专利名称：储能电池用胶体电解质的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池领域，具体涉及储能电池用胶体电解质。
技术背景
随着能源的日益紧张和环境污染的加剧，世界各国越来越重视太阳能、风能等新能源和可再生能源的开发利用，新能源、可再生能源产业的发展，带动了配套用储能电池的需求。铅酸蓄电池是目前应用较为广泛的储能电池，我国的储能铅酸蓄电池研发尚处在初期阶段，存在着充放电性能、耐高低温性能差，使用寿命短等缺点。由于多为户外使用，加之太阳能、风能发电系统的工作受自然条件影响较大，对储能电池的要求十分苛刻，需要满足一定技术性能的要求，目前储能铅酸蓄电池主要是AGM技术的VRLA电池和胶体电池两类。由于储能电池使用环境通常较恶劣，太阳能发电系统在阴雨天则完全由蓄电池给负载供电，而风力发电是受风制约的，尤其是对小型风机更为明显。不同地区的环境温度范围有所不同，中国南方环境温度在0-50°C范围内，而北方则在-400C -40°C范围内，铅酸蓄电池受温度影响较大，温度每升高10°C，寿命就降低一半。常见储能用电池寿命终止的主要原因是1硫酸电解液干涸；2热失控；3正极活性物软化脱落引起内部短路；4.低温环境下，蓄电池长期充电不足，蓄电池长期处于过放电的欠充状态，极板硫化严重。因此对储能用蓄电池有更高的要求耐浅容量循环、耐高温或低温能力强，过放电恢复性能好，充电接受能力强，耐低温间歇放电，耐过放或过充。目前的储能用蓄电池使用寿命不能达到5年，这也是造成目前储能系统发电成本较高的原因之一。发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供储能电池用胶体电解质，能够提高电池耐高低温环境的性能，延长电池的循环寿命。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案储能电池用胶体电解质，由以下组分组成且各组分的质量百分比为
硫酸35-43%纯水47-56%JN-30凝胶剂6-10%硫酸亚锡0. 055-0. 2%硫酸钴0. 055-0. 2%硫酸锌0. 0055-0. 010%
丙三醇0.055-0丨.3%聚乙烯醇0.05-0.1%聚乙烯吡咯烷酮0.05-0.1%磷酸0.55-1.2%三氧化二铋0.05-0.1%三氧化二锑0.05-0.2% ο作为优选，各组分的质量百分比为
硫酸35%纯水56%JN-30凝胶剂8. 0795%硫酸亚锡0. 055%硫酸钴0. 055%硫酸锌0. 0055%丙三醇0.055%聚乙烯醇0.05%聚乙烯吡咯烷酮0.05%磷酸0.55%三氧化二铋0.05%三氧化二锑0.05% ο
作为优选，各组分的质量百分比为
硫酸41%纯水50%JN-30凝胶剂7. 452%硫酸亚锡0. 1%硫酸钴0. 1%硫酸锌0. 008%丙三醇0. 2%聚乙烯醇0. 08%聚乙烯吡咯烷酮0. 08%磷酸0. 8%三氧化二铋0. 08%
三氧化二锑作为优选，各组分的质量百分比为
硫酸纯水
JN-30凝胶剂
0. 1% c
43% 48% 6. 59%硫酸亚锡0. 2%硫酸钴0. 2%硫酸锌0. 010%丙三醇0. 3%聚乙烯醇0. 1%聚乙烯吡咯烷酮0. 1%磷酸1. 2%三氧化二铋0. 1%三氧化二锑0.2% ο有益效果本发明采用上述技术方案提供储能电池用胶体电解质，提高了电池耐高低温环境的性能，延长了电池的循环寿命。
具体实施例方式实施例一储能电池用胶体电解质，由以下组分组成且各组分的质量百分比为
硫酸35%纯水56%JN-30凝胶剂8. 0795%硫酸亚锡0. 055%硫酸钴0. 055%硫酸锌0. 0055%丙三醇0. 055%聚乙烯醇0. 05%聚乙烯吡咯烷酮 0.05% 磷酸0.55%
三氧化二铋0. 05%
三氧化二锑0.05%。硫酸为试剂硫酸，为铅酸电池的主要活物质；纯水为硫酸稀释剂、助剂，电导率 < 2yS/cm;JN-30凝胶剂为电解液凝固剂；硫酸亚锡为分析纯级，功能为提高导电性及过放电恢复能力；硫酸钴为提高活性物质与板栅间的结合力，延长板栅寿命；硫酸锌增加硫酸铅的溶解度，提高充电接受能力；丙三醇胶体中用于活性剂；聚乙烯醇为胶体稳定剂；聚乙烯比咯烷酮用做稳定剂，保护胶体、细化晶粒；磷酸为分析纯级，用于减少正极活性物质脱落，抑制硫酸盐化，延长电池寿命，也是胶体稳定剂；三氧化二铋功能为提高活性物质利用率，抑制氢的析出，提高氧还原能力，提高电池循环寿命；三氧化二锑有电催化作用，能够使得Pbo-Pbon的氧化反应在较低电位条件上开始，维持了腐蚀层在pbo2/pbSo4平衡电位以下以相当宽的电位范围内具有较高的导电能力，提高正极活性物质利用率。