铅蓄电池用电解液组合物以及利用该组合物的铅蓄电池制造技术

技术编号:17797756 阅读:36 留言:0更新日期:2018-04-25 21:17
本发明专利技术涉及铅蓄电池用电解液组合物以及利用该电解液组合物的铅蓄电池,更加详细地,涉及这样一种铅蓄电池用电解液组合物以及利用该电解液组合物的铅蓄电池,在包括蒸馏水以及硫酸的电解液中混合使用比重为1.02~1.35的特定分散剂,从而无需使用额外的机械装置,利用基于比重差的自然搅拌原理,大幅改善电解液的层化现象,从而比现有的电池耐用性得到大幅提高。

【技术实现步骤摘要】
铅蓄电池用电解液组合物以及利用该组合物的铅蓄电池
本专利技术涉及铅蓄电池用电解液组合物以及利用该电解液组合物的铅蓄电池,更加具体地,涉及这样一种铅蓄电池用电解液组合物以及利用该电解液组合物的铅蓄电池,其在包含蒸馏水以及硫酸的电解液中混合使用比重为1.02~1.35的特定分散剂,从而无需使用额外的机械装置,利用基于比重差的自然搅拌原理,大幅改善电解液的层化现象,从而比现有的电池大幅提高了耐用性。
技术介绍
现有的汽车用铅蓄电池主要以SLI(Starting,Lighting,Ignition:起动、照明、点火)为主要功能。最近,随着对提高燃油经济性的需求的增加,对怠速停止系统(ISG)以及抑制交流发电机(alternator)的发电量且提高引擎效率的充电控制系统(控制发电)或者车辆减速时将动能转换为电能从而积蓄能量的再生制动系统等各种提高燃油经济性的技术的适用有扩大的趋势。尤其是,怠速停止系统中的铅蓄电池中频繁出现深放电和勤充电,主要维持在未完全充电的部分充电(PSOC)状态,从而与现有系统的车辆相比,存在利用铅蓄电池的充电量下降的问题。铅蓄电池的充电反应是将阳极以及阴极的放电产物PbSO4分别还原成PbO2和Pb的反应,在这个过程中,大量的硫酸盐从各极板排放到电解液(硫酸)中。硫酸盐的排放速度低于扩散速度,所以极板表面存在过量的硫酸盐,比水分子(OH-)重的硫酸盐由于重力向下沉降。结果,出现电解液下部的浓度增加而上部的浓度下降的现象(下面,称为层化)。由于层化,电解液下部的硫酸浓度增加,从而提高阳极以及阴极的下部反应性,出现通常被称为硫化(Sulphation)的PbSO4的粗化(Coarsening)及聚积,降低了充电接收能力(receptivity)。无视这样现象进行重复充电及放电反应,从而导致电池容量的急剧下降,出现寿命早期结束现象。为了解决这种铅蓄电池寿命短的主要原因,即电解液层化现象,作为抑制层化本身的方法,在现有的日本公开专利第2001-0102027号公开了层叠阳极、阴极以及玻璃纤维制的隔离板的方法,由于是在阳极和阴极层叠玻璃纤维材质的隔离板的结构,所以存在电池内阻抗急剧增加的严重问题。并且,日本公开专利第2005-203318号公开了在阴极添加氢过电压较低的金属,促进阴极表面在充电过程中的气体产生,从而使电解液循环的方法,但是,充电过程中气体产生加快,从而导致电解液的减少,其结果,存在寿命短的问题。因此,为了抑制铅蓄电池的电解液层化现象,迫切需要研究出能够实现持续循环,以使硫酸离子不会向下部下沉,维持均匀分布。现有技术文献专利文献(专利文献0001):日本公开专利第2001-0102027号(专利文献0002):日本公开专利第2005-203318号。
技术实现思路
要解决的技术课题为了解决上述问题,本专利技术通过在包含蒸馏水以及硫酸的电解液中混合使用比重为1.02~1.35的特定的分散剂,从而可知无需使用额外的机械装置,利用基于比重差的自然搅拌原理,大幅改善电解液的层化现象,由此,比现有的电池相比,耐用性提高两倍以上,从而完成了本专利技术。因此,本专利技术的目的在于提供铅蓄电池用电解液组合物,其通过改善层化现象,从而大幅提高了电池的耐用性。本专利技术的另一目的在于提供使用所述电解液组合物制造的铅蓄电池。解决问题的手段本专利技术提供铅蓄电池用电解液组合物,该铅蓄电池用电解液包含蒸馏水和硫酸,铅蓄电池用电解液组合物的特征在于,包含比重为1.02~1.35的分散剂,所述分散剂是在选自由聚丙烯、聚氯乙烯以及聚乙烯构成的组中的一种以上的高分子树脂中混合有填充物的混合物或者是玻璃泡沫。并且,本专利技术提供使用所述电解液组合物制造的铅蓄电池。专利技术效果根据本专利技术的铅蓄电池用电解液组合物,改善了层化现象,从而与现有的电池相比,其耐用性大幅提高约两倍以上。并且,通过提高电池的耐用性,可以降低实装(field)电池初期启动不良导致的投诉率以及索赔费用。并且,通过替代用于发电控制系统车辆的高价的AGM(Absorbentglassmat:可吸收玻璃隔板)电池,从而能够大幅降低成本。