铅酸蓄电池电解液及配制方法
【专利摘要】本发明涉及电解液，特别是一种铅酸蓄电池电解液及配制方法。其特征在于，由羧甲基纤维素钠0.5-2g、聚天冬氨酸钠盐1-2g、四硼酸钠1-2g、硫酸亚锡0.1-0.5g、硫酸32-36g和纯水58-65g制成。本发明的目的是提供一种铅酸蓄电池电解液及配制方法，解决蓄电池寿命短的问题。
【专利说明】 铅酸蓄电池电解液及配制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电解液，特别是一种铅酸蓄电池电解液及配制方法。
【背景技术】
[0002]目前，蓄电池寿命短是行业内的一大问题，但蓄电池寿命短的以下几类现象是和电解液的配制有直接关系的，如:电池失水过快，电解液干涸后鼓胀变形；电池深放电后硫酸铅的颗粒特别大，充电后无法使硫酸铅转换成活性物质；电池在低温季节容量急剧下降；板栅与铅膏界面电阻大，铅膏与铅膏之间相互结合力差最后疏松脱落；电池充入电量一次比一次少，放电就会越来越少，属于充电接收能力差；电池容量与设计容量比较有点偏低，那么如何制备电解液才能解决蓄电池寿命短的问题成为众所期待的事情。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的是提供一种铅酸蓄电池电解液及配制方法，解决蓄电池寿命短的问题。
[0004]本发明的技术方案是，铅酸蓄电池电解液由:羧甲基纤维素钠0.5_2g、聚天冬氨酸钠盐l_2g、四硼酸钠l_2g、硫酸亚锡0.1-0.5g、硫酸32-36g和纯水58_65g制成。
[0005]铅酸蓄电池电解液由:羧甲基纤维素钠0.5-lg、聚天冬氨酸钠盐l_2g、四硼酸钠l_2g、硫酸亚锡0.1-0.3g、硫酸32-34g和纯水58_61g制成。
[0006]铅酸蓄电池电解液由:羧甲基纤维素钠l_2g、聚天冬氨酸钠盐l_2g、四硼酸钠l_2g、硫酸亚锡0.3-0.5g、硫酸34-36g和纯水61_65g制成。
[0007]上述铅酸蓄电池电解液的制备方法是:在耐腐蚀耐高温的容器内，先加纯水，后加硫酸，再依次添加羧甲基纤维素钠、聚天冬氨酸钠盐、四硼酸钠和硫酸亚锡，搅拌，充分溶解，其次是使电解液上下密度分布均匀和热量充分散发，待温度降低到55°C以下，自然存放24小时，如果密度偏低加硫酸调整就可以提高，密度偏高加水可以调低，水和硫酸的量均在上述范围内调节，待温度降低到20°C以下再灌入电池，采用冷酸机控制电解液温度在-10?0°C最佳，因为电池加酸后会急剧升温，半小时内电池温度可以从20°C上升到650C，此温度越高，酸与铅极板反应的硫酸铅被溶解到电解液里面，会沉积到隔板里，待电池使用过程中此硫酸铅会导致正负板之间微短路，形成自放电，电池充电后存放一段时间电量就被损失掉；其次温度高了电池内部产生气泡会把酸液顶起，内部缺液；电池温度高由于外壳是塑料件所以也会鼓胀变形，所以加入电池的电解液温度尽量不要太高，对电池不利；所述的耐腐蚀耐高温的容器为玻璃钢防腐储罐。
[0008]上述配方中:
CMC (羧甲基纤维素钠):CMC是一种重要的纤维素醚，是天然纤维经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子纤维素化合物。具有增稠、粘合、成膜、保护水分等优良性能，能够吸水膨胀，在水中溶胀时，可以形成透明的粘稠胶液。增加电解液的稠度，使其电解液在电池充放电过程中不容易挥发，电解液吸附粘在铅膏以及隔板纸内。特别是电池使用高温环境，电池发热失水可以得到适当减缓。还有电池循环到后期，电解液在电池内起决定性作用，很多电池都是干涸鼓胀变形报废。增加此添加剂由于减缓电池失水寿命可以延长20%左右。
[0009]聚天冬氨酸钠盐:水溶性聚合物对离子有极强的螯合能力，具有缓蚀与阻垢双重功效，属于扩散剂。由于蓄电池放电后正板的二氧化铅变成硫酸铅，负板的绒状铅也变成硫酸铅；充电是正板硫酸铅变成二氧化铅，负板硫酸铅变成绒状铅(正板二氧化铅，负板绒状铅均称为极板的活性物质)。放电越深形成的硫酸铅颗粒越大，硫酸铅堆积的量也越多，充电时此大量的、大颗粒的硫酸铅不容易转换成极板的活性物质，特别是在低温季节电池放电深放电后越容易生成大颗粒的硫酸铅，后续充电不容易转换，所以冬天电动自行车行驶里程短。所以添加此聚天冬氨酸钠盐可以分散硫酸铅的堆积，避免大颗粒硫酸铅的生成，在充电时就比较容易转换成铅活物。添加此添加剂电池_15°C的低温容量可以由常温容量的70%提高到80% ；电池过放电性能由正常容量的0.75%提高到0.85%。
[0010]四硼酸钠:对金属氧化能力极强，属于氧化剂。在蓄电池的极板中使板栅表面氧化，同时铅膏也在氧化，铅膏与板栅相互氧化的同时在相互生长包裹，使板栅与铅膏结合更牢固，铅膏与铅膏之间也氧化，相互包裹结合。很多蓄电池制造厂家由于蓄电池极板固化不彻底，板栅与铅膏结合不好，此界面电阻会随充放电的次数增加越来越大，所以前期容量衰减一般都是板栅与铅膏界面电阻大的问题；其次是大电流充电或者大电流放电，对铅膏的冲击较厉害，导致板栅与活物脱离形成界面电阻加大，活物与活之间结合力也变差，越来越疏松，最后掉膏软化。所以添加此添加剂可以弥补极板固化不良的板栅界面问题，可以抑制大电流对板栅与活物结合力不良问题， 可以适当避免活物疏松掉膏现象。
