[发明专利]蓄电池用胶体电解液及其制备方法

说明书

本发明涉及蓄电池用胶体电解液及其制备方法。

目前，此类产品主要以硫酸与硅酸溶胶为主要原料配制，如日本专利文献特公照57-58030，中国专利CN86104708，CN90102353.1等，在这些公开的技术中，硫酸与硅酸溶胶混合后，必须尽快注入蓄电池中，并与蓄电池中的极板和隔板一起凝固成一个整体，从而导致蓄电池内阻增高，电容量下降；此外，在充电后期，电能主要消耗在电解水上，使水变成氢气和氧气排出，并随着充放电过程中引起的升温，水份蒸发，造成整个胶体的失水性收缩、龟裂。此时，虽然可补加一定量的蒸馏水，但只能造成胶体水化的假象；这时的蓄电池充电同样会产生酸雾，酸液也易泄漏，若不补加蒸馏水，则会导致蓄电池中硫酸含量增高，造成极板硫酸化，严重时使蓄电池报废，这些现象随着硅溶胶(二氧化硅)含量的增加而越明显。

中国专利CN90102353.1，在蓄电池胶体上部增加一块泡沫塑料，试图以泡沫塑料的吸水性来解决上述胶体龟裂的问题，但实际上并不能从根本上解决，只能起到掩盖胶体龟裂的作用。

本发明的目的即是提供一种从根本上解决胶体龟裂、消除酸雾、避免酸液泄漏等问题的胶体电解液及其制备方法。

本发明是这样实现上述发明目的的：以硫酸与硅酸钠为主要原料，按下述步骤制备：

1.将蓄电池用硫酸与无离子水配制成比重1.35-1.42的硫酸溶液；

2.将硅酸钠配制成10波美度的溶液，过滤，得清液，并将此溶液用阳离子交换树脂处理。

3.将硫酸溶液与硅酸钠溶液按7∶3(体积比)加入反应器，搅拌均匀后静置，待其凝固，将已凝固的胶体搅拌乳化，乳化液置于贮槽中熟化7-8天，即得。

本发明为分层胶体溶液，上层为透明溶液，下层为乳白色胶体溶液，比重为1.28-1.32，其技术要求如下：

硫酸(H₂SO₄)       32.5％-42.5％

二氧化硅(SiO₂)     1％-3％

铁(Fe)              ＜0.004％

本发明主要是利用粘胶凝固的原理，通过将凝固到一定程度的胶体乳化，使乳化液中的游离硅酸含量达到饱和状态，在加入蓄电池后，因蓄电池中的极板和隔板必然吸收部分水分，从而使电解液中的游离硅酸含量达到过饱和，进而使其凝固。

本发明的主要特点如下：

1.作为一个独立的化工产品，不受蓄电池流通环节限制，具有与传统硫酸电解液同样的优点，可长期存放，使用方便。

2.本发明在使用前为一流动性较好的胶体溶液，使用时，只须摇匀，即可对铅酸蓄电池进行一次灌注，也可作为使用同种电解质蓄电池的补充液使用，一次灌注后，15分钟内即可凝固，静置4小时后，即可使用，其起动性能与使用胶体类电解质相同，而电容量则与使用硫酸电解质相同。

3.通过实体解剖发现，本发明在蓄电池中凝固后，便会自动产生固相和液相，而在充电、放电过程中，所失水分主要反映在液相，液相减少，则极板间的有效使用面积减少，导致蓄电池所贮电能释放困难，电性能下降，用户必须加水以补充液相来恢复蓄电池的电性能，而整个液相减少或增加的过程与固相关系不大，故不会造成固相龟裂或水化。

固相产生于极板四周与蓄电池壳体之间，其主要作用有：(1)它能消除因极板活性物质脱落而造成蓄电池内部短路的因素，从而达到延长蓄电池使用寿命的效果；(2)无液体溢出，从而能保持蓄电池表面干燥，消除了蓄电池的表面自放电现象，且不会造成对本体的腐蚀；(3)吸收蓄电充电过程中所产生酸雾，在消除酸雾的同时，保持了蓄电池中的水分，减少了蓄电池的日常维护工作量。

液相产生于极板与隔板之间，是由于胶体在接触到带电荷的极板后便凝固，大颗粒的多硅酸胶体不能通过凝固层，而留在固相中，只有溶解于硫酸的游离硅酸与硫酸溶液一，在重力作用下，渗透到极板与隔板之间而形成。其主要作用有：(1)在提高蓄电池起动性能的同时，使得蓄电池的内阻与硫酸电解液基本一致，使得蓄电池的电容量与加硫酸电解液相比，不致降低；(2)因极板与隔板之间的空隙很小，所贮存的液体量，在蓄电池倾斜90度时，也不会溢出。

4.使用维护方便，使用本发明的蓄电池，在用户使用过程中，不需要检查蓄电池是否缺水，当蓄电池电压正常，而起动性能不行时，说明蓄电池缺水，这时，只需补加少量蒸馏水，即可使蓄电池恢复正常使用，如蓄电池电压下降，则说明需补充电。

5.生产工艺简单，无需特殊设备，原料来源广，生产成本低。

本发明对硫酸要求符合GB4554-84中的指标，硅酸钠要求符合工业用硅酸钠标准，低模。