大容量耐低温胶体电解液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大容量耐低温胶体电解液及其制备方法，包括如下重量份组分：稀硫酸40～60份、去离子水30～50份、纳米气相二氧化硅10～20份、高分子材料3～8份、碳纳米管0.1～0.5份和添加剂0.5～3份；制备方法包括如下步骤：（1）制备高分子溶液；（2）制备混合硫酸溶液；（3）制备母液；（4）制备电解液。本发明专利技术一种大容量耐低温胶体电解液的制备方法，在配方设计的基础上，采用先将高分子材料与去离子水加热溶液，再制备母液，最后与稀硫酸混合制备电解质的方式，有效提高了胶体电解质的电池容量、耐低温性能和大电流放电性能，其初始容量高，使用寿命长，市场前景广阔。

Large Capacity Colloidal Electrolyte with Low Temperature Resistance and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
大容量耐低温胶体电解液及其制备方法
本专利技术涉及蓄电池领域，特别是涉及一种大容量耐低温胶体电解液及其制备方法。
技术介绍
胶体电解质具有不流动性、不易漏酸、可防止活性物质脱落、减少自放电、耐低温性能好和延长电池寿命等优点，在应用过程中具有明显的优势。目前市场上的铅酸蓄电池采用普通胶体电解液，该电解液存在如下缺点：1、内阻大，初始容量低；2、耐低温性能差，在低温情况下使用时，电池容量消耗快，使用寿命较短。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种大容量耐低温胶体电解液及其制备方法，能够解决现有铅酸蓄电池存在的上述问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种大容量耐低温胶体电解液，包括如下重量份组分：稀硫酸40～60份、去离子水30～50份、纳米气相二氧化硅10～20份、高分子材料3～8份、碳纳米管0.1～0.5份和添加剂0.5～3份；其中，所述添加剂包括木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和α-萘酚酸。在本专利技术一个较佳实施例中，所述高分子材料为聚丙基甲基纤维素和糊精的混合物。在本专利技术一个较佳实施例中，所述高分子材料为聚丙基甲基纤维素和糊精的混合质量比为3～5:1。在本专利技术一个较佳实施例中，所述木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和α-萘酚酸的质量比为3：2：1～2：2：0.5。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种大容量耐低温胶体电解液的制备方法，包括如下步骤：（1）制备高分子溶液：将配方量的高分子材料加入到去离子水中，边加热边搅拌，使高分子材料完全溶解于去离子水中；（2）制备混合硫酸溶液：将配方量的硫酸和碳纳米管高速搅拌，混合均匀；（3）制备母液：向高速搅拌设备内加入步骤（1）中制备的高分子溶液、配方量的纳米气相二氧化硅和配方量的添加剂，经搅拌均匀，得到母液；（4）制备电解液：将步骤（2）中制得的硫酸混合溶液和步骤（3）中制得的母液混合至均匀，得到所述大容量耐低温胶体电解质。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述加热搅拌的条件为：加热温度70～85℃，搅拌速率先以30～50r/min的速率搅拌20～30min，再以60～80r/min的速率搅拌10～15min。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（2）和（3）中，所述高速搅拌的速率为150～200r/min。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（4），所述混合的方法为：先以50～80r/min的速率搅拌20～30min，再采用超声波混合5～10min。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种大容量耐低温胶体电解液的制备方法，在配方设计的基础上，采用先将高分子材料与去离子水加热溶液，再制备母液，最后与稀硫酸混合制备电解质的方式，有效提高了胶体电解质的电池容量、耐低温性能和大电流放电性能，其初始容量高，使用寿命长，市场前景广阔。具体实施方式下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。