一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于电池技术领域，涉及一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂及其制备方法。所述的活化剂由如下重量百分比的原料制成：硫酸钠0.1％‑1％，硅酸钠1％‑2％，丙烯酰胺2％‑4％，硫酸钡0.1％‑0.5％，氮化硅0.5％‑2.5％，聚乙烯醇0.1％‑0.6％，水杨酸0.1％‑0.2％，石墨烯0.01％‑2.9％，其余为去离子水。利用本发明专利技术的核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂及其制备方法，能够使制备得到的活化剂更好的消除硫化。

【技术实现步骤摘要】
一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂及其制备方法
本专利技术属于电池
，涉及一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂及其制备方法。
技术介绍
为保证核电厂核安全相关系统电源可靠性，不间断电源和直流系统均在设计上采用安全性较好的铅酸蓄电池组，该类电池广泛分布在电气厂房和常规岛。其中核岛蓄电池一般设计为固定型防酸式铅酸蓄电池，其由一定数量的标称电压2V的单体电池串联组成蓄电池组，相互之间用电池连接件连接。该电池组平时在浮充状态，当充电器发生故障或者充电器380V电源失去的时候，由该蓄电池组向用电设备提供直流电源。因此，其是核电站直流电源系统的重要组成部分。固定型防酸式铅酸蓄电池一般处于浮充状态，经长时间浮充会出现硫化现象，严重时在负极板表面会形成大颗粒的硫酸盐晶粒，成为电池失效的主要原因。研究表明，在长时间浮充状态时，电池中絮状硫酸铅会继续再结晶，形成大晶粒的硫酸铅晶粒。这些晶粒颗粒度较大，一般直径在1微米以上，是不溶于电解液的物质，不易被分解，故而长时间积累，大晶粒硫酸铅会不断生长，集结在电极板表面，导致电池容量下降，循环寿命下降等等，严重影响蓄电池的使用。关于铅酸蓄电池的消除硫化，现有技术中有一些报道。例如中国专利申请200610086864.5公开了一种铅酸蓄电池物理化学结合修复技术，又如中国专利申请201710365429.4公开了一种铅酸蓄电池脱硫的电化学方法，又如中国专利申请201810781231.9公开了一种蓄电池分级去硫化方法及系统。总结而言，常见的消除电池硫化的技术有：大电流充电技术、脉冲技术、负脉冲技术、谐振技术、水疗法技术、化学修复法技术等等。大电流充电技术是利用较大的电流对铅酸蓄电池进行充电提升，其可使电池升温，进而增加硫酸铅晶粒的溶解度等，在一定程度上可以消除硫酸盐化。但是，随着充电的进行，铅酸蓄电池接受充电电流能力不断下降，若继续采用大电流，将导致严重的极化。大电流充电技术充电后期会出现严重的电解水反应，析出大量气体，对铅酸蓄电池性能带来不利影响。脉冲技术是利用高电压大电流脉冲充电，进而击穿硫酸盐晶体，消除硫化，但往往大电流脉冲会带来析气等现象。只有脉冲宽度足够短，占空比足够大，才可以在保证击穿粗大硫酸铅结晶的条件下，同时发生的微充电来不及形成析气。该类技术仪器复杂，不能从本质上解决严重的硫酸盐化。负脉冲技术主要针对脉冲修复过程中的析气问题，但同样，其修复效率偏低，设备复杂，对于严重硫酸盐化的情况很难在保证不破坏电池特性的情况下实现有效修复。谐振技术主要是利用谐振脉冲，将硫酸盐化的大晶粒粉碎成较小颗粒。但是谐振频率与晶体的尺寸有关，尺寸越大，谐振频率越低，越难判断每个电池的谐振频率值。另外其设计复杂，成本较高。传统的化学方法周期长、效果差，一般只能处理轻微硫化的酸蓄电池，对于严重硫化的蓄电池的修复效果较差。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是提供一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂，以能够更好的消除硫化。为实现此目的，在基础的实施方案中，本专利技术提供一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂，所述的活化剂由如下重量百分比的原料制成：硫酸钠0.1％-1％，硅酸钠1％-2％，丙烯酰胺2％-4％，硫酸钡0.1％-0.5％，氮化硅0.5％-2.5％，聚乙烯醇0.1％-0.6％，水杨酸0.1％-0.2％，石墨烯0.01％-2.9％，其余为去离子水。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂，其中所述的活化剂由如下重量百分比的原料制成：硫酸钠0.5％-1％，硅酸钠1.5％-2％，丙烯酰胺2％-3％，硫酸钡0.2％-0.3％，氮化硅1％-2％，聚乙烯醇0.1％-0.6％，水杨酸0.1％-0.2％，石墨烯1％-2％，其余为去离子水。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂，其中所述的聚乙烯醇分子量为5.6万到5.8万。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂，其中所述的石墨烯每个石墨烯片包含20-70个碳原子层。本专利技术的第二个目的是提供如上所述核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂的制备方法，以能够使制备得到的活化剂更好的消除硫化。为实现此目的，在基础的实施方案中，本专利技术提供如上所述核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：(1)称取所需量的硫酸钠、硅酸钠、硫酸钡、氮化硅加入容器中，加入一定量的去离子水搅拌混合均匀得混合液；(2)将步骤(1)得到的混合液超声波震荡后静置，得到震荡后的混合液；(3)称取所需量的丙烯酰胺、聚乙烯醇、水杨酸、石墨烯加入震荡后的混合液，加入后保温搅拌一段时间；(4)将步骤(3)得到的混合液超声波震荡后静置，得到所述的活化剂。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供如上所述核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂的制备方法，其中步骤(1)中，加入的去离子水的温度为40-60℃，搅拌时间为50-80min。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供如上所述核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂的制备方法，其中步骤(2)中，超声波震荡时间为20-30min，温度为50-80℃。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供如上所述核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂的制备方法，其中步骤(2)中，静置时间为20-25min。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供如上所述核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂的制备方法，其中步骤(3)中，操作温度为20-45℃，保温搅拌时间为120-180min。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供如上所述核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂的制备方法，其中步骤(4)中，超声波震荡时间为20-30min，温度为20-45℃；静置时间为30-55min。本专利技术的有益效果在于，利用本专利技术的核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂及其制备方法，能够使制备得到的活化剂更好的消除硫化。本专利技术的核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂可以改善电池极板的导电网络，提高电解液中活性成分的比例，改善充放电速率；可以增加大晶粒硫酸铅的分解能力，消除硫酸盐化，从而提升电池的容量；可以减小栅板的老化程度，减小对板栅骨架的腐蚀，从而提高电池循环寿命。本专利技术的方法原料易得，配制方式简单，制得的活化剂使电池修复周期缩短，电池寿命和容量提高。因此，本专利技术的活化剂及其制备方法具有良好的安全应用价值和环保价值。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作出进一步的说明。实施例1：本实施例的核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂由如下重量百分比的原料制成：硫酸钠0.5％，硅酸钠1.5％，丙烯酰胺3％，硫酸钡0.3％，氮化硅2％，聚乙烯醇(分子量5.6万到5.8万)0.1％，水杨酸0.2％，石墨烯(每个石墨烯片包含20-70个碳原子层)1％，去离子水91.4％。该活化剂的具体制备过程方法如下。将硫酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂，其特征在于：所述的活化剂由如下重量百分比的原料制成：硫酸钠0.1％-1％，硅酸钠1％-2％，丙烯酰胺2％-4％，硫酸钡0.1％-0.5％，氮化硅0.5％-2.5％，聚乙烯醇0.1％-0.6％，水杨酸0.1％-0.2％，石墨烯0.01％-2.9％，其余为去离子水。/n

