本发明涉及电池材料，尤其涉及一种胶体电解质及其制备方法和应用。
背景技术：
1、铅酸蓄电池和蓄电池组，也称为循环使用的二次化学电源蓄电池和蓄电池组，由于其价格低廉、安全可靠、循环使用寿命长等优点，被广泛的应用到国防、医疗卫生、电讯、通讯基站、电力、铁路、交通、银行、发电、交通和风能太阳能储能等领域。
2、在铅酸蓄电池中，胶体铅酸蓄电池的性能优于阀控密封铅酸蓄电池，胶体铅酸蓄电池具有使用性能稳定，可靠性高，使用寿命长，对环境温度的适应能力(高、低温)强，承受长时间放电能力、循环放电能力、深度放电及大电流放电能力强，有过充电及过放电自我保护等优点。胶体铅酸蓄电池中提升胶体铅酸蓄电池性能的关键在于胶体电解质，胶体电解质是在电解液中凝胶剂的加入能使电解液凝固呈胶状物质，进而可以应用于胶体蓄电池中。目前常用的凝胶剂主要是二氧化硅，二氧化硅浓度高时可以充分发挥增稠触变的特性，虽然能够有效提高蓄电池的使用寿命，但是浓度高时网络结构也会变致密，从而导致凝胶网络结构会阻碍离子传递，从而降低电化学性能；但是在胶体电解质中二氧化硅凝胶剂浓度偏低时，会导致胶体电解质稠度降低，从而影响蓄电池的使用寿命。因此，提供一种胶体电解质以提高胶体铅酸蓄电池的使用寿命、导电率和电池容量等性能具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中胶体铅酸蓄电池的导电率差、电池容量小、使用寿命短的问题，本发明提供一种胶体电解质及其制备方法和应用，本发明提供的胶体电解质。
2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
3、本发明第一个方面提供一种胶体电解质，包括如下质量百分含量的各组分：改性二氧化硅1％-3％，分散剂0.4％-0.9％，硫酸盐1％-1.6％，交联剂1％-5％，添加剂3％-7％，焦磷酸盐0.2％-0.5％，硫酸47％-50％，余量为水；
4、其中，所述改性二氧化硅是由γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅。
5、相对于现有技术，本发明提供的胶体电解质中添加了改性二氧化硅，其中，改性二氧化硅中γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与二氧化硅反应能形成特定的末端环氧化结构；具有特定结构的改性二氧化硅在硫酸的作用下发生碳氧键的断裂，而末端环氧化结构断裂后形成的羟基与硫酸根离子聚集形成大分子团，与传统的二氧化硅相比，改性二氧化硅在一定程度上降低了加入的二氧化硅粒子的浓度，使胶体电解质内部离子交换更为迅捷，提高了铅酸蓄电池内部电解液的传输速率，进而提高了铅酸蓄电池的充放电速率；改性二氧化硅的支链还具有伸展的甲基，其在一定程度上提高了电解质的粘度，其较为复杂的胶体电解质结构大大提高了胶体电解质的稳定性，改性二氧化硅形成的稳定的交联网状结构还降低了胶体电解质因聚集体被破坏造成粘度增加的问题，从而极大地提高了铅酸蓄电池的使用寿命；特定的改性二氧化硅还能通过抑制电池负极的稳定性，从而提高电池的容量稳定性。
6、优选的，所述改性二氧化硅的制备包括如下步骤：
7、s1、将二氧化硅于600℃-800℃进行煅烧，得介孔二氧化硅；
8、s2、将磷酸二氢钠分散于乙醇水溶液中，然后加入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，得分散液；
9、s3、将所述介孔二氧化硅加入所述分散液中，于70℃-100℃下反应，洗涤，干燥，得所述改性二氧化硅。
10、本发明首先对二氧化硅于特定的温度下进行煅烧，能去除二氧化硅表面的水分和有机物等杂质，同时还能提高二氧化硅颗粒的晶体结构的热稳定性，经过煅烧的二氧化硅具有更优异的表面活性，有利于后续改性的进行；进一步，本发明选择γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷作为特定的改性剂，与介孔二氧化硅反应，能够形成具有特定末端环氧化结构的二氧化硅；改性二氧化硅在降低粘度的前提下，还能进一步提高电池导电率和使用寿命，还能稳定电池的容量。
11、优选的，s1中，所述二氧化硅的粒径为5nm-20nm。
12、优选的，s1中，所述煅烧的时间为2h-5h。
13、优选的煅烧时间有利于进一步提高二氧化硅的表面活性。
