高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂，所述添加剂包括明矾、硫酸钠和柠檬酸，具体按每升电解液添加明矾20～30g、硫酸钠50～75g、柠檬酸10～15g量取。本发明专利技术还公开了配套的制备方法，具体步骤如下：首先将量取的电解液加热至35～45℃。将已加热的电解液和添加的明矾、硫酸钠、柠檬酸一并投入到搅拌机内。以2000～2200转/分钟的速度持续搅拌10～15分钟，使得添加剂均匀分布在电解液中。待自然冷却后掺入稀硫酸，掺入量按体积比1：4～1：10计量。再一次搅拌，得到进一步稀释的电解液。将稀释的电解液注入到控温箱中备用。所述添加剂加入到电解液中，起到改善电极的导电性能、抑制枝晶短路、减少不可逆的硫酸盐化等作用，从而达到延长电池使用寿命的目的。

Additives and preparation methods of electrolyte for high-power lead-acid batteries

【技术实现步骤摘要】
高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂及制备方法
本专利技术属于电化学电源制造
，具体地讲，本专利技术涉及一种用于铅酸蓄电池电解液的添加剂，特别是高功率用铅蓄电池电解液的添加剂，本专利技术还涉及配套的制备方法。
技术介绍
近几年，随着计算机技术的发展，云计算的兴起，许多政府部门及行业已建或筹建数据中心，由此带动电源市场的快速发展，特别是价廉物美、经久耐用的铅酸蓄电池得到广泛应用。数据中心主要配置设备是计算机，其工况对配套电源设备有较高的要求，因此配套的铅酸蓄电池性能与常规铅酸蓄电池性能有较大差别，最大的差别是高功率输出要求不一样。当今，本行业制造高功率用铅酸蓄电池普遍采用薄极板技术，该技术通过减小正负极板及隔膜厚度，使得单位体积内极群的正负极片数量增加，从而达到提高大电流放电能力。此技术实施容易，使用效果明显，能够达到预期。但是，现实中极板和隔膜的厚度不可以过量减薄，尤其是过薄的隔膜在高功率用铅酸蓄电池运行中存在枝晶短路的风险，一旦发生此类问题必然影响数据中心安全运行。为了提高铅酸蓄电池抗枝晶短路能力，本行业通常对传统的电解液作改性处理，现有技术应用的添加剂尽管或多或少起到改善导电性能，但在防止枝晶短路及延长蓄电池寿命方面却无明显效果。
技术实现思路
本专利技术主要针对现有技术的不足，提出一种组分配置合理、工艺过程简单、生产成本低、易于规模化生产的高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂，本专利技术还包括相配套的制备方法。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂，其改进之处在于：所述添加剂包括明矾、硫酸钠和柠檬酸，具体添加量按每升电解液添加明矾20～30g、硫酸钠50～75g、柠檬酸10～15g。作为进一步改进方案，所述电解液为酸密度1.3～1.4g/cm3的稀硫酸。高功率用铅酸蓄电池电解液的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：a、首先将量取的电解液加热至35～45℃；b、将已加热的电解液和量取的明矾、硫酸钠、柠檬酸一并投入到搅拌机内；c、搅拌机以2000～2200转/分钟的速度持续搅拌10～15分钟，使得添加剂均匀分布在电解液中；d、待含有添加剂的电解液自然冷却至5～35℃，接着掺入酸密度为1.3～1.4g/cm3的稀硫酸，掺入量按体积比1：4～1：10计量；e、搅拌机以2000～2200转/分钟的速度搅拌20～30分钟，得到进一步稀释的电解液；f、将稀释的电解液注入到控温箱中备用，控温箱的温度为5～15℃。本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果：1、添加剂组分简单、原料易得、生产成本低、工序便捷，便于实现规模化生产；2、加入微量的明矾，可提高电解液的导电性能，在常温条件下可提高电池容量，同时降低大电流放电时电化学极化，有利于提高电化学性能；3、加入微量的硫酸钠，既减少不可逆的硫酸盐化问题，又能抑制枝晶短路，有利于提升电池的使用寿命；4、添加微量的柠檬酸，促使板栅与活性物质结合面生成二氧化铅层，高导电性的二氧化铅层有利于放电反应，增加电池容量。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术。实施例1高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂包括明矾、硫酸钠和柠檬酸，本实施例按每升电解液添加明矾20g、硫酸钠75g、柠檬酸10g量取。取用的电解液酸密度为1.4g/cm3的稀硫酸。