一种胶体电池电解液制造技术

本发明专利技术涉及一种新型铅酸蓄电池胶体电解液及其制备方法。该胶体电解液由质量分数为6-20%的气相二氧化硅、0.01-0.2%的聚丙烯酰胺、0.5-2.5%的无水硫酸钠、34-38%的硫酸和去离子水组成。本发明专利技术采用聚丙烯酰胺作为硅溶胶的添加剂，形成的胶体电解质不易水化、稳定性好，且具有良好的触变性，便于灌注。该制备过程没有直接对酸性溶胶进行高速剪切，避免了对高速剪切仪器的腐蚀破坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及胶体铅蓄电池胶体电解液的
，特别涉及一种纳米气相S12胶体电解液的配制方法。
技术介绍
传统铅酸蓄电池存在漏酸、漏液和需要定时加液检修等问题，胶体铅酸蓄电池是对传统铅酸蓄电池的革新改造，它的电解液是由一定量的气相S12分散在硫酸溶液中形成的胶体。S12S用在胶体蓄电池中主要是利用其优异的增稠触变性能。气相法制备的S12粉末具有较大的比表面积和较小的粒径，其表面富含大量的羟基，通过氢键相互作用极易在液体体系中形成均匀的三维网状结构，将大量的稀硫酸溶液包裹在凝胶网络中。这种三维网状结构在外力(剪切力、电场力等)作用下会被破坏，介质变稀，粘度下降，外力消失后三维结构会自行恢复，粘度上升。胶体蓄电池的核心技术之一是制胶工艺，目前国内的制胶工艺尚不成熟，胶体常出现水化分层、容量低、触变性差等问题，这些问题的存在极大地限制了胶体电池的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺点作出改进，提供一种能有效减少水化分层现象、降低内阻、提高触变性使其易于灌注的铅酸蓄电池胶体电解液的制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现: 该电解液由质量分数为6-20 %的气相二氧化硅、0.01-0.2 %的聚丙烯酰胺、0.5-2.5%的无水硫酸钠、34-38%的硫酸和去离子水组成。所述的二氧化硅为气相法制备，颗粒粒径在5-100 nm之间。所述的铅酸蓄电池用胶体电解液，其制备方法包括以下步骤: (1)配制质量分数为1%-5%的聚丙烯酰胺水溶液； (2)将气相二氧化硅粉末分多次加入到去离子水中，在高速剪切作用下配置成质量分数为15%-40%的二氧化硅溶胶；(3)将步骤(2)的二氧化硅溶胶加入到溶解有无水硫酸钠的硫酸溶液中，进行高速搅拌；(4)将步骤(I)的聚丙烯酰胺水溶液加入到步骤(3)获得的溶胶中，继续高速搅拌。步骤(2)所述的二氧化硅溶胶的配制过程，高速剪切机的转速为2000-8000 r/min,剪切时间为20-60 min。步骤(3)所述的硫酸溶液的浓度为60-76%。步骤(3)所述的硫酸溶液与二氧化硅水溶胶的质量比为1~3:1。步骤(3)和步骤(4)所述的搅拌为机械搅拌，搅拌桨为聚四氟乙烯材质，转速为800-2000 r/min，搅拌时间均为 20-40 min。从上述技术方案可以看出，本专利技术仅需利用高速剪切机制备气相S12水溶胶，力口入硫酸后形成的强酸性分散液用普通的机械搅拌装置配合聚四氟乙烯搅拌桨搅拌，即可达到相应的分散效果，避免了对高速剪切机的腐蚀破坏。用这种电解液灌制的胶体蓄电池性能稳定，触变性好，同时又满足了蓄电池的电化学性能指标。【具体实施方式】实施例1 步骤I利用浓硫酸(1.84 g/mL)和去离子水配制质量分数为69%的硫酸溶液； 步骤2配制质量分数为2%的聚丙烯酰胺水溶液； 步骤3量取200 ml的去离子水倒进不锈钢制成的高速分散桶，盖上盖子以防工作过程中液体飞溅，将高速剪切机转速调至4000 r/min，边剪切边分多次加入50 g颗粒粒径为20 nm左右的气相S12，加料完毕后高速剪切60 min ； 步骤4称取2.54 g无水硫酸钠，加入到250 g 69%的硫酸溶液中，并倒入聚乙烯的分散桶中，加入步骤3中配制的S12水溶胶，利用机械搅拌机和聚四氟乙烯搅拌桨进行搅拌，搅拌时间为10 min，转速为2000 r/min ； 步骤5称取5g 2%的聚丙烯酰胺水溶液，加入到聚乙烯分散桶中，继续以2000 r/min的转速搅拌20 min即可。