改性钠盐电解质及其制备方法及使用该电解质的蓄电池技术

本发明专利技术是关于一种钠盐电解质及其制备方法及使用该电解质的蓄电池。所述的钠盐电解质包括以下成份，硅酸钾和或氟硅酸钠；硫酸钴和或硫酸锌；磷酸钠和或硫酸铋（去掉硝酸钙）；密度为每立方厘米1.260至1.400克的稀硫酸；石墨烯（去掉硫酸羟胺）；羟甲基纤维素或香兰素或两者按重量比为1比1比例的混合物；去离子水：余量。另外本发明专利技术还提供一种将上述各成份搅拌均匀后加入到稀硫酸中混合的制备方法及使用该钠盐电解质的蓄电池。本发明专利技术可有效提高蓄电池的低温起动性能及防止、延缓极板硫酸盐化并延长循环使用寿命，增强蓄电池充电的接受能力和提高活性物质的利用率。

Modified sodium salt electrolyte and its preparation method and battery using the electrolyte

【技术实现步骤摘要】
改性钠盐电解质及其制备方法及使用该电解质的蓄电池
本专利技术涉及一种铅酸蓄电池使用的电解质，特别是涉及一种改性钠盐电解质，本专利技术还涉及该电解质的制备方法及使用该改性电解质的蓄电池。
技术介绍
目前，现有技术中应用的普通蓄电池仍以铅酸蓄电池为主，铅酸蓄电池的电解液是由稀硫酸与去离子水配制而成，配制的方法比较简单，成本较低，因而这种蓄电池仍在各行各业广泛使用。但是，铅酸蓄电池在使用中存在着如下的很多弊端：1)蓄电池的负极板上形成不可逆硫酸铅化粗粒结晶体，使蓄电池的正负极板上出现硫化现象，导致电阻增加，吸酸孔率下降，充、放电能力均变差，且稀硫酸溶液搁置时间长很容易造成层化现象，导致蓄电池寿命缩短；2)在蓄电池漏液或充电时，易析出酸雾而伤害人体健康,腐蚀设备污染环境；3)由于铅酸电解液不断挥发，正、负极板的活性物质与酸反应能力下降，以及正极板氧化造成极板活性物质软化脱落；4)带电时的存放期短，自放电严重等。近年来世界各国都在寻找新工艺、新技术、新材料、新结构积极开发新产品，以适应更高的环保与使用要求，人们尝试用各类胶体电解质来解决传统铅酸蓄电池存在的缺陷及大功率蓄电池的免维护问题。如1957年由德国阳光公司研制出“胶体蓄电池”据现在已有50多年的历史,德国、美国、日本等国家已经应用开发,我国从87年开始研制,但由于内阻大瞬间起动电流小、容量低、性能不稳定、寿命低、价格高等因素，始终影响我国胶体蓄电池的发展国内出现一种固体蓄电池，国家专利号为ZL97.249723.4，其电解质的主要原料采用硅酸钠与稀硫酸配方，但是由于蓄电池中的二氧化硅网络对氧的吸收和与氧交换位置，不足以输运全部析出氧，胶体电解质电池在工作的早期阶段氧不能全部复合而失水，二氧化硅开始干裂形成裂缝，靠气相氧通过裂缝气体通道迁移，造成氧的迁移不够，导致胶体电解质性能不稳定，活性较差，电导率低，使蓄电池高速率放电性能低等。虽然上述胶体蓄电池在一定程度上能达到缓解正极板珊变型、活性物质脱落的问题，且能基本解决酸雾排放和酸溢流的问题，但又同时带来了蓄电池内阻大和比能量低的新问题。为了解决上述铅酸蓄电池和胶体蓄电池的电解质在使用中存在的缺陷，中国专利申请号为200410017221.6提供了一种环保、免维护的“高能硅晶电解质及其制备方法”。该电解质采用硅酸钠溶液10-30％重量，稀硫酸70-90％重量为基料，添加占基料0.8-1.5％重量的氢氧化锂、占基料0.1-0.2％重量的阻氢剂、占基料0.0008—0.0011％重量的硫酸钻经混合制备而成，与现有技术相比，该电解质应用到蓄电池中具有环保、高能及免维护等特点。但该专利由于采用二氧化硅含量高的硅酸钠，在铅酸电化反应过程中，氢氧化锂会影响蓄电池的使用性能，且其制备方法简单。可能导致存在如下缺陷:1、电导率低，内阻大离子扩散困难,不适合特大和大电流放电的要求；2、胶体电解质性能不稳定，容易失水；3、氢氧化锂对铅酸电化反应会导致蓄电池带电存放期短。因此,该高能硅晶电解质专利在配方及制备工艺上仍需要进一步改进。上述问题导致的资源及能源浪费所造成的经济损失是不可估量的,也是困绕着胶体蓄电池行业发展,是蓄电池行业的几大顽症之一。最新钠盐电解质及制备方法及使用该电解质的蓄电池专利号：ZL200710090477.3。虽然解决了二氧化硅合成胶体电解质众多瑕疵问题，由于当今科学技术的迅猛发展对蓄电池技术性能的要求越来越高，为了适应当今设备的需要进一步提高钠盐胶体蓄电池的比能量及使用寿命，还要更低充电内阻从而才达到快速充电要求，涉及一种改性钠盐电解质及制备方法及使用该电解质的蓄电池。有鉴于上述现有的钠盐蓄电池电解质存在的不足，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，对钠盐电解质多年批量制造及使用发现还有提高比能量和寿命及降低内阻的技术空间，并改性在原有钠盐的情况下，增加改性添加剂和配合学理的运用积极加以研究创新，符合当今科学技术的飞速发展，钠盐蓄电池适合现代设备需求，以期创设一种新的改性钠盐电解质及使用该电解质的蓄电池，能够改进一般现有的铅酸蓄电池电解质，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具适合现在科技发展更有实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有的铅酸蓄电池电解质存在的缺陷，而提供一种新的改性钠盐电解质及其制备方法，所要解决的技术问题是使其具有高速率放电性能，并有效地抑制铅共生树枝状结晶，提高活性物质的利用率，降低充电内阻提高快速充电，防止极板活性物质过早脱落，大大提高使用寿命从而更加适于实用性和广泛性。本专利技术的另一目的在于提供一种使用改性钠盐电解质的蓄电池，所要解决的技术问题是使其提高蓄电池的循环使用寿命和低温起动能力。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种钠盐电解质，包括以下组份和含量：硅酸钾(去掉钠)和氟硅酸钠中的一种或两者的混合物，1.95-2.20％重量；硫酸钴和硫酸锌中的一种或两者的混合物，0.0012-0.0062‰重量；磷酸钠和硫酸铋(去掉硝酸钙)中的一种或两者的混合物,0.0051-0014‰重量；密度为1.260-1.400g/cm3的稀硫酸溶液，90.80-91.30％重量；石墨烯,0.0035-0.024‰重量；羟甲基纤维素或香兰素或两者按重量比为1:1比例的混合物，0.0015-0.0085‰重量；去离子水余量。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的改性钠盐电解质，其中硅酸钾(去掉钠)和氟硅酸钠组份是按重量比为1:1比例混合的。前述的改性钠盐电解质，其中硫酸钴和硫酸锌组份是按重量比为1:1比例混合的。前述的改性钠盐电解质，其中磷酸钠和硫酸铋(去掉硝酸钙)组份是按重量比为1:1比例混合的。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现，依据本专利技术提出的一种改性钠盐电解质的制备方法，其包括以下步骤：1)将硅酸钾(去掉钠)和氟硅酸钠中的一种或两者的混合物溶于去离子水中,并用反应釜加热180—450℃温度搅拌100-140分钟后形成A组份；2)将硫酸钴和硫酸锌中的一种或两者的混合物溶于去离子水中形成B组份；3)将磷酸钠和硫酸铋(去掉硝酸钙)中的一种或两者的混合物溶于去离子水中，并用反应釜加热140-250℃温度下搅拌100-140分钟后形成C组份；4)将石墨烯(去掉硫酸羟胺)、羟甲基纤维素或香兰素或两者按重量比为1:1比例的混合物分别溶于去离子水中形成D组份和E组份5)分别取适量体积的A、B、C、D、E组份混合,放入高速分散机内分散80-90分钟,再加入密度为1.260-1.400g/cm3的稀硫酸,搅拌均匀；制得的钠盐电解质,包括1.95-2.20％重量的硅酸钾(去掉钠)和/或氟硅酸0.0012-0.0062‰重量的硫酸钴和/或硫酸锌，0.0051-0.014‰重量的磷酸钠和/或硫酸铋(去掉硝酸钙)，0.0035-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性钠盐电解质，其特征在于包括以下组份，各组份含量之和为100％：/n硅酸钾和或氟硅酸钠，1.95-2.20％重量；(硅酸钠改为硅酸钾)硫酸钴和或硫酸锌，0.0012-0.0062‰重量；/n磷酸钠和或硫酸铋，0.0051-0.014％重量；(硝酸钙改为硫酸铋)密度为1.260-1.400g/cm

