專利名稱：鉛酸電池用膠體電解質的制作方法
技術領域：
本發明涉及鉛酸電池用的膠體電解質及其制造方法。
鉛-酸電池中電解質液體硫酸存在著易泄漏酸液、酸液揮發等缺點而造成腐蝕設備和人體，特別是在傾斜和振、晃動條件下使用其危害尤為突出。近些年來人們創造出膠體電解質，較好地解決了這類問題。特別是王蓮香等人的發明(CN90102353.1)，闡明了硅溶膠含量(以SiO2計)＜3%和＞9.9%的不利因素;又證明硅溶膠和硫酸兩種濃度的綜合影響;為了提高電容量在膠體電解質中加入氫氧化鋁。所制成的膠體電解質解決了前人在膠體電解質中存在的水化、龜裂、凝膠快而造成灌注困難、成本高的缺點，將前人膠體電解質容量(以硫酸電解質蓄電池容量為100%)從50～60%或80%左右提高到86.0～91.6%。
本發明的目的是提供一種性能更為特別的膠體電解質電容量超過硫酸電解質;在長期傾斜90～180°使用亦無電解液滲漏，電解質灌注后不經充電即可使用。本發明的另一目的是提供制備這種電解質更為簡便的方法，使其成本更為低廉。
本發明提供的膠體電解質由硫酸、硅溶膠和少量堿金屬氫氧化物和水組成，其中的堿金屬氫氧化物主要是Li、Na、K的氫氧化物。硫酸比重為1.40～1.60;硅溶膠濃度為8～10%(以SiO2計)，粒度為3～5×10-8m，無CL;而堿金屬氫氧化物溶液的濃度為1～5%，膠體電解質的組成(體積)為硫酸1000.00硅溶膠溶液500.00～1000.00堿金屬氫氧化物溶液0.30～0.70配制時是在非金屬容器中，攪拌下將堿金屬氫氧化物的溶液加到硅溶膠溶液中，然后將配好并冷卻至室溫的硫酸加入，輕攪動均勻后灌注入蓄電池中，液面高于濾網3～5mm，靜止數小時后液面有所下降時補充至原液面。若在48小時內不投入放電使用則需進行常規初充電，初充電中不時用無離子水或蒸餾水補充至膠體表面有明顯積水。初充電后再加入膠體電解質(即第二次灌注)至高于濾網20～25mm，以后隨時即可投入使用。若在灌注后48小時內放電使用時，只要靜置4～12小時后可立即投入放電使用，不需初充電。若進行第二灌注則第二次灌注的電解質比第一次灌注所用電解質其中硅溶膠含量稍高，硫酸的比重亦需大些。電解質溶液在混合后其比重為1.28±0.01，符合鉛一酸蓄電池的要求，在常溫下0.5～1.0小時形成膠體;而灌入電池后其凝膠時間延長1～2倍。由這種電解質裝灌的蓄電池容量大，效能高，經多次標準測試和在船、車上試用均獲得相當好的結果。
本發明與背景技術相比其優點為(1)主要電氣性能指標高，超過我國國家標準(GB5008.1-85)的規定。①用本發明的膠體電解質灌注的蓄電池首次放電其容量在125%以上，即使是第三次放電其容量也在110%以上;②放電時間持久，可達24h以上，而一般膠體電池放電時間均在20h以下;③起動能力強，可在-18℃環境中以規定的3C20A放電60S，單格平均電壓為1.5V。(2)無泄漏、無揮發、無污染，特別是由于兩次灌注電解質不同，其粘度不同，在極板群內阻小，而在極板上部有厚度為15～25mm的凝膠電解質，電池長期處于與地面呈90度甚至180度工作而無滲漏，上層外殼破裂亦能照常工作;(3)特別是本發明的電解質可以在不進行初充電的情況下可直接放電使用，并同樣具有超過現有電解質的電容量的優異性能，可大量節省電能和工時;(4)配方中使用了堿金屬氫氧化物，在增強電性能和電容量上起著極為重要作用，另外制法簡單、成本低廉。
實例1膠體電解質配制，原料規格為硫酸;由濃硫酸和無離子水配成比重分別為1.42和1.56兩種。
硅溶膠溶液濃度為8%(以SiO2計)，粒度為3～5×10-8m，無氯根，由市售硅溶膠和無離子水配制而成。
氫氧化鉀溶液濃度為5%，由試劑品與無離子水配制而成。
配制兩種電解質，其各原料用量(體積，升)如下硫酸硅溶膠溶KOH溶液Ⅰ20(D:1.42)100.005Ⅱ10(D:1.56)100.005配制時在塑料桶中將硅溶膠溶液與氫氧化鉀溶液攪拌混勻，然后緩慢將硫酸加入，輕攪均勻即成。先將電解質Ⅰ灌入6-Q-195電池中至高于濾網3～5mm，靜置，每2小時補加一次Ⅰ，6小時后進行常規初充電，每隔2～3小時補加無離子水，補水量視膠體電解質表面有明顯積水為宜。初充電后3小時將Ⅱ電解質灌入電池，液面高于濾網20～25mm。放電試驗電容量為110%。
實例2膠體電解質配制如實例1，只是以LiOH代替KOH。電池經Ⅰ灌注-初充電-Ⅱ灌注后進行容量試驗，三次放電容量分別為130%，135%，140%。
實例3制備膠體電解質原料用量(升)為硫酸(D∶1.50)10硅溶膠溶液(10%以SiO2計，粒度為3～5/10-8m，無氯根) 7LiOH溶液(濃度1%)0.0035配制如實例1，配畢后立即灌注蓄電池，靜置4小時，開始用C20(9.75A)放電，容量達104%。
權利要求
1.一種基本上由硫酸、硅溶膠組成的鉛-酸蓄電池用的膠體電解質，本發明的特征在于其中含有堿金屬的氫氧化物，與硅溶膠、硫酸的配比(體積)為硫酸(比重1.40～1.60)1000.00硅溶膠溶液(濃度8～10%) 500.00～1000.00堿金屬氫氧化物溶液(濃度1～5%) 0.30～0.70
2.如權利要求1所述的膠體電解質，其特征為所述的堿金屬為Li、Na、K。
3.一種膠體電解質的配制方法，其特征為將堿金屬氫氧化物溶液在攪拌下加到硅溶膠溶液中，然后與硫酸混合，輕攪均勻后即可灌注。
4.一種膠體電解質在蓄電池中的應用，其特征在于將膠體電解質灌注蓄電池中，靜置4～12小時可不用初充電立即放電使用。
5.如權利要求4所述的膠體電物質的使用方法，其特征在于灌注電池在48小時內不能使用時，必須進行初充電，而后再加入第二層電解質。
全文摘要
一種鉛酸蓄電池用的膠體電解質，是由硫酸、硅溶膠、堿金屬(Li、Na、K)氫氧化物的溶液構成。配制時先將堿金屬氫氧化物溶液和硅溶膠混勻，然后緩緩加入硫酸輕攪勻而成。可進行一次灌注、初充電、二次灌注后放電使用，也可一次灌注后直接使用，電容量均超過現行的國家標準的要求。
文檔編號H01M10/10GK1084319SQ93111188
公開日1994年3月23日 申請日期1993年5月29日 優先權日1993年5月29日
發明者楊萬成 申請人:楊萬成