专利名称：掺杂混合硅胶体电解质的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铅酸蓄电池用的掺杂混合硅胶体电解质的制备工艺，属于铅酸蓄电池领域。
背景技术：
从20世纪20年代美国人年开始研究胶体电池，到1996年德国阳光公司(Sonennschein)才真正实现了胶体电池的产业化。中国对胶体电池的研究始于五十年代，在80年代末90年代初达到高潮，在当时研究的硅材料主要是工业水玻璃，由于杂质多因此未有成功的案例。随着改革开放的深入，与国外技术交流的增多，知道了胶体电解质中使用气相二氧化硅，才引起科学技术人员对气相二氧化硅研究与重视。气相二氧化硅是非常好 的增稠触变剂，其产生增稠触变的原因是气相二氧化硅表面具有高活性的硅羟基，黏度极大，因此当添加一些水溶性高分子材料时，如聚乙烯醇、湖精、甘油、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚等，上述添加剂能延缓凝胶过程，从而影响胶体电解质的触变性。
发明内容
根据现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种新的掺杂混合硅胶体电解质的制备工艺，用所述工艺制备的胶体电解质不漏酸，充电时无酸雾溢出，使用条件广泛，胶体电解质灌注容易、渗透力强、凝胶时间长。能够节省制备时间，使得铅酸蓄电池具有长寿命、无污染、大容量放电的能力。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种铅酸蓄电池用的掺杂混合硅胶体电解质的制备工艺，其特征在于包括以下步骤a.制备硅酸钠胶体利用去离子水将水玻璃稀释至密度为I. 05 I. 06g/cm3，经过阴阳离子交换树脂处理，除去Na+后，用酸调节PH值等于6，经过加热陈化浓缩后即制得硅溶胶；将稀硫酸、上述硅溶胶的水溶液、硅氧烷水溶液、乙二醇水溶液、磷酸水溶液和硫酸亚锡水溶液按100 5 10 I 5 2 5 2 4 I 3的质量分数混合，制得硅酸钠胶体；b.制备气相二氧化硅胶体，将稀硫酸、气相二氧化硅乳液和乙二酸水溶液按100 15 25 0.5 4的质量份数混合，制得气相二氧化硅胶体；c.混合上述步骤a和步骤b中制得的胶体，得到所述的掺杂混合硅胶体电解质。步骤a中所述的稀硫酸液体中硫酸的质量分数为36. 8% 40. 3%。步骤a中所述的硅溶胶水溶液中硅溶胶的质量分数为5% 10%。步骤a中所述的硅氧烷水溶液中硅氧烷的质量分数为1% 5%。步骤a中所述的乙二醇水溶液中乙二醇的质量分数为1% 3%。步骤a中所述的磷酸水溶液中磷酸的质量分数为2% 4%。步骤a中所述的硫酸亚锡水溶液中硫酸亚锡的质量分数为0. I % 0. 3%。步骤b中所述的稀硫酸与气相二氧化硅乳液的质量比为100 15 20。