实施例2 步骤I利用浓硫酸(1.84g/mL)和去离子水配制质量分数为72.5%的硫酸溶液； 步骤2配制质量分数为5%的聚丙烯酰胺水溶液； 步骤3量取212.5 ml的去离子水倒进不锈钢制成的高速分散桶，盖上盖子以防工作过程中液体飞溅，将高速剪切机转速调至2000 r/min，边剪切边分多次加入37.5 g颗粒粒径为100 nm左右的气相S12，加料完毕后高速剪切30 min ； 步骤4称取12g无水硫酸钠，加入到300g 72.5%的硫酸溶液中，并倒入聚乙烯的分散桶中，加入步骤3中配制的S12水溶胶，利用机械搅拌机和聚四氟乙烯搅拌桨进行搅拌，搅样时间为40 min,转速为1500 r/min ； 步骤5称取1.14 g 5%的聚丙烯酰胺水溶液，加入到聚乙烯分散桶中，继续以1500 r/min的转速搅拌30min即可。实施例3 步骤I利用浓硫酸(1.84g/mL)和去离子水配制质量分数为60%的硫酸溶液； 步骤2配制质量分数为1%的聚丙烯酰胺水溶液； 步骤3量取121.5 ml的去离子水倒进不锈钢制成的高速分散桶，盖上盖子以防工作过程中液体飞溅，将高速剪切机转速调至8000 r/min,边剪切边分多次加入28.5g颗粒粒径为5 nm左右的气相S12，加料完毕后高速剪切20 min ； 步骤4称取11.88 g无水硫酸钠，加入到300 g 60%的硫酸溶液中，并倒入聚乙烯的分散桶中，加入步骤3中配制的S12水溶胶，利用机械搅拌机和聚四氟乙烯搅拌桨进行搅拌，搅拌时间为60 min,转速为800 r/min ； 步骤5称取13.13 g 1%的聚丙烯酰胺水溶液，加入到聚乙烯分散桶中，继续以800 r/min的转速搅拌40 min即可。实施例4 步骤I利用浓硫酸(1.84g/mL)和去离子水配制质量分数为76%的硫酸溶液； 步骤2配制质量分数为3%的聚丙烯酰胺水溶液； 步骤3量取150 ml的去离子水倒进不锈钢制成的高速分散桶，盖上盖子以防工作过程中液体飞溅，将高速剪切机转速调至6000 r/min，边剪切边分多次加入100 g颗粒粒径为50 nm左右的气相S12，加料完毕后高速剪切50 min ； 步骤4称取5 g无水硫酸钠，加入到250 g 76%的硫酸溶液中，并倒入聚乙烯的分散桶中，加入步骤3中配制的S12水溶胶，利用机械搅拌机和聚四氟乙烯搅拌桨进行搅拌，搅拌时间为30 min，转速为2000 r/min ； 步骤5称取10 g 3%的聚丙烯酰胺水溶液，加入到聚乙烯分散桶中，继续以2000 r/min的转速搅拌40 min即可。实施例5 步骤I利用浓硫酸(1.84g/mL)和去离子水配制质量分数为66.5%的硫酸溶液； 步骤2配制质量分数为5%的聚丙烯酰胺水溶液； 步骤3量取140 ml的去离子水倒进不锈钢制成的高速分散桶，盖上盖子以防工作过程中液体飞溅，将高速剪切机转速调至3000 r/min，边剪切边分多次加入60 g颗粒粒径为80 nm左右的气相S12，加料完毕后高速剪切50 min ； 步骤4称取4 g无水硫酸钠，加入到300 g 66.5%的硫酸溶液中，并倒入聚乙烯的分散桶中，加入步骤3中配制的S12水溶胶，利用机械搅拌机和聚四氟乙烯搅拌桨进行搅拌，搅样时间为30 min,转速为1500 r/min ； 步骤5称取21g 5%的聚丙烯酰胺水溶液，加入到聚乙烯分散桶中，继续以1500 r/min的转速搅拌40 min即可。【主权项】1.一种铅酸蓄电池用胶体电解液,其特征在于该电解液由质量分数为6-20 %的气相二氧化硅、0.01-0.2 %的聚丙烯酰胺、0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅酸蓄电池用胶体电解液，其特征在于该电解液由质量分数为6‑20 %的气相二氧化硅、0.01‑0.2 %的聚丙烯酰胺、0.5‑2.5 %的无水硫酸钠、34‑38%的硫酸和去离子水组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，彭新艳，李智文，
申请(专利权)人：佛山市高明区中国科学院新材料专业中心，佛山中科邦达无机功能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44