【技术特征摘要】
1.一种改性钠盐电解质，其特征在于包括以下组份，各组份含量之和为100％：
硅酸钾和或氟硅酸钠，1.95-2.20％重量；(硅酸钠改为硅酸钾)硫酸钴和或硫酸锌，0.0012-0.0062‰重量；
磷酸钠和或硫酸铋，0.0051-0.014％重量；(硝酸钙改为硫酸铋)密度为1.260-1.400g/cm3的稀硫酸，90.80—91.30％重量；
石墨烯,0.0035—0.024‰重量(硫酸羟胺改为石墨烯)
羟甲基纤维素或香兰素或两者按重量比为1:1比例的混合物.0015-0.0085‰重量去离子水，余量。


2.钠盐电解质，其特征在于，硅酸钾(去掉钠)和氟硅酸钠组份是按重量比为1:1比例混合的。硫酸钴和硫酸锌组份是按重量比为1:1比例混合的。磷酸钠和硫酸铋(去掉硝酸钙)组份是按重量比为1:1比例混合的。


3.一种钠盐电解质的制备方法，其特征其包括以下步骤：
1)将硅酸钾(去掉钠)和/或氟硅酸钠溶于去离子水中，并加热180-450℃温度搅拌100-140分钟后形成A组份；
2)将硫酸钻和/或硫酸锌溶于去离子水中形成B组份；
3)将磷酸钠和/或硫酸铋(去掉硝酸钙)溶于去离子水中，并加热140-250℃温度下搅拌100-140分钟后形成C组份；
4)将硫酸羟胺、羟甲基纤维素或香兰素或两者按重量比为1:1比例的混合物分别溶于去离子水中形成D组份和E组份；
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：黑龙江动之源新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23