[发明专利]一种内化成胶体电解液及其配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解液领域，尤其涉及内化成PVC-SIO₂胶体蓄电池的电解液配方及其配制方法。

背景技术

相对AGM隔板胶体电池，PVC-SIO₂隔板胶体电池称为全胶体电池(以下简称为胶体电池)，胶体电池内化成生产存在两个技术难点：

一是，电解液粘度高，灌胶困难。胶体电解液中二氧化硅含量高，电解液粘度极高，电解液灌入电池与碱性生极板激烈反应，电解液升温造成凝胶变稠，难以渗透到极板深处，严重影响胶体电池的容量、寿命及其他性能；

二是，电池在灌胶和化成过程中温度高、散热慢、降温难。灌胶过程产生大量中和热，化成过程不断产生电阻热，胶体电解液散热慢的特性极易造成电池高温鼓胀，更关键的是在高温下极板添加剂分解和损耗，严重影响胶体电池的容量、寿命及其他性能。

目前，大部分厂家的胶体电池还是采用外化工艺生产，部分制造商采用一次灌酸、二次灌胶内化成技术，具体步骤大致为：生极板组装电池→注入稀硫酸→电池化成充电→化成结束后放电至0V→将电池内硫酸全部倒出→注入胶体电解液→给电池充足电。采用这种技术确实完全克服了胶体电池灌胶困难，加胶和化成温度高等问题，但这种技术还存在以下缺点：

1、操作繁琐：两次注液、两次接线充电、两次拆线、电池倒酸等操作，生产工作量大，生产周期长；

2、倒出的硫酸处理麻烦：化成倒出大量硫酸，回收利用杂质含量高，不回收利用浪费严重，并且属于含铅危废，处理成本高；

3、硫酸虽然倒出，但是正负极板孔隙仍被硫酸占据，二次灌胶虽然不会发热凝胶，但也难以进入正负极板孔隙，对胶体电池寿命有较大影响；

4、其他缺陷，如：倒酸过程容易造成电池端子腐蚀、工作环境酸雾大、需要投入自动倒酸设备等。

发明内容

本发明针对上述“胶体电池内化成生产灌胶困难，灌胶和化成温度高、散热慢、降温难，以及目前胶体电池内化成技术缺陷”的问题，提出了一种内化成胶体电解液，以及该胶体蓄电解液的配制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种内化成胶体电解液，电解液的各有效化学成份占总重量的百份比：

硫酸29.4％～36.6％；

二氧化硅3.5％～4.8％；

硫酸钾0.05％～0.50％；

硫酸钠0.8％～1.8％；

导热材料1.0％～6.0％；

聚丙烯酰胺0.001％～0.020％；

钼酸钠0.005％～0.200％；

水50.080％～65.244％。

所述二氧化硅为纳米级气相二氧化硅，所述导热材料为纳米级氮化硅粉体，所述水为电导率≤2μs/cm的纯水。

一种配制所述内化成胶体电解液的方法：

步骤1、预先制备硅酸钠水溶液、二氧化硅悬浮液、硫酸溶液、聚丙烯酰胺溶液；

步骤2、向制备胶体电解液的反应釜中加入纯水；

步骤3、向反应釜内加入硅溶胶水溶液；

步骤4、向反应釜内加入硫酸溶液；

步骤5、向反应釜内加入导热材料；

步骤6、向反应釜内加入气相二氧化硅悬浮液；

步骤7、向反应釜内加入聚丙烯酰胺溶液；

步骤8、静置陈化。

所述步骤2中开启搅拌器采用低速搅拌；所述步骤3中采用低速搅拌，并持续搅拌5min以上；所述步骤4中采用高速搅拌，并持续搅拌10min以上；所述步骤5中采用高速搅拌，缓慢加入1％～6％的导热材料，并持续搅拌10min以上；所述步骤6中采用高速搅拌，并持续搅拌20min以上；所述步骤7中采用高速搅拌，并持续搅拌20min以上；所述步骤8中静置陈化时间24小时以上。

制备硅酸钠水溶液的方法：在分析纯级氢氧化钠中加入纯水溶解，在氢氧化钠水溶液中加入纳米级气相二氧化硅粉，采用低速或中速搅拌20～35分钟，得到硅酸钠水溶液；硅酸钠水溶液物质重量比，按纯水、氢氧化钠、气相二氧化硅为100：11～26：12～29。

制备气相二氧化硅悬浮液的方法：在纯水溶液中加入纳米级气相二氧化硅粉末，采用高速搅拌持续至悬浮液形成；二氧化硅悬浮液物质重量比，按纯水、纳米级气相二氧化硅为100：8～16。

制备胶体电池专用硫酸溶液方法：

60％硫酸溶液配制：按浓硫酸、纯水重量比为100：63.3，在纯水中缓慢加入浓硫酸，并低速搅拌降温至常温储存；