本发明的胶体电解质是以氢键形式构成的三维网络体系，将大量的硫酸分子及水包裹在三维的结构中，其物理特性呈弹性不流动的凝胶溶液。氢键是分子间的一种弱结合， 在外力直接作用下，包裹在控释微囊中的“自由水”可以被释放出来，一旦去掉剪切力结构又重新建立，“自由水”再次被包裹，其结构的形成和拆散是完全可逆的。加入电池后，可提高硫酸与铅的电化反应。本胶体电解质凝胶后，电池内的稀硫酸变成不流动的果冻状物质， 因此可增加电池的加液量，增加电池的热容量及电池的耐低温性能。本发明提供的储能电池用胶体电解质具有以下优点提高了活性物质利用率，在完全凝胶状态下使用；彻底解决了硫酸分层现象，延缓极板腐蚀与钝化，减小自放电；电解液量足，使得电池热容量大，电池散热效果好，可耐高温使用；增加了极板、隔板的均勻饱和度；氧复合通道，低内阻，充电接受能力强，抑制氢的析出，提高氧还原能力，提高电转换效率；添加剂提高板栅间的结合力，延长板栅寿命；充放电无酸雾、水损失小，耐长期浮充，无污染，科技环保；降低了电解液冰点，可在超低温环境下使用；延长了电池使用寿命。储能电池作为配套太阳能、风能发电系统、偏远地区通讯设备供电系统的关键核心配件之一，采用本发明提供的胶体电解质后，解决了制约新能源风电储能电池的“耐高低温性能”、“循环使用寿命”、“充电接受能力”三大技术难题，电池组可在_42°C -60°C的环境下使用。实施例二 储能电池用胶体电解质，由以下组分组成且各组分的质量百分比为硫酸41%纯水50%JN-30凝胶剂7. 452%硫酸亚锡0. 1%硫酸钴0. 1%硫酸锌0. 008%丙三醇0. 2%聚乙烯醇0. 08%聚乙烯吡咯烷酮0. 08%磷酸0. 8%三氧化二铋0. 08%
三氧化二锑0. 1%。实施例三储能电池用胶体电解质，由以下组分组成且各组分的质量百分比为硫酸纯水
JN-30凝胶剂硫酸亚锡硫酸钴硫酸锌丙三醇聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮
43% 48% 6. 59% 0. 2% 0. 2% 0. 010% 0. 3% 0. 1% 0. 1%
权利要求
1.储能电池用胶体电解质，其特征在干由以下组分组成且各组分的质量百分比为 硫酸35-43%纯水47-56%JN-30 凝胶剂6-10%硫酸亚锡0. 055-0. 2%硫酸钴0. 055-0. 2%硫酸锌0. 0055-0. 010%丙三醇0. 055-0. 3%聚乙烯醇0.05-0.1%聚乙烯吡咯烷酮0. 05-0. 1%磷酸0. 55-1. 2%三氧化ニ铋0. 05-0. 1%三氧化ニ锑0.05-0.2%。
2.根据权利要求1所述的储能电池用胶体电解质，其特征在于各组分的质量百分比为硫酸35%纯水56%JN-30 凝胶剂8. 0795%硫酸亚锡0. 055%硫酸钴0. 055%硫酸锌0. 0055%丙三醇0.055%聚乙烯醇0.05%聚乙烯吡咯烷酮 0.05%磷酸0.55%三氧化二铋0. 05%三氧化二锑0.05%。
3.根据权利要求1所述的储能电池用胶体电解质，其特征在于各组分的质量百分比为硫酸41%纯水50%JN-30凝胶剂7. 452%硫酸亚锡0. 1%硫酸钴0. 1%硫酸锌0. 008%丙三醇0. 2%聚乙烯醇0. 08%聚乙烯吡咯烷酮0. 08%磷酸0. 8%三氧化二铋0. 08%三氧化二锑0. 1%。
4.根据权利要求1所述的储能电池用胶体电解质，其特征在于各组分的质量百分比为硫酸43%纯水48%JN-30凝胶剂硫酸亚锡硫酸钴硫酸锌丙三醇聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮磷酸三氧化二铋三氧化二锑·6. 59% 0. 2% 0. 2% 0. 010%·0.3% 0. 1% 0. 1%·1.2% 0. 1% 0.2% ο
全文摘要
本发明提供储能电池用胶体电解质，由质量百分比为35-43％的硫酸、47-56％的纯水、6-10％的JN-30凝胶剂、0.055-0.2％的硫酸亚锡、0.055-0.2％的硫酸钴、0.0055-0.010％的硫酸锌、0.055-0.3％的丙三醇、0.05-0.1％的聚乙烯醇、0.05-0.1％的聚乙烯吡咯烷酮、0.55-1.2％的磷酸、0.05-0.1％的三氧化二铋、0.05-0.2％的三氧化二锑组成。能够提高电池耐高低温环境的性能，延长电池的循环寿命。
文档编号H01M10/056GK102569882SQ201210046449
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者张森, 杨新新, 赵文超 申请人:超威电源有限公司