本专利技术实施例包括：实施例1本专利技术揭示了一种大容量耐低温胶体电解液，包括如下重量份组分：稀硫酸40份、去离子水30份、纳米气相二氧化硅10份、高分子材料3份、碳纳米管0.1份和添加剂0.5份；其中，所述添加剂包括木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和α-萘酚酸，且所述木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和α-萘酚酸的质量比为3：2：1；所述高分子材料为聚丙基甲基纤维素和糊精的混合物；混合质量比为聚丙基甲基纤维素：糊精为3:1。上述大容量耐低温胶体电解液的制备方法，包括如下步骤：（1）制备高分子溶液：将配方量的高分子材料加入到去离子水中，边在70～85℃的温度下加热边搅拌，使高分子材料完全溶解于去离子水中；其中，所述搅拌速率为先以30～50r/min的速率搅拌20～30min，再以60～80r/min的速率搅拌10～15min，以使高分子材料更好的溶于去离子水中；（2）制备混合硫酸溶液：将配方量的硫酸和碳纳米管以150～200r/min的速率高速搅拌，混合均匀；（3）制备母液：向高速搅拌设备内加入步骤（1）中制备的高分子溶液、配方量的纳米气相二氧化硅和配方量的添加剂，经150～200r/min的速率搅拌均匀，得到母液；（4）制备电解液：将步骤（2）中制得的硫酸混合溶液和步骤（3）中制得的母液混合至均匀，得到所述大容量耐低温胶体电解质；其中，所述混合的方法为：先以50～80r/min的速率搅拌20～30min，再采用超声波混合5～10min。实施例2与实施例1的区别在于，本专利技术揭示了一种大容量耐低温胶体电解液，包括如下重量份组分：稀硫酸60份、去离子水50份、纳米气相二氧化硅20份、高分子材料8份、碳纳米管0.5份和添加剂3份；其中，所述添加剂包括木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和α-萘酚酸，且所述木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和α-萘酚酸的质量比为2：2：0.5；所述高分子材料为聚丙基甲基纤维素和糊精的混合物；混合质量比为聚丙基甲基纤维素：糊精为5:1。本专利技术所制备的大容量耐低温胶体电解液，经测试，其性能如下表所示：本专利技术的大容量耐低温胶体电解液，通过添加剂的配合使用，能够提供共用电子对的N和O等原子，从而与硅键合形成配位键，改变了聚合物的球形空间结构，形成类似体型为高分子化合物的空间网状结构，使凝胶网状结构富有弹性，也可适当减少凝胶剂的用量。这种结构能更好的包裹“自由水”，不仅降低自放电率，也阻止硫酸盐化，延长胶体铅酸蓄电池的寿命。另外，通过纳米碳纤维等的加入，提高了初始电容量。本专利技术一种大容量耐低温胶体电解液的制备方法，在配方设计的基础上，采用先将高分子材料与去离子水加热溶液，再制备母液，最后与稀硫酸混合制备电解质的方式，有效提高了胶体电解质的电池容量、耐低温性能和大电流放电性能，其初始容量高，使用寿命长，市场前景广阔。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大容量耐低温胶体电解液，其特征在于，包括如下重量份组分：稀硫酸40～60份、去离子水30～50份、纳米气相二氧化硅10～20份、高分子材料3～8份、碳纳米管0.1～0.5份和添加剂0.5～3份；其中，所述添加剂包括木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和α‑萘酚酸。

【技术特征摘要】
1.一种大容量耐低温胶体电解液，其特征在于，包括如下重量份组分：稀硫酸40～60份、去离子水30～50份、纳米气相二氧化硅10～20份、高分子材料3～8份、碳纳米管0.1～0.5份和添加剂0.5～3份；其中，所述添加剂包括木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和α-萘酚酸。2.根据权利要求1所述的大容量耐低温胶体电解液，其特征在于，所述高分子材料为聚丙基甲基纤维素和糊精的混合物。3.根据权利要求2所述的大容量耐低温胶体电解液，其特征在于，所述高分子材料为聚丙基甲基纤维素和糊精的混合质量比为3～5:1。4.根据权利要求1所述的大容量耐低温胶体电解液，其特征在于，所述木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和α-萘酚酸的质量比为3：2：1～2：2：0.5。5.一种大容量耐低温胶体电解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备高分子溶液：将配方量的高分子材料加入到去离子水中，边加热边搅拌，使高分子材料完全溶解于去离子水中；（2）制备混合硫酸溶液：将配方量的硫酸和碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪建中，王安明，
申请(专利权)人：常熟市万隆电源技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32