一种铅酸蓄电池的纳米活化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池的纳米活化剂及其制备方法。本申请的铅酸蓄电池的纳米活化剂，包括下列重量百分比的原料组成：可溶性金属盐6‑12份、硫酸亚锡0.5‑1份、聚乙烯硫酸钠3‑8份、吸水性胺类聚合物5‑9份、聚乙烯吡咯烷酮0.6‑1.2份、纳米氧化石墨烯0.3‑0.8份、硫酸溶液20‑40份、还原剂0.5‑1份、乙酸铵4‑10份、蒸馏水45‑75份，所用原料安全环保，制备方法简单，制备条件温和，所得铅酸蓄电池纳米活性剂使用方便，直接将纳米活性剂加入到铅酸蓄电池电解液中即可，铅酸蓄电池容量修复率可高达100％，用量小，活化快，修复功能全面，易于工业化生产，值得推广。

【技术实现步骤摘要】
一种铅酸蓄电池的纳米活化剂及其制备方法
本专利技术属于铅酸蓄电池
，具体涉及一种铅酸蓄电池的纳米活化剂及其制备方法。
技术介绍
铅酸蓄电池指电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。铅酸蓄电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。在蓄电池中，铅酸蓄电池具有内阻小、价格低廉、高低温性能好、充放电性能好、安全可靠等突出优点，一经出现就受到人们的关注并得到广泛应用，，被广泛应用于航空、铁路、汽车、船舶、通讯、金融、国防等各个行业中。在铅酸电池的使用中，往往因为过充电、过放电、充电不足、长期放置等使用不当的原因，造成铅酸蓄电池出现电池失水、电池硫化、电池正极板软化、电池热失控、电池短路、电池开路及电池漏液等问题，从而导致铅酸蓄电池的效能降低、功能丧失甚至报废，即电池失效，使用寿命大大缩短，如加液电瓶使用寿命在三年左右，免维护电瓶在两年左右。铅酸蓄电池的过早报废不仅严重浪费能源，大大增加了使用成本，而且严重污染环境，已成为各级政府及各企事业单位的关注热点，据有关数据统计，每年报废的蓄电池大约有2亿只，其中至少有5000万只是可以进行修复的。事实上失效的原因主要可归结为失水、机械故障、正极板物质脱落、负极板物质硫酸铅结晶盐化4大原因，其中最常见的是负极板盐化，占铅酸蓄电池失效原因90—95％。现有技术中，铅酸蓄电池修复的方法主要有大电流充电、脉冲充电、在线除硫和化学除硫几类，上述电池修复技术普遍存在电池修复不全面、操作麻烦、效果差、易造成二次污染等缺点。专利申请号：201310200492.4公开了一种铅酸蓄电池修复液的制备方法，其先采用硫酸和蒸馏水配置成硫酸溶液，然后加氯化钠、硫酸铜晶体配置混合液，最后对混合液充电，加蒸馏水配置即得铅酸蓄电池修复液。该铅酸蓄电池修复液虽能在一定程度上促进硫酸铅晶体分散，使蓄电池恢复至额定容量，延长蓄电池的使用寿命，但存在修复液修复功能不全面，仅对硫化失效电池有效，对其他原因造成的电池失效修复效果不佳；修复液制备周期长，制备效率低，稳定性差等等缺陷。基于上述陈述，本专利技术提出了一种铅酸蓄电池纳米活性剂及其制备方法。
技术实现思路
为了解决上述铅酸蓄电池使用寿命短，现有铅酸蓄电池的修复液修复功能不全面，修复液制备周期长，制备效率低，稳定性差等问题，本专利技术提供一种铅酸蓄电池的纳米活化剂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种铅酸蓄电池的纳米活化剂，包括下列重量百分比的原料组成：可溶性金属盐6-12份、硫酸亚锡0.5-1份、聚乙烯硫酸钠3-8份、吸水性胺类聚合物5-9份、聚乙烯吡咯烷酮0.6-1.2份、纳米氧化石墨烯0.3-0.8份、硫酸溶液20-40份、还原剂0.5-1份、乙酸铵4-10份、蒸馏水45-75份。进一步的，可溶性金属盐7-9份、硫酸亚锡0.7-0.9份、聚乙烯硫酸钠5-7份、吸水性胺类聚合物6-8份、聚乙烯吡咯烷酮0.8-1.0份、纳米氧化石墨烯0.5-0.6份、硫酸溶液30-35份、还原剂0.7-0.8份、乙酸铵6-8份、蒸馏水50-70份。进一步的，可溶性金属盐8份、硫酸亚锡0.8份、聚乙烯硫酸钠6份、吸水性胺类聚合物7份、聚乙烯吡咯烷酮0.9份、纳米氧化石墨烯0.55份、硫酸溶液33份、还原剂0.75份、乙酸铵7份、蒸馏水60份。进一步的，可溶性金属盐包括硫酸钾、硫酸钠、硫酸锌、硫酸铜、氯化钙、氯化钡中的一种或多种。进一步的，吸水性胺类聚合物包括聚丙烯酸胺、聚丙烯酰胺、丙烯酸/丙烯酰胺共聚物中的一种或多种。进一步的，聚丙烯酸胺、聚丙烯酰胺、丙烯酸/丙烯酰胺共聚物的质量比为1:1.2-1.8:1.0-1.5。进一步的，还原剂包括对羟基苯磺酸钠、羟甲基磺酸钠中的一种或多种。进一步的，聚乙烯硫酸钠的浓度为0.025-0.030mol/L，硫酸的密度为1.23-1.33g/cm3。一种铅酸蓄电池的纳米活化剂的制备方法，制备上述的铅酸蓄电池的纳米活化剂，其方法包括以下步骤：S1、按所述比重，将吸水性胺类聚合物加入到蒸馏水中，加热，搅拌，混合均匀后加入可溶性金属盐、硫酸亚锡，继续搅拌反应1-2h，获得混合液A；S2、按所述比重，将纳米氧化石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮共同加入到含有硫酸溶液的超声振荡器中，在加热条件下，超声振荡30-45min，分散均匀后获得混合液B；S3、将步骤S1中所得的混合液A和步骤S2中所得的混合液B共同加入到超声振荡器中，接着再加入所述比重的聚乙烯硫酸钠、还原剂、乙酸铵，在加热条件下超声振荡30-45min，分散均匀后获得铅酸蓄电池的纳米活化剂。进一步的，步骤S1中加热温度为50-60℃；所述步骤S2的加热温度为70-80℃；所述步骤S3的加热温度为35-45℃。本专利技术提供一种铅酸蓄电池的纳米活化剂，具有以下有益效果：1、本专利技术配方科学、配比严谨，采用纳米氧化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮可以缓解电池的极化，提高电极的比表面积，改善电极表面结构，降低内阻，提高界面电子转移效率；增强电解液的电导，提高电池充电时电量的接受能力和电池的深度放电能力；2、可溶性金属盐和氧化亚锡改善了电极板的电化学性能，有效的抑制了铅枝晶的生成，提高了干荷起动性能及活性物质利用率，增强了电池的再充电能力，防止了电池短路及早期容量衰退；3、聚乙烯硫酸钠防止极板金属与酸液的腐蚀析氢反应，提高析氢过电位及晶体的成核率，从而起到抑制析氢、抑制PbSO4颗粒增大和不可逆硫酸盐化的作用，增加电池的循环寿命，增强活性物质之间的静电排斥作用，并且能够起到抑制活性物质脱落作用；4、通过还原剂和乙酸铵相互配合，使得原本不导电的硫酸铅加速分解，同时脱去铅酸蓄电池充电末期或过充电状态下，产生的氧气，避免氧气与负极海绵状铅反应，从而恢复电池活性物质，降低内阻，改变充电特性到正常值，提升电池容量；5、由于纳米活化剂根据多重包囊理论采用吸水性胺类聚合物制造，使电解液分子相互包裹不容易产生分层现象。本专利技术所用原料安全环保，制备方法简单，制备条件温和，所得铅酸蓄电池纳米活性剂使用方便，直接将纳米活性剂加入到铅酸蓄电池电解液中即可，铅酸蓄电池容量修复率可高达100％，用量小，活化快，修复功能全面，易于工业化生产，值得推广。附图说明图1为添加纳米活化剂的蓄电池负极的扫面电镜图；图2为不添加纳米活化剂的蓄电池负极的扫面电镜图；图3为添加纳米活化剂的蓄电池正极的扫面电镜图；图4为不添加纳米活化剂的蓄电池正极的扫面电镜图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例一一种铅酸蓄电池的纳米活化剂，包括下列重量百分比的原料组成：可溶性金属盐6份、硫酸亚锡0.5份、聚乙烯硫酸钠3份、吸水性胺类聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铅酸蓄电池的纳米活化剂，其特征在于：包括下列重量百分比的原料组成：可溶性金属盐6-12份、硫酸亚锡0.5-1份、聚乙烯硫酸钠3-8份、吸水性胺类聚合物5-9份、聚乙烯吡咯烷酮0.6-1.2份、纳米氧化石墨烯0.3-0.8份、硫酸溶液20-40份、还原剂0.5-1份、乙酸铵4-10份、蒸馏水45-75份。/n

