于1500帕的有机硅橡胶，1～7体积份；

C组分：10wt％-35wt％的正硅酸乙酯，5～80体积份；

工业纯水：工业纯水，10～90体积份；

气相二氧化硅：2～15体积份；

十二烷基硫酸钠0.2～1体积份，所述的十二烷基硫酸钠为活性物含量30～40％的液体产品。

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。

上述用于铅蓄电池的两相混聚物添加剂的组分中，所述A组分有机硅氧烷侧基所含的R包括H、OH、SO₂H、NH₂、CH₃或其他不饱和亲水活性基团。

上述用于铅蓄电池的两相混聚物添加剂的组分中，所述B组分的有机硅橡胶包括甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶或含其他有机基团的有机硅橡胶。

上述用于铅蓄电池的两相混聚物添加剂的组分中，还包括在制备过程用于调节混聚物中间体PH值的碱性调整剂。所述的所述的碱性调整剂包括但不限于使用氢氧化钠、氢氧化钾。

基于上述的材料及配比范围，本发明还提供了一种将所述备料制作成用于铅蓄电池的两相混聚物添加剂的制备方法，该方法包括：

1)把所述的十二烷基硫酸钠分为两份，按使用目的备用；

2)把所述的A组分和所述的B组分充分搅拌混合均匀，然后加入所述的C组分，充分搅拌混合均匀；

3)用其中一份十二烷基硫酸钠将步骤2)所得混合物的HLB调节至10～14；

4)将所述另一份十二烷基硫酸钠与所述的工业纯水混合均匀，然后加入所述的气相二氧化硅，充分搅拌混合均匀；

5)用所述的碱性调整剂在搅拌混合中将步骤4)所得混合物的PH值调节至8-10；

6)将步骤5)得到的混合物与步骤3)得到的混合物在充分搅拌中混合均匀，即得到本发明所述的两相混聚物添加剂。

本发明还提供了一种含有上述用于铅蓄电池的两相混聚物添加剂的电解液或修复液。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，所述用于铅蓄电池两相混聚物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％。