一种铅酸蓄电池修复剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及蓄电池修复技术领域，公开了一种铅酸蓄电池修复剂及其制备方法和应用，所述铅酸蓄电池修复剂由纳米硫化铅和低聚海藻酸钠按质量比

【技术实现步骤摘要】
一种铅酸蓄电池修复剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及蓄电池修复
，具体涉及一种铅酸蓄电池修复剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]虽然当前是锂电池的大发展时代，但铅酸蓄电池以其稳定性和安全性仍然占据不可替代的产业位置，从汽车到各种机械，铅酸蓄电池仍然是主流的启动电池
。
然而，随着时间的推移，特别是多次出现长时间放置或者过度放电的情况，铅酸电池会经历一种被称为硫化的现象，当硫酸铅晶体在电池电极上形成坚固而难以再次溶解在酸中的晶体时，就会发生硫化，硫化会减少电池的有效表面积，从而降低电池储存和放电能量的能力，硫化已成为电池技术中的一个重大挑战
。
[0003]解决硫化问题的一种方法是通过发展再生和修复技术
。
这些技术旨在通过去除硫酸铅晶体或将其转化为不稳定的形式来恢复电池的性能
。
化学添加剂被认为是解决这一问题的潜在方法，可以帮助分解电池极板上积累的硫酸铅晶体，化学添加剂的作用是分解硫酸铅晶体，并将其返回到电解质溶液中，被电池重新利用
。
例如含有磺酸基团的强酸性物质，它有助于溶解硫酸铅晶体并防止它们重新积累在电极上；其他添加剂含有
EDTA(
乙二胺四乙酸
)
，这是一种螯合剂，可以帮助去除电池板上的重金属离子，防止它们造成进一步的损害；专利技术专利
CN2022113760036
公开了一种基于纳米
Ti3C2和
EDTA
的蓄电池修复液，通过溶解硫酸铅和在电极上形成保护膜来修复硫化的蓄电池；专利技术专利
202211524364.0
则公开了纳米石墨烯为主的蓄电池修复液；而专利技术专利
202211561333.2
公开的是利用碳纳米管为主的修复液
。
上述专利公开的纳米材料或者成本较高，或者会给蓄电池引入新的杂质干扰电极反应，或者无法在电池的电解液中保持稳定
。
[0004]因此本专利技术从修复液的兼容性和稳定性出发提出了一种以纳米硫化铅为主的蓄电池修复剂
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种铅酸蓄电池修复剂及其制备方法和应用
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种铅酸蓄电池修复剂，由纳米硫化铅和低聚海藻酸钠按质量比
(5
‑
15)∶(0.1
‑
1)
组成，所述纳米硫化铅的粒径为
20
‑
100nm。
[0007]进一步地；所述纳米硫化铅的制备方法包括如下步骤：
[0008](1)
将醋酸铅和硫乙酰胺按质量比
1∶(1
‑
3)
溶解在去离子水中得原料液，然后将原料液转移到水热反应釜中；
[0009](2)
向水热反应釜加入占上述原料液质量
0.1
‑1％的分散剂，密封水热反应釜，在
150
‑
250℃
下反应4‑8小时；
[0010](3)
水热反应完成后，冷却至室温，离心收集黑色沉淀产物；
[0011](4)
用去离子水和乙醇清洗黑色沉淀产物数次以去除杂质，然后
60℃
真空干燥得纳米硫化铅
。
[0012]进一步地；步骤
(1)
中所述醋酸铅与去离子水的质量体积比为
10g∶(0.6
‑
0.8)L。
[0013]进一步地；步骤
(2)
中所述的分散剂为木质素磺酸钠
。
[0014]进一步地；所述低聚海藻酸钠重均分子量为
6000。
[0015]本专利技术的另一技术方案是：一种所述铅酸蓄电池修复剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0016](1)
