一种两相组合物添加剂、用途及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种两相组合物添加剂、用途及其制备方法，所述的两相组合物添加剂由10～90体积份硅氧烷组合物和10～90体积份二氧化硅混合物组合而成；硅氧烷组合物基于100体积份包括：主链骨架为(‑Si‑O‑Si‑)结构的硅氧烷2～12体积份；有机硅橡胶2～12体积份；正硅酸乙酯76～96体积份；二氧化硅混合物基于100体积份包括：气相二氧化硅5～20体积份；工业纯水78～94.5体积份；十二烷基硫酸钠0.5～2体积份；所述的两相组合物添加剂按本发明专利技术所述的工艺方法制备，用于混合硫酸液，加入铅蓄电池内部可增强正极活性物质的抗软化能力，助软化活性物质恢复硬化，添加量少、性价比高。

【技术实现步骤摘要】
一种两相组合物添加剂、用途及其制备方法
本专利技术涉及铅蓄电池的材料
，特别涉及一种两相组合物添加剂的材料配方、用途及其制备方法。
技术介绍
近年储能市场普遍需求大容量的蓄电池作配套用，但常规蓄电池在户外使用中表现出寿命短，废弃率较高，制约了储能系统的商业应用。业界普遍认同，在铅蓄电池的硫酸液中加入适量的胶体物质，可有效地提升在户外使用的寿命。铅蓄电池传统使用的胶体材料为气相二氧化硅，使用时通过工业纯水或其他溶剂方法将气相二氧化硅充分液化；在中国专利技术专利公开号CN1383225A中，公开了一种由聚元素硅氧烷、硅油和正硅酸酯水溶液混合的硅氧烷组合物，该组合物与硫酸液混聚用作铅蓄电池的电解液或化成液。通过十数年应用，业界普遍认为气相二氧化硅胶体和硅氧烷组合物胶体各有千秋，前者粘度高但寿命衰减较平稳，后者粘度低、工艺性好且铅蓄电池可获得降低内阻、增加容量的收益，但稳定性不如前者。将气相二氧化硅胶体和硅氧烷组合物胶体优势互补一直是铅蓄电池行业寻求的技术方案，但一些将两种成品胶体简单混合的方法并不尽人意，技术原因为：一些成品胶体为了分散性好，使用了一些对铅蓄电池电解液属于杂质的乳化剂，这类乳化剂例如吐温、司盘系列等复配物，这类乳化剂加入二氧化硅胶体虽获得微分散体系稳定，但对铅蓄电池电解液属于杂质，其添加入硫酸液后的铅蓄电池电化学表现欠佳，例如降低电化学活性、削弱低温充电能力等。为此，行业希望寻求到一种添加入硫酸液后可提升铅蓄电池电化学性能的两相组合物添加剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对目前铅蓄电池市场上二氧化硅胶体和硅氧烷组合物胶体的技术缺陷，提供一种既可充分偶联气相二氧化硅与硅氧烷组合物、又在该两相组合物中植入常用电解液活性剂的添加剂，使之加入硫酸液可增强铅蓄电池的电化学活性，达到提升充放电能力、延长蓄电池使用寿命的技术目标。为实现上述目的，本专利技术提供了一种的两相组合物添加剂，该两相组合物添加剂基于100体积份，由10～90体积份的硅氧烷组合物和10～90体积份的二氧化硅混合物组合而成；所述的硅氧烷组合物基于100体积份，包括以下组分和含量：A组分：主链骨架为(-Si-O-Si-)结构且侧基含一种以上不饱和亲水活性基团R、分子量小于3000的硅氧烷，2～12体积份；B组分：粘度小于1500帕的有机硅橡胶，2～12体积份；C组分：10wt％-30wt％的正硅酸乙酯，76～96体积份；所述的二氧化硅混合物基于100体积份，包括以下组分和含量：气相二氧化硅：5～20体积份；工业纯水：78～94.5体积份；十二烷基硫酸钠：0.5～2体积份，所述的十二烷基硫酸钠为活性物含量30～40％的液体产品。