[发明专利]一种铅蓄电池用的两相混合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铅蓄电池的材料技术领域，特别涉及一种铅蓄电池用的两相混合物及其制备方法。

背景技术

近年储能市场对大容量铅蓄电池的配套需求急剧上升，但常规铅蓄电池在户外使用中表现出寿命短，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材料为气相二氧化硅，此外，在中国发明专利公开号CN1383225A中，公开了一类由聚元素有机硅氧烷、硅油和正硅酸酯水溶液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。经过十数年应用，业界普遍认为气相二氧化硅胶体和有机硅胶体的电化学特性各有千秋，将二氧化硅胶体和硅氧烷组合物混合使用可以达到技术优势互补。

在近年的材料配方发展中，业内试图应用一类生物可降解的乙烯基聚合物材料，但一些在硫酸液中或二氧化硅胶体中添加入乙烯基聚合物材料的方法并不尽人意，技术原因为：乙烯基聚合物是一种高分子材料，将其直接添加入水相体系很难获得稳定偶联，且将其添加入硫酸液后的铅蓄电池电化学表现欠佳，例如对铅蓄电池的电化学活性、降低内阻无贡献；此外，一些胶体为了分散性好，使用了一些乳化剂，例如吐温、司盘系列等，这类乳化剂虽可使微分散体系获得稳定，但对铅蓄电池属于杂质。为此，行业希望寻求到一种既实现二氧化硅胶体和有机硅组合物稳定偶联，又在微分散体系应用乙烯基聚合物材料的两相混合物。

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、又在该两相混合物中植入乙烯基聚合物的两相混合物，使之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、延长蓄电池使用寿命的技术目标。

为实现上述目的，本发明提供了一种铅蓄电池用的两相混合物，该两相混合物基于100体积份，由20～80体积份的有机硅组合物和20～80体积份的二氧化硅混合物混合而成；所述的有机硅组合物基于100体积份，包括以下组分和含量：

A组分：主链骨架为(-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，3～12体积份；

B组分：粘度小于2000帕的有机硅油，3～12体积份；

C组分：10wt％-35wt％的正硅酸乙酯，74～93.8体积份；

D组分：水溶性的聚乙烯醇0.2～2体积份，所述的水溶性的聚乙烯醇为活性物含量8～10％的液体产品；

所述的二氧化硅混合物基于100体积份，包括以下组分和含量：

气相二氧化硅：5～15体积份；

工业纯水：84～94.8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30～50％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；

上述铅蓄电池用的两相混合物的组分中，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。

上述两相混合物的组分中，所述B组分的有机硅油包括甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油或含其他有机基团的有机硅油。

上述两相混合物的组分中，还包括在制备过程用于调节混合物中间体PH值的碱性调整剂。所述的碱性调整剂包括但不限于使用氢氧化钠、氢氧化钾。

基于上述铅蓄电池用的两相混合物的材料及配比范围，本发明还提供了一种将所述备料制作成铅蓄电池用的两相混合物的制备方法，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，然后加入所述的C组分，充分搅拌混合均匀；

2)向步骤1)得到的混合物加入所述的D组分，充分搅拌混合均匀，得到所述的有机硅组合物；

3)将所述的十二烷基硫酸钠与所述的工业纯水混合均匀；

4)向步骤3)得到的混合物加入所述的气相二氧化硅，在搅拌混合中用所述的碱性调整剂将混合物的PH值调节至8-10，得到所述的二氧化硅混合物；

5)将步骤4)得到的二氧化硅混合物和步骤2)得到的有机硅组合物按所述的体积配比混合均匀，即得到本发明所述的两相混合物。