14、优选的，s2中，所述乙醇水溶液的质量浓度为70％-80％。
15、优选的，s2中，所述磷酸二氢钠和乙醇水溶液的质量比为1:(7-9)。
16、优选的，s2中，所述γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙醇水溶液的质量比为1:(8-10)。
17、优选的，s3中，所述介孔二氧化硅和分散液的质量比为1:(17-19)。
18、优选的，s3中，所述反应的时间为10h-12h。
19、优选的，所述硫酸盐为硫酸钴。
20、优选的，所述交联剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。
21、优选的，所述添加剂为1,3二氧戊烷。
22、本发明优选的交联剂和添加剂作用于改定二氧化硅后，提高了改性二氧化硅形成的交联网状结构的复杂性和各向异性，从而进一步提高硫酸的迁移能力，使其在大电流下还具有优异的放电倍率，提高蓄电池的额定容量，使其达到快速充电模式；优选的交联剂和添加剂与特定的改性二氧化硅作用，还进一步提高了电池的循环使用寿命和电池的能量密度，扩大了电池的使用环境条件以及对电池的性能要求。
23、优选的，所述焦磷酸盐为焦磷酸钴。
24、优选的，所述分散剂为质量比1:(1-1.2)羧甲基纤维素和微晶纤维素的混合物。
25、本发明第二个方面提供上述胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：
26、步骤1、按质量配比称取各组分，将称取的改性二氧化硅加入65％-70％的水中，得改性二氧化硅混合液；
27、步骤2、将所述硫酸与剩余水混合，得稀硫酸溶液；
28、步骤3、依次在改性二氧化硅混合液中加入分散剂和焦磷酸盐，得第一混合溶液；
29、步骤4、在所述稀硫酸溶液中加入硫酸盐、交联剂和添加剂，得第二混合溶液；
30、步骤5、将第一混合溶液和第二混合溶液混合均匀，得所述胶体电解质。
31、优选的，步骤1中，将改性二氧化硅加入去离子水后，以4800r/min-5200r/min的速率搅拌28min-32min。
32、优选的，步骤3中，加入分散剂后，以4800r/min-5200r/min的速率搅拌14min-16min。
33、优选的，步骤3中，加入焦磷酸盐后，以4800r/min-5200r/min的速率搅拌8min-12min。
34、优选的，步骤5中，所述混合均匀的条件为：以以4800r/min-5200r/min的速率搅拌8min-12min。
35、本发明第三个方面提供上述胶体电解质在胶体铅酸蓄电池中的应用。
36、本发明提供的胶体电解质的制备方法，制备方法简单，制备得到的胶体电解质具有优异的电导率和电池容量，且循环使用寿命能达到1926次。
1.一种胶体电解质，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组分：改性二氧化硅1％-3％，分散剂0.4％-0.9％，硫酸盐1％-1.6％，交联剂1％-5％，添加剂3％-7％，焦磷酸盐0.2％-0.5％，硫酸47％-50％，余量为水；
2.如权利要求1所述的胶体电解质，其特征在于，所述改性二氧化硅的制备包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的胶体电解质，其特征在于，s1中，所述二氧化硅的粒径为5nm-20nm；和/或
4.如权利要求2所述的胶体电解质，其特征在于，s2中，所述乙醇水溶液的质量浓度为70％-80％；和/或
5.如权利要求2所述的胶体电解质，其特征在于，s3中，所述介孔二氧化硅和分散液的质量比为1:(17-19)；和/或
6.如权利要求1所述的胶体电解质，其特征在于，所述硫酸盐为硫酸钴；和/或
7.如权利要求1所述的胶体电解质，其特征在于，所述焦磷酸盐为焦磷酸钴；和/或
8.一种权利要求1-7任一项所述的胶体电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.如权利要求1-7任一项所述的胶体电解质的制备方法，其特征在于，步骤5中，所述混合均匀的条件为：以以4800r/min-5200r/min的速率搅拌8min-12min。
10.如权利要求1-7任一项所述的胶体电解质在胶体铅酸蓄电池中的应用。