[0011 ] 硫酸亚锡:电解液中的SnSO4在正极被氧化为Sn (IV )，以SnO2的形式存在于正极活性物质中，部分在正极板栅的极膜中。正极活性物质中的SnO2，一方面增加凝胶区的电导，同时充电时作为金红石型β — PbO2的结晶中心，从而提高了放电容量和充电效率。结合在正极板栅阳极膜中的SnO2可阻止板栅的腐蚀。电解液中的Sn2+，充电时在负极被还原为Sn，放电时又被氧化为Sn2+，即对负极也有好的作用，因此，结论认为，添加在电解液中的SnSO4无论对电池的容量和寿命都有好的作用。可改善电池的充电接受能力10%，明显提高电池的循环寿命,大约20%。
[0012]硫酸:为分析纯的浓硫酸，含量在96~99%，密度为1.84g/cm3, Fe% ≤ 0.0005%,Cl% ≤ 0.0005%,还原 KMnO4 物(以 O 计X 0.001 %。
[0013]纯水:去离子水，电导率≤2 μ s/cm，控制导电率的目的是减少电解液里面的杂质含量，减少自放电。
[0014]由上述可知，使用本发明，减缓电池失水，寿命延长20%左右，电池_15°C的低温容量由常温容量的70%提高到80% ；电池过放电性能由正常容量的0.75%提高到0.85%，并且弥补极板固化不良的板栅界面问题，抑制大电流对板栅与活物结合力不良问题，避免活物疏松掉膏现象，改善电池的充电接受能力10%，明显提高电池的循环寿命，大约20%。本发明铅酸蓄电池电解液的目的是，避免电池前期容量衰减，减少循环过程失水量，阻碍大颗粒硫酸铅的生成，提高电池容量及寿命。
【具体实施方式】[0015]以下对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0016]电解液各材料的添加比例:
【权利要求】
1.一种铅酸蓄电池电解液，其特征在于，由羧甲基纤维素钠0.5-2g、聚天冬氨酸钠盐l_2g、四硼酸钠l_2g、硫酸亚锡0.1-0.5g、硫酸32-36g和纯水58_65g制成。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电解液，其特征在于，由羧甲基纤维素钠0.5-lg、聚天冬氨酸钠盐l_2g、四硼酸钠l_2g、硫酸亚锡0.1-0.3g、硫酸32-34g和纯水58_61g制成。
3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电解液，其特征在于，由羧甲基纤维素钠l_2g、聚天冬氨酸钠盐l_2g、四硼酸钠l_2g、硫酸亚锡0.3-0.5g、硫酸34-36g和纯水61_65g制成。
4.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电解液，其特征在于，由羧甲基纤维素钠2g、聚天冬氨酸钠盐lg、四硼酸钠lg、硫酸亚锡0.lg、硫酸34g和纯水61.9g制成。
5.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电解液，其特征在于，由羧甲基纤维素钠0.5g、聚天冬氨酸钠盐2g、四硼酸钠lg、硫酸亚锡0.2g、硫酸33g和纯水62.3g制成。
6.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电解液，其特征在于，由羧甲基纤维素钠lg、聚天冬氨酸钠盐lg、四硼酸钠2g、硫酸亚锡0.3g、硫酸35g和纯水60.7g制成。
7.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电解液，其特征在于，由羧甲基纤维素钠0.5g、聚天冬氨酸钠盐lg、四硼酸钠lg、硫酸亚锡0.5g、硫酸35.5g和纯水61.8g制成。
8.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电解液，其特征在于，由羧甲基纤维素钠1.2g、聚天冬氨酸钠盐1.5g、四硼酸钠1.5g、硫酸亚锡0.3g、硫酸34g和纯水61.5g制成。
9.权利要求1-8所述的任意一项铅酸蓄电池电解液的配制方法，其特征在于，在耐腐蚀耐高温的容器内，先加纯水，后加硫酸，再依次添加羧甲基纤维素钠、聚天冬氨酸钠盐、四硼酸钠和硫酸亚锡，搅拌，充分溶解，使电解液上下密度分布均匀和热量充分散发，待温度降低到55°C以下，自然存放24小时，用冷酸机控制电解液温度在-10?0°C，再灌入电池。
【文档编号】H01M10/08GK103715463SQ201310668012
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月7日 优先权日:2013年12月7日
【发明者】李松林, 柴成雷 申请人:河南超威电源有限公司