步骤b中所述的稀硫酸液体中硫酸的质量百分数为39. 1% 50. 1%。本发明中所用水均为去离子水。本发明的有益效果是所制得的胶体为半透明状液体，切稀后，稀胶时间长，不分层，不水化，胶体混合均匀细腻，流动性好，易灌注。灌入蓄电池后，经过极板和隔板浸泡吸附，内化成后胶体既可凝胶，胶体均匀的包裹住极板和隔板，电池增加循环200次(3-D-180)，是典型的环保型产品。同时不漏酸，充电时无酸雾，使用条件广泛，具有长寿命，大容量放电的能力。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述实施例I提供一种铅酸蓄电池用的掺杂混合硅胶体电解质的制备工艺，其特征在于包括以下步骤a.制备硅酸钠胶体利用去离子水将水玻璃稀释至密度为I. 05g/cm3，经过阴阳离子交换树脂处理，除去Na+后，用酸调节PH值等于6，经过加热陈化浓缩后即制得硅溶胶；将稀硫酸、上述硅溶胶的水溶液、硅氧烷水溶液、乙二醇水溶液、磷酸水溶液和硫酸亚锡水溶液按100 : 5 : I : 2 : 2 : I的质量分数混合，制得硅酸钠胶体；b.制备气相二氧化硅胶体，将稀硫酸、气相二氧化硅乳液和乙二酸水溶液按100 15 0.5的质量份数混合，制得气相二氧化硅胶体；c.混合上述步骤a和步骤b中制得的胶体，得到所述的掺杂混合硅胶体电解质。步骤a中所述的稀硫酸液体中硫酸的质量分数为36. 8%。步骤a中所述的硅溶胶水溶液中硅溶胶的质量分数为5%。步骤a中所述的硅氧烷水溶液中硅氧烷的质量分数为I %。步骤a中所述的乙二醇水溶液中乙二醇的质量分数为I %。步骤a中所述的磷酸水溶液中磷酸的质量分数为2% %。步骤a中所述的硫酸亚锡水溶液中硫酸亚锡的质量分数为0. I %。步骤b中所述的稀硫酸与气相二氧化硅乳液的质量比为100 15混合制得。步骤b中所述的稀硫酸液体中硫酸的质量百分数为39. I %。本发明中所用水均为去离子水。使用该掺杂混合硅胶体电解质的铅酸蓄电池，其循环寿命为550个循环。实施例2提供一种铅酸蓄电池用的掺杂混合硅胶体电解质的制备工艺，其特征在于包括以下步骤a.制备硅酸钠胶体利用去离子水将水玻璃稀释至密度为I. 06g/cm3,经过阴阳离子交换树脂处理，除去Na+后，用酸调节PH值等于6，经过加热陈化浓缩后即制得硅溶胶；将、稀硫酸、上述硅溶胶的水溶液、硅氧烷水溶液、乙二醇水溶液、磷酸水溶液和硫酸亚锡水溶液按100 : 10 : 5 : 5 : 4 : 3的质量分数混合，制得硅酸钠胶体；b.制备气相二氧化硅胶体，将稀硫酸、气相二氧化硅乳液和乙二酸水溶液按100 25 4的质量份数混合，制得气相二氧化硅胶体；
c.混合上述步骤a和步骤b中制得的胶体，得到掺杂混合硅胶体电解质。步骤a中所述的稀硫酸液体中硫酸的质量分数为40. 3%。步骤a中所述的硅溶胶水溶液中硅溶胶的质量分数为10%。步骤a中所述的硅氧烷水溶液中硅氧烷的质量分数为5%。步骤a中所述的乙二醇水溶液中乙二醇的质量分数为3%。步骤a中所述的磷酸水溶液中磷酸的质量分数为4%。步骤a中所述的硫酸亚锡水溶液中硫酸亚锡的质量分数为0. 3%。
步骤b中所述的稀硫酸与气相二氧化硅乳液的质量比为100 20。步骤b中所述的稀硫酸液体中硫酸的质量百分数为50. I %。使用该掺杂混合硅胶体电解质的铅酸蓄电池，其循环寿命为600个循环。实施例3提供一种铅酸蓄电池用的掺杂混合硅胶体电解质的制备工艺，其特征在于包括以下步骤a.制备硅酸钠胶体利用去离子水将水玻璃稀释至密度为I. 06g/cm3,经过阴阳离子交换树脂处理，除去Na+后，用酸调节PH值等于6，经过加热陈化浓缩后即制得硅溶胶；将稀硫酸、上述硅溶胶的水溶液、硅氧烷水溶液、乙二醇水溶液、磷酸水溶液和硫酸亚锡水溶液按100 : 7 : 3 : 3 : 2 : 2的质量分数混合，制得硅酸钠胶体；b.制备气相二氧化硅胶体，将稀硫酸、气相二氧化硅乳液和乙二酸水溶液按100 20 2的质量份数混合，制得气相二氧化硅胶体；c.混合上述步骤a和步骤b中制得的胶体，得到所述的掺杂混合硅胶体电解质。步骤a中所述的稀硫酸液体中硫酸的质量分数为38. I %。