添加剂按组分配置后，便实施高功率用铅酸蓄电池电解液的制备，具体制备方法按下列步骤进行：a、首先将已量取的电解液加热至40～45℃；b、将已加热的电解液和量取的明矾、硫酸钠、柠檬酸一并投入到搅拌机内；c、搅拌机以2000转/分钟的速度持续搅拌15分钟，使得添加剂均匀分布在电解液中；d、待含有添加剂的电解液自然冷却至25～35℃，接着掺入酸密度为1.4g/cm3的稀硫酸，掺入量按体积比1：4计量；e、搅拌机以2000转/分钟的速度搅拌30分钟，得到进一步稀释的电解液；f、将稀释的电解液注入到控温箱中备用，本实施例控温箱的温度为5～10℃。实施例2高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂包括明矾、硫酸钠和柠檬酸，本实施例按每升电解液添加明矾30g、硫酸钠50g、柠檬酸15g量取。取用的电解液酸密度为1.3g/cm3的稀硫酸。添加剂按组分配置后，便实施高功率用铅酸蓄电池电解液的制备，具体制备方法按下列步骤进行：a、首先将已量取的电解液加热至35～40℃；b、将已加热的电解液和添加的明矾、硫酸钠、柠檬酸一并投入到搅拌机内；c、搅拌机以2200转/分钟的速度持续搅拌10分钟，使得添加剂均匀分布在电解液中；d、待含有添加剂的电解液自然冷却至5～25℃，接着掺入酸密度为1.3g/cm3的稀硫酸，掺入量按体积比1：10计量；e、搅拌机以2000转/分的速度搅拌20分钟，得到进一步稀释的电解液；f、将稀释的电解液注入到控温箱中备用，控温箱的温度为10～15℃。实施例3高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂包括明矾、硫酸钠和柠檬酸，本实施例按每升电解液添加明矾25g、硫酸钠60g、柠檬酸13g量取。取用的电解液酸密度为1.35g/cm3的稀硫酸。添加剂按组分配置后，便实施高功率用铅酸蓄电池电解液的制备，具体制备方法按下列步骤进行：a、首先将已量取的电解液加热至40℃；b、将已加热的电解液和添加的明矾、硫酸钠、柠檬酸一并投入到搅拌机内；c、搅拌机以2200转/分钟的速度持续搅拌15分钟，使得添加剂均匀分布在电解液中；d、待含有添加剂的电解液自然冷却至20～30℃，接着掺入酸密度为1.2g/cm3的稀硫酸，掺入量按体积比1：6计量；e、搅拌机以2200转/分钟的速度搅拌25分钟，得到进一步稀释的电解液；f、将稀释的电解液注入到控温箱中备用，本实施例控温箱的温度为10℃。所述添加剂在标定值范围内按三例分别添加到电解液中，均起到改善电极的导电性能、抑制枝晶短路、减少不可逆的硫酸盐化等作用，从而达到延长电池使用寿命的目的。上述三项实施例中实施例3应用效果最佳，为了进一步说明本专利技术的技术效果，现以实施例3为例作应用效果检测。该例为型号为6—GFM—100高功率用铅酸蓄电池，共8只分成两组，每组4只，以10hr容量计算，化成采用内化成制式，检验设备为100V200A型铅酸蓄电池循环检测仪及恒功率放电仪。具体检测顺序如下：1、C10常温容量检测：按实施例3制作的高功率用铅酸蓄电池实测放电容量最小值为121Ah，最大值为125Ah，一致性为3.2%，现有技术生产的高功率用铅酸蓄电池容量最小值为108Ah，最大值为115Ah，一致性为6.3%。由此可见，本专利技术高功率用铅酸蓄电池常温容量及一致性有明显上升。2、大电流循环寿命测试将第1组电池进行恒功率循环寿命测试。循环制式为：恒压14.1V/只、限流15A充电12h，以恒电流200A放电至电池终止电压为10.5V/只为止，为一个循环，当整组高功率用铅酸蓄电池的放电容量低于额定容量的80%时认定寿命终止。按上述制订的大电流循环寿命制式进行循环至整组电池的放电容量低于额定容量的80%时，循环次数320次，现有技术的高功率用铅酸蓄电池循环次数一般只有152次左右。另外本次实施例样品循环150次时，容量为初始容量的94%，容量衰减6%。现有技术的高功率用铅酸蓄电池循环150次容量衰减了17%，由此可见，应用本专利技术的高功率用铅酸蓄电池容量衰减速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂，其特征在于：所述添加剂包括明矾、硫酸钠和柠檬酸，具体添加量按每升电解液添加明矾20～30g、硫酸钠50～75g、柠檬酸10～15g。

【技术特征摘要】
1.一种高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂，其特征在于：所述添加剂包括明矾、硫酸钠和柠檬酸，具体添加量按每升电解液添加明矾20～30g、硫酸钠50～75g、柠檬酸10～15g。2.根据权利要求1所述的高功率用铅酸蓄电池电解液的添加剂，其特征在于：所述电解液为酸密度1.3～1.4g/cm3的稀硫酸。3.一种高功率用铅酸蓄电池电解液的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：a、首先将量取的电解液加热至35～45℃；b、将已加热的电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员：树荣亮，肖莹，
申请(专利权)人：双登集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32