上述气相二氧化硅的含量中，所述的体积份为其重量/比重的换算值；上述两相组合物添加剂的组分中，所述A组分硅氧烷侧基所含的R包括H、OH、SO2H、NH2、CH3或其他不饱和亲水活性基团。上述两相组合物添加剂的组分中，所述B组分的有机硅橡胶包括甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、含腈硅橡胶或含其他有机基团的有机硅橡胶。上述两相组合物添加剂的组分中，还包括在制备过程用于调节组合物中间体PH值的碱性调整剂。所述的碱性调整剂包括但不限于使用氢氧化钠、氢氧化钾。本专利技术还提供了一种含有以上所述两相组合物添加剂的铅蓄电池用的电解液或修复液，所述的电解液或修复液由所述两相组合物添加剂与密度为1.05-1.35的常规硫酸液混合而成；所述的两相组合物添加剂，在所述电解液中的体积含量不低于0.2％，在所述修复液中的体积含量不低于2％。基于上述的两相组合物添加剂的材料及配比范围，本专利技术还提供了一种将所述备料制作成的两相组合物添加剂的制备方法，该方法包括：1)把所述的A组分和所述的B组分充分搅拌混合均匀，然后加入所述的C组分，充分搅拌混合均匀，得到本专利技术所述的硅氧烷组合物；2)将所述的气相二氧化硅与所述的工业纯水搅拌混合均匀，在充分搅拌混合过程中用所述的碱性调整剂将混合物的PH值调节至8-10；3)向步骤2)得到的混合物加入所述的十二烷基硫酸钠，充分搅拌混合均匀，得到所述的二氧化硅混合物；4)将步骤3)得到的二氧化硅混合物和步骤1)得到的硅氧烷组合物按所述体积配比范围混合均匀，即得到本专利技术所述的两相组合物添加剂。本专利技术中，用所述材料配方和制备工艺制作的两相组合物添加剂的粘度低，添加入硫酸液后凝胶慢，一般添加入硫酸液数小时仍满足铅蓄电池常规灌液的工艺要求，并且通用性好，可与铅蓄电池电解液用的其他常规添加剂混合使用。前有所述，二氧化硅胶体和硅氧烷组合物胶体具有各自的优缺点，工业用气相二氧化硅的空间体积属于非定型结构，当其平均粒径大于数十纳米时，所制作出的无机胶体粘度大、灌装工艺性差，配套制作的铅蓄电池表现为初始容量低；而前述硅氧烷组合物如果不能制作成粒径小于10纳米的球型结构，添加入硫酸液制作出的有机胶体虽然粘度小、灌装工艺性好，但配套制作铅蓄电池的电化学性能同样不理想，例如铅蓄电池末期容量衰减速率相对大。将两者组合使用的两相组合物添加剂可较好地克服二氧化硅胶体和硅氧烷组合物胶体的缺点。本专利技术的两相组合物添加剂通过在气相二氧化硅水溶液中加入十二烷基硫酸钠组分，有效地改善了气相二氧化硅水溶液的电化学活性。如前所述，一些气相二氧化硅胶体为了分散性好，在水分散溶液中使用了例如吐温、司盘系列等乳化剂，对铅蓄电池电解液属于杂质，会降低铅蓄电池的电化学活性、削弱低温充电能力等，本专利技术的两相组合物添加剂在气相二氧化硅水溶液所加入的十二烷基硫酸钠是一种良好的电解液活性剂，其亲水亲油平衡值(HLB)为40，是一种具有良好分散性能的亲水基表面活性剂，可促进二氧化硅水溶液和硅氧烷组合物的偶联，同时可有效提升本专利技术所述两相组合物添加剂的电化学活性及低温充电能力。所述的两相组合物添加剂加入硫酸液对铅蓄电池正极具有较好的深层渗透能力，减缓铅蓄电池正极活性物质因硫酸铅氧化-还原引起的晶格崩塌速率，使正极寿命得予延长(铅蓄电池寿命终止的主要技术原因为正极活性物质软化所引起，约占寿命终止概率的80％)，此时的两相组合物添加剂可视为一种针对延长正极使用的寿命增强剂；同理，当铅蓄电池因正极活性物质软化引起容量衰减时，此时的两相组合物添加剂可视为一种针对正极容量修复用的修复液添加剂。