【技术特征摘要】
1.一种铅酸蓄电池的纳米活化剂，其特征在于：包括下列重量百分比的原料组成：可溶性金属盐6-12份、硫酸亚锡0.5-1份、聚乙烯硫酸钠3-8份、吸水性胺类聚合物5-9份、聚乙烯吡咯烷酮0.6-1.2份、纳米氧化石墨烯0.3-0.8份、硫酸溶液20-40份、还原剂0.5-1份、乙酸铵4-10份、蒸馏水45-75份。


2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池的纳米活化剂，其特征在于：所述可溶性金属盐7-9份、硫酸亚锡0.7-0.9份、聚乙烯硫酸钠5-7份、吸水性胺类聚合物6-8份、聚乙烯吡咯烷酮0.8-1.0份、纳米氧化石墨烯0.5-0.6份、硫酸溶液30-35份、还原剂0.7-0.8份、乙酸铵6-8份、蒸馏水50-70份。


3.根据权利要求2所述的铅酸蓄电池的纳米活化剂，其特征在于：所述可溶性金属盐8份、硫酸亚锡0.8份、聚乙烯硫酸钠6份、吸水性胺类聚合物7份、聚乙烯吡咯烷酮0.9份、纳米氧化石墨烯0.55份、硫酸溶液33份、还原剂0.75份、乙酸铵7份、蒸馏水60份。


4.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池的纳米活化剂，其特征在于：所述可溶性金属盐包括硫酸钾、硫酸钠、硫酸锌、硫酸铜、氯化钙、氯化钡中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池的纳米活化剂，其特征在于：所述吸水性胺类聚合物包括聚丙烯酸胺、聚丙烯酰胺、丙烯酸/丙烯酰胺共聚物中的一种或多种。


6.根据权利要求5任一所述的铅酸蓄电池的纳米活...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊雄，
申请(专利权)人：黄俊雄，
类型：发明
国别省市：福建;35