并且,为了改善层化现象,利用了基于比重差的自然搅拌原理,而不是额外的机械装置,从而具有无需修改车辆的现有布局,电池重量也可以制作成与现有的水平相同的优点。附图说明图1是示出现有的铅蓄电池的充电/放电期间的电解液比重变化的图表。图2是示出本专利技术的铅蓄电池的充电/放电期间的电解液比重变化的图。图3是示出随本专利技术实验例1的暗电流大小以及时间变化的铅蓄电池的电解液上部/下部比重变化的图表。图4是示出随本专利技术实验例1的暗电流大小以及时间变化的铅蓄电池的电解液上部/下部比重偏差的图表。图5是示出本专利技术实验例2的对铅蓄电池执行充电以及放电之后的随时间变化的电压变化的图表。图6是示出本专利技术实验例2的通过充电/放电反应的铅蓄电池的电解液上部/下部比重偏差的图表。图7是示出利用在本专利技术实验例3中制造的铅蓄电池用电解液制造的铅蓄电池充电/放电时的电解液上部/下部比重偏差的图表。图8是本专利技术的对比例以及实施例7、9中制造的铅蓄电池的极板上部/下部表面的SEM照片。具体实施方式下面,通过一实施例,进一步详细说明本专利技术。铅蓄电池的层化现象是比重大于水(OH-)的硫酸离子(SO4-)因重力下沉到电池下部,从而上部/下部之间出现电解液比重差异的现象。在出现层化现象之前,电池的上部/下部维持均匀的比重,一旦出现层化现象,电池的上部变为低比重化,下部变为高比重化。如果电池的下部的硫酸浓度增加,则上部/下部之间的放电反应变为不均匀。即,下部的反应性大于上部的反应性。其结果,与上部相比,下部大量产生反应生成物(PbSO4),从而出现上部/下部之间的反应偏差。在充电时,在下部大量生成的PbSO4无法还原至原来的活性物质(阳极:PbO2,阴极:Pb)状态,蓄积在下部。下部附着有大量的PbSO4,充电放电反应变为非活性状态,减少整体反应比表面积。因此,反应比表面积的减少最终导致容量减少,进而导致电池耐用寿命减少。图1是示出现有的铅蓄电池的充电/放电期间的电解液比重变化的图表。测量了上述图1的图表中的各阶段的铅蓄电池的电解液比重,表1示出了其结果。表1从上述表1可以得知,在电池进行充电/放电反应的过程中进行放电的①、②阶段,电池各位置(上部/下部)的比重几乎没有发生变化,但是,在充电过程的③、④阶段,电池的上部/下部之间的比重偏差(层化现象进展程度)加快。尤其是,可以得知需要设置对电解液进行搅拌的装置以在充电过程中使得电解液下部比重不增加。这时,在铅蓄电池的充电/放电期间,包含在电解液中的活性物质转换为如下成分,从而实现充电/放电。本专利技术是为了抑制这样的铅蓄电池的电解液层化现象,使用具有适当比重的耐酸性的粉末状材质的分散剂,通过自然搅拌原理,降低电解液上部/下部的比重差异的技术。尤其是,本专利技术是利用铅蓄电池启动期间电解液高度差异导致的比重差异产生原理,无需采用额外的机械装置,能够自然地抑制层化现象的方法。具体的原理是,在如上所述的现有的铅蓄电池的充电过程④阶段,当电解液下部的比重达到1.342时,向电解液添加比重为1.25左右的分散剂,在③阶段之前下沉在电解液下部,电解液下部比重一旦超过1.25本文档来自技高网
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铅蓄电池用电解液组合物以及利用该组合物的铅蓄电池

【技术保护点】
一种铅蓄电池用电解液组合物,所述铅蓄电池用电解液包含蒸馏水和硫酸,其特征在于,所述组合物包含比重为1.02~1.35的分散剂,所述分散剂是在选自由聚丙烯、聚氯乙烯以及聚乙烯构成的组的一种以上的高分子树脂中混合有填充物的混合物或者是玻璃泡沫。

【技术特征摘要】
2016.10.14 KR 10-2016-01336871.一种铅蓄电池用电解液组合物,所述铅蓄电池用电解液包含蒸馏水和硫酸,其特征在于,所述组合物包含比重为1.02~1.35的分散剂,所述分散剂是在选自由聚丙烯、聚氯乙烯以及聚乙烯构成的组的一种以上的高分子树脂中混合有填充物的混合物或者是玻璃泡沫。2.根据权利要求1所述的铅蓄电池用电解液组合物,其特征在于,所述填充物是滑石、云母或其混合物。3.根据权利要求1所述的铅蓄电池用电解液组合物,其特征在于,所述分散剂是以55~95:5~45的重量比混合高分子树...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈赈用朴俊亨秦在垠
申请(专利权)人:现代自动车株式会社
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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