本专利技术的一种的两相组合物添加剂及其制备方法优点在于：运用本专利技术所述材料配方和制备方法制造出的两相混合添加剂，可按一定比例添加入硫酸液作电解质，该两相混合添加剂植入的十二烷基硫酸钠在有机相与无机相组合的微分散体系有助于提升铅蓄电池的电化学活性，是一种对铅蓄电池正极活性物质具有良好功效的胶体添加剂，使用效果好，用途广。具体实施方式下面结合实施例进一步对本专利技术所述的一种的两相组合物添加剂的材料、配方及其及其制备的工艺方法进行详细说明。本专利技术所述的A组分硅氧烷是高分子硅化合物中的一类，其结构特征为主链骨架具有m个(-Si-O-Si-)链段，所述的m为≧1的正整数，其侧基(支链)含有一种以上的不饱和亲水活性基团R，其中所述的R包括但不限于H、OH、SO2H、NH2、CH3等，也可以是其他不饱和亲水活性基团；在众多主链骨架为(-Si-O-Si-)链段结构的硅氧烷中，凡侧基(支链)含有不饱和亲水活性基团的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两相组合物添加剂，其特征在于，所述的两相组合物添加剂基于100体积份，由10～90体积份的硅氧烷组合物和10～90体积份的二氧化硅混合物组合而成；所述的硅氧烷组合物基于100体积份，包括以下组分和含量：A组分：主链骨架为(‑Si‑O‑Si‑)结构且侧基含一种以上不饱和亲水活性基团R、分子量小于3000的硅氧烷，2～12体积份；B组分：粘度小于1500帕的有机硅橡胶，2～12体积份；C组分：10wt％‑30wt％的正硅酸乙酯，76～96体积份；所述的二氧化硅混合物基于100体积份，包括以下组分和含量：气相二氧化硅：5～20体积份；工业纯水：78～94.5体积份；十二烷基硫酸钠：0.5～2体积份，所述的十二烷基硫酸钠为活性物含量30～40％的液体产品。

【技术特征摘要】
1.一种两相组合物添加剂，其特征在于，所述的两相组合物添加剂基于100体积份，由10～90体积份的硅氧烷组合物和10～90体积份的二氧化硅混合物组合而成；所述的硅氧烷组合物基于100体积份，包括以下组分和含量：A组分：主链骨架为(-Si-O-Si-)结构且侧基含一种以上不饱和亲水活性基团R、分子量小于3000的硅氧烷，2～12体积份；B组分：粘度小于1500帕的有机硅橡胶，2～12体积份；C组分：10wt％-30wt％的正硅酸乙酯，76～96体积份；所述的二氧化硅混合物基于100体积份，包括以下组分和含量：气相二氧化硅：5～20体积份；工业纯水：78～94.5体积份；十二烷基硫酸钠：0.5～2体积份，所述的十二烷基硫酸钠为活性物含量30～40％的液体产品。2.根据权利要求1所述的两相组合物添加剂，其特征在于，所述A组分硅氧烷侧基所含的R包括H、OH、SO2H、NH2、CH3或其他不饱和亲水活性基团。3.根据权利要求1所述的两相组合物添加剂，其特征在于，所述B组分的有机硅橡胶包括甲基硅橡胶、乙基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、含腈硅橡胶或含其他有机基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘粤荣，廖媛菲，
申请(专利权)人：东莞恒量新能源科技有限公司，深圳美能动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44