[发明专利]胶体电解质及其配制工艺

说明书

本发明涉及一种胶体电解质及其配制工艺。用本发明的胶体电解质灌注铅酸蓄电池，其具有良好的触变功能。

国内外有关铅酸蓄电池用胶体电解质有很多种。

英国专利文献GB    2088623A提出了以硫酸和二氧化硅形成胶体电解质，二氧化硅的比表面积为20-500平方米/克，最好是100-200平方米/克，在胶体电解质中磷酸的量为在胶体电解质中所含硫酸量的0.5-15%（重量百分数，下同），最好为4-6%，二氧化硅在胶体电解质中的量为3-15%（重量百分数，下同），最好为7-9%，硫酸含量约12%。

日本专利文献特公昭57-58030所介绍的胶体电解质，是由2-10%的无水硅酸和18-41%的硫酸所组成。

一篇发明名称为一种配制触变性胶体电解质的方法的中国专利文献CN    86104708介绍了一种含硅凝胶剂（硅酸钠、硅溶胶或无定形二氧化硅粉末）和硫酸配制电解质的方法，所用的硅溶胶中二氧化硅胶粒的比表面积为50-500平方米/克，胶体电解质中二氧化硅重量比为3-15%，硫酸的重量比为30-48%，硅溶胶中的二氧化硅胶粒的最佳比表面积为100-300平方米/克，胶体电解质中二氧化硅的最佳重量比为5-10%，最佳的硫酸重量比为35～45%，将硫酸在搅拌下用滴加的方法加到硅溶胶中混合时，温度控制在10℃-40℃。

公开号为CN    1056019A、名称为“高电容量胶体电解质及其制法”的中国专利申请，胶体电解质中（以胶体电解质为100）含硅溶胶（以二氧化硅计）3-9.9%（重量百分数，下同）含硫酸48.1-75%，硫中含有0.1-0.5氢氧化铝（以三氧化二铝计），使电容量增高，其制备方法是将硅溶胶和硫酸同时滴加到反应容器中。

在上述已有技术和其他有关胶体电解质的配方及制法所制备的胶体电解质，其装入蓄电池后，一般都存在下列问题：1、与铅酸蓄电池比较，电容量降低，一般仅达到80%左右，最高达到91.6%。2、自放电严重。如CN 1056019为了克服酸雾和提高容量而加入AL（OH）₃，从而引入了AL³⁺，会引起自放电加大。3、充电过程中酸雾多。目前文献报道有些酸雾减少了57%左右，但这远远达不到清洁环境的目的。4、制备工艺过程复杂，要求较高。一般都要求将硫酸滴加到水中，温度要求10～40℃，一个工艺过程要持续8小时左右。

本发明的目的在于研制一种新型胶体电解质，用该胶体电解质灌注的铅酸蓄电池容量高，自放电小而且充电过程中无酸雾放出。

本发明的另一个目的是研究胶体电解质的配制工艺，该工艺无需特殊设备，工艺简单而且产品质量稳定。

本发明的一种胶体电解质，胶体中含有28.5～41%的硫酸（以胶体为100%，重量百分比，下同）、5.25～9.5%的硅溶胶（以SiO₂计）、0.5～2%的磷酸、0.15～0.5%的氢氧化铵（以NH₃计）。

本发明的胶体电解质的配制工艺，分为A液和B液的配制。a）A液的配制：将蓄电池用硫酸徐徐加入蒸馏水中，充分搅拌，温度不超过60℃，直至比重为1.50～1.57（γ15℃），然后按其总体积1～2%加入磷酸;b）B液的配制：用氢氧化铵将蒸馏水调整至PH＝9～12，用此碱性蒸馏水将比重为1.16～1.19（γ²⁰₄）的硅溶胶（SiO₂nH₂O）稀释至比重为1.05～1.08;

制备好的A、B液，应分别盛于两个塑料容器内，在0℃～45℃的温度范围内运输和保存。蓄电池灌胶时A液和B液等体积混合。

影响胶体电解质各项性能指标的因素很多，其中原料中超标准的Na⁺、Fe²⁺等金属离子存在，均会构成胶体电解质在各种蓄电池中产生严重自放电条件。超量的Na⁺会轻而易举地挤进SiO₂粒子固定层中，使溶胶的等电点降低，使凝胶速度加快，操作困难（尤其是夏天），这样使胶体几乎失去触变功能，胶体自身剥离，不能防止电解液的泄漏。Na⁺还与SO^2-₄结合生成Na₂SO₄，造成阴极板损害，寿命缩短。Fe²⁺的过量存在，会造成严重自放电。因此，本发明精选的原料指标如下：