权利要求
1.一种铅酸蓄电池用的掺杂混合硅胶体电解质的制备工艺，其特征在于包括以下步骤 a.制备硅酸钠胶体利用去离子水将水玻璃稀释至密度为I.05 I. 06g/cm3，经过阴阳离子交换树脂处理，除去Na+后，用酸调节PH值等于6，经过加热陈化浓缩后即制得硅溶胶；将稀硫酸、上述硅溶胶的水溶液、硅氧烷水溶液、乙二醇水溶液、磷酸水溶液和硫酸亚锡水溶液按100 :5 10: I 5:2 5:2 4: I 3的质量份数混合，制得硅酸钠胶体； b.制备气相二氧化硅胶体将稀硫酸、气相二氧化硅乳液和乙二酸水溶液按100 15 25 O. 5 4的质量份数混合，制得气相二氧化硅胶体； c.混合上述步骤a和步骤b中制得的胶体，得到所述的掺杂混合硅胶体电解质。
2.根据权利要求I铅酸蓄电池用的一种硅溶胶掺杂混合胶体电解质的制备工艺，其特征在于步骤a中所述的稀硫酸液体中硫酸的质量分数为36. 8% 40. 3%。
3.根据权利要求I铅酸蓄电池用的一种硅溶胶掺杂混合胶体电解质的制备工艺，其特征在于步骤a中所述的硅溶胶水溶液中硅溶胶的质量分数为5% 10%。
4.根据权利要求I铅酸蓄电池用的一种硅溶胶掺杂混合胶体电解质的制备工艺，其特征在于步骤a中所述的硅氧烷水溶液中硅氧烷的质量分数为1% 5%。
5.根据权利要求I铅酸蓄电池用的一种硅溶胶掺杂混合胶体电解质的制备工艺，其特征在于步骤a中所述的乙二醇水溶液中乙二醇的质量分数为1% 3%。
6.根据权利要求I铅酸蓄电池用的一种硅溶胶掺杂混合胶体电解质的制备工艺，其特征在于步骤a中所述的磷酸水溶液中磷酸的质量分数为2% 4%。
7.根据权利要求I铅酸蓄电池用的一种硅溶胶掺杂混合胶体电解质的制备工艺，其特征在于步骤a中所述的硫酸亚锡水溶液中硫酸亚锡的质量分数为O. I % O. 3%。
8.根据权利要求I铅酸蓄电池用的一种硅溶胶掺杂混合胶体电解质的制备工艺，其特征在于步骤b中所述的稀硫酸与气相二氧化硅乳液的质量比为100 15 20。
9.根据权利要求I铅酸蓄电池用的一种硅溶胶掺杂混合胶体电解质的制备工艺，其特征在于步骤b中所述的稀硫酸液体中硫酸的质量百分数为39. 1% 50. 1%。
全文摘要
本发明涉及一种铅酸蓄电池用的掺杂混合硅胶体电解质的制备工艺，属于铅酸蓄电池领域，其特征在于包括以下步骤制备硅酸钠胶体利用去离子水将水玻璃稀释，除去Na+后，用酸调节pH值等于6，经过加热陈化浓缩后即制得硅溶胶；将稀硫酸、上述硅溶胶的水溶液、硅氧烷水溶液、乙二醇水溶液、磷酸水溶液和硫酸亚锡水溶液混合，制得硅酸钠胶体；制备气相二氧化硅胶体，将稀硫酸、气相二氧化硅乳液和乙二酸水溶液混合，制得气相二氧化硅胶体；混合上述制得的胶体，得到所述的掺杂混合硅胶体电解质。所制得的胶体为半透明状液体，切稀后，稀胶时间长，不分层，不水化，胶体混合均匀细腻，流动性好，易灌注。
文档编号H01M10/10GK102637909SQ20121010375
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者关英伟, 张健, 王光庆, 白宗玉 申请人:淄博明泰电器科技有限公司