【技术特征摘要】
1.一种核电站固定型防酸式铅酸蓄电池活化剂，其特征在于：所述的活化剂由如下重量百分比的原料制成：硫酸钠0.1％-1％，硅酸钠1％-2％，丙烯酰胺2％-4％，硫酸钡0.1％-0.5％，氮化硅0.5％-2.5％，聚乙烯醇0.1％-0.6％，水杨酸0.1％-0.2％，石墨烯0.01％-2.9％，其余为去离子水。


2.根据权利要求1所述的活化剂，其特征在于：所述的活化剂由如下重量百分比的原料制成：硫酸钠0.5％-1％，硅酸钠1.5％-2％，丙烯酰胺2％-3％，硫酸钡0.2％-0.3％，氮化硅1％-2％，聚乙烯醇0.1％-0.6％，水杨酸0.1％-0.2％，石墨烯1％-2％，其余为去离子水。


3.根据权利要求1或2所述的活化剂，其特征在于：所述的聚乙烯醇分子量为5.6万到5.8万。


4.根据权利要求1或2所述的活化剂，其特征在于：所述的石墨烯每个石墨烯片包含20-70个碳原子层。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的活化剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)称取所需量的硫酸钠、硅酸钠、硫酸钡、氮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：于天君，谌登华，赵德鹏，孙涛，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11