将低聚海藻酸钠溶解于去离子水中制备成质量分数为
0.1
‑1％的低聚海藻酸钠水溶液；
[0017](2)
将纳米硫化铅与低聚海藻酸钠水溶液混合获得混合液，所述纳米硫化铅与低聚海藻酸钠水溶液的质量比为
(5
‑
15)∶100
；
[0018](3)
将混合液在
2000rpm
下剪切1小时，然后离心收集固体，干燥后得铅酸蓄电池修复剂
。
[0019]本专利技术的再一技术方案是：一种所述铅酸蓄电池修复剂的应用，所述应用方法为将铅酸蓄电池修复剂加入到铅酸蓄电池电解液中，在
2000rpm
下剪切均匀后获得铅酸蓄电池修复液，所述铅酸蓄电池修复剂与铅酸蓄电池电解液的质量比为
(0.05
‑
0.5)∶100。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021](1)
使用本专利技术修复液的蓄电池应用时，当电池长时间不充电或过度放电时，纳米硫化铅和硫酸铅在电极上共沉淀，形成结构松散的杂化晶体，这种晶体与单一硫酸铅晶体相比更具反应性和不稳定性，在充电过程中电解液的酸性增强，这种不稳定的杂化晶体很容易溶解在酸性电解质中，转化回铅和硫酸，实现电池的自修复，从而防止形成可能导致硫化的坚固的硫酸铅晶体层
。
采用低聚合度的海藻酸钠作为分散稳定剂，防止纳米硫化铅在电解液中析出
。
[0022](2)
本专利技术修复液成本低，且充电的同时可以实现蓄电池的自我修复，解决了现有修复液昂贵且耗时的缺点
。
[0023](3)
硫化铅与蓄电池内化学物质具有很好的兼容性，能够保证蓄电池的稳定性和安全性
。
具体实施方式
[0024]实施例1：
[0025]一种铅酸蓄电池修复剂的制备方法，包括以下步骤：
[0026](1)
将
50g
醋酸铅和
50g
硫乙酰胺溶解在
3L
去离子水中，搅拌得清澈的原料液，将原料液转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中；
[0027](2)
向水热反应釜中加入
15.75g
分散剂木质素磺酸钠，密封水热反应釜，在
150℃
下加热反应8小时；
[0028](3)
水热反应完成后，将水热反应釜冷却至室温，离心收集水热反应釜底部形成的黑色沉淀；
[0029](4)
用去离子水和乙醇清洗沉淀物三次以去除杂质，然后
60℃
下真空干燥沉淀，得纳米硫化铅固体
29g
，
70
％粒径分布在
20
‑
50nm
，产率为
92
％；
[0030](5)
将
2g
低聚海藻酸钠溶解在<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铅酸蓄电池修复剂，其特征在于：由纳米硫化铅和低聚海藻酸钠按质量比
(5
‑
15)∶(0.1
‑
1)
组成，所述纳米硫化铅的粒径为
20
‑
100nm。2.
根据权利要求1所述的铅酸蓄电池修复剂，其特征在于，所述纳米硫化铅的制备方法包括如下步骤：
(1)
将醋酸铅和硫乙酰胺按质量比
1∶(1
‑
3)
溶解在去离子水中得原料液，然后将原料液转移到水热反应釜中；
(2)
向水热反应釜加入占上述原料液质量
0.1
‑1％的分散剂，密封水热反应釜，在
150
‑
250℃
下反应4‑8小时；
(3)
水热反应完成后，冷却至室温，离心收集黑色沉淀产物；
(4)
用去离子水和乙醇清洗黑色沉淀产物数次以去除杂质，然后
60℃
真空干燥得纳米硫化铅
。3.
根据权利要求2所述的铅酸蓄电池修复剂，其特征在于：步骤
(1)
中所述醋酸铅与去离子水的质量体积比为
10g∶(0.6
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡玉梅，徐文强，赵美法，赵澎，张奇，丁子涵，臧雅萍，王政政，付婧瑶，吕茵，房露瑶，王蕾琪，
申请(专利权)人：青岛职业技术学院，
类型：发明
国别省市：