一种胶体蓄电池电解液和胶体蓄电池的制备方法

摘要

本发明提供了一种胶体蓄电池电解液和胶体蓄电池的制备方法，胶体蓄电池电解液包括以下组分：稀硫酸和胶体母液；所述胶体母液包括质量比为1～4.5:10的二氧化硅和水；所述稀硫酸的质量浓度为36～46％；所述稀硫酸和胶体母液的质量比为0.1～5:1。传统胶体电池需要4步，即化成①—控酸②—加胶③—再充电④，而本发明采用上述胶体蓄电池电解液能够一次性灌加在胶体半成品电池中后化成即可达到成品电池，工艺省去了第②～④环节，简化了工艺流程中的补酸、控酸、加胶及再充电等环境，减少了因倒酸产生的资源浪费及污染，产品质量性能稳定可靠，电池一致性好，性能优异。

说明书

技术领域

本发明属于胶体蓄电池技术领域，尤其涉及一种胶体蓄电池电解液和胶体蓄电池的制备方法。

背景技术

胶体蓄电池(Gel battery)是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解质是固态凝胶体的蓄电池，在储能、电力、轨道交通等备用电源系统中广泛应用。

目前，传统的胶体蓄电池的生产工艺较为复杂，采用生极板组装半成品电池，然后将一定浓度的硫酸溶液灌加入电池后进行化成，化成过程前期需要补酸，化成末期需要进行调高密度至规定值，之后进行深放电贮酸，贮酸放电后电池内部硫酸密度降低至d

综上所述，如何简化胶体蓄电池生产工艺，有效改善传统胶体电池生产工序繁杂和性能不一致等问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种胶体蓄电池电解液和胶体蓄电池的制备方法，该电解液能够一次性灌加得到成品胶体蓄电池，有效改善了传统胶体电池的繁杂生产工序和性能不一致的问题。

本发明提供了一种胶体蓄电池电解液，包括以下组分：

稀硫酸和胶体母液；所述胶体母液包括质量比为1～4.5:10的二氧化硅和水；

所述稀硫酸的质量浓度为36～46％；

所述稀硫酸和胶体母液的质量比为0.1～5.0:1。

本发明提供的胶体蓄电池电解液能够直接进行灌加使用。

在本发明中，所述稀硫酸的浓度及与胶体母液的质量配比需要严格控制。具体实施例中，所述稀硫酸的浓度为41.4％；或39.1％；稀硫酸和胶体母液的质量比为2.5:1；或2.7:1。

在本发明中，所述胶体蓄电池电解液的密度为1.100～1.280g/cm

本发明提供了一种胶体蓄电池的制备方法，包括以下步骤：

将上述技术方案所述的胶体蓄电池电解液灌加在胶体半成品电池中，采用四充三放式的化成方法，经过化成后，电解质转变为凝胶，得到胶体蓄电池。

与现有技术相比，本发明提供的工艺优化生产流程，实现胶体蓄电池一次性灌加，提高生产效率。

在本发明中，所述采用四充三放式的化成方法具体包括：

首先充入5.0～6.0倍的额定容量电量，然后放电0.6～1.0倍的额定容量电量，然后再充入2.5～3.5倍的额定容量电量，然后再放电0.6～1.0倍的额定容量电量，然后再充入2.5～3.5倍的额定容量电量，然后再放电0.6～1.0倍的额定容量电量，最后充入2.5～3.5倍的额定容量电量。

采用四充三放式的化成方法后，液态的电解液在化成后转变为固态凝胶状的电解液。

本发明优选采用自动加酸机进行灌加；在本发明中，所述灌加的质量偏差控制在±3％内。

在本发明中，所述胶体蓄电池电解液灌加前在200～2000rpm下搅拌10～20min。具体实施例中，所述胶体蓄电池电解液灌加前在1000rpm下搅拌15min。

在本发明中，所述灌加的时间大于0min且小于等于120min。本发明优选要求灌加的时间尽可能的短，若灌加过程中发现电解液已凝胶，则采用PVC棒搅拌后再灌加，之后采用四充三放式的化成方法对电池进行化成，使液态的电解质转化为三维网状结构的固态凝胶体，生产过程无需补酸，倒酸，生产工艺流程简单，操作方便，减少了控酸过程造成的环境污染。

本发明提供了一种胶体蓄电池电解液，包括以下组分：稀硫酸和胶体母液；所述胶体母液包括质量比为1～4.5:10的二氧化硅和水；所述稀硫酸的质量浓度为36～46％；所述稀硫酸和胶体母液的质量比为0.1～5.0:1。传统胶体电池需要4步，即化成①—控酸②—加胶③—再充电④，而本发明采用上述胶体蓄电池电解液能够一次性灌加在胶体半成品电池中后化成即可达到成品电池，工艺省去了第②～④环节，简化了工艺流程中的补酸、控酸、加胶及再充电等环境，减少了因倒酸产生的资源浪费及污染，产品质量性能稳定可靠，电池一致性好，性能优异。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种胶体蓄电池电解液和胶体蓄电池的制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

以100Ah电池举例说明：

1、采用一组定型工艺生产半成品电池，配制稀硫酸浓度为41.4％的硫酸电解液，然后按照2.50倍的质量比称量所需的硫酸及胶体母液。

2、将硫酸与胶体母液进行充分混合，然后采用混胶机以1000转/分钟的转速高速搅拌15min，配制成混合均匀的胶体配方电解质，其密度为1.250g/cm

3、采用高精度加胶机实现半成品电池的一次胶体配方电解质灌的灌加，控制产品灌加电解质一致性；

4、充电化成：将制灌加好胶体配方电解质的电池，采用四充三放式的化成方法，充入电量满足10.8倍的电池额定容量，经过化成后，极板得到充分化成，胶体配方电解质全部转变为凝胶，电池内部无剩余游离酸，得到成品电池。

5、电池进行初性能测试，采用0.1C

实施例2

以200Ah电池举例说明：

1、采用一组定型工艺生产半成品电池，配制稀硫酸浓度为39.1％的硫酸电解液，然后按照2.70倍的质量比称量所需的硫酸及胶体母液。

2、将硫酸与胶体母液进行充分混合，然后采用混胶机以1000转/分钟的转速高速搅拌15min，配制成混合均匀的胶体配方电解质，其密度为1.240g/cm

3、采用高精度加胶机实现半成品电池的一次胶体配方电解质灌的灌加，控制产品灌加电解质一致性；

4、充电化成：将制灌加好胶体配方电解质的电池，采用四充三放式的化成方法，充入电量满足10.8倍的电池额定容量，经过化成后，极板得到充分化成，胶体配方电解质全部转变为凝胶，电池内部无剩余游离酸，得到成品电池。

5、电池进行初性能测试，采用0.1C

对比例

1、采用稀硫酸浓度为38.5％的硫酸电解液，然后按照6.0倍的质量比称量所需的硫酸及胶体母液，采用烧杯配制500ml胶体溶液。

2、将硫酸与胶体母液进行充分混合，然后采用玻璃棒搅拌15min，配制成混合均匀的胶体配方电解质；

3、将配置好的胶体配方电解质静止存放于25℃环境下24h，观察电解质的凝胶状态；

4、静止存放24h后电解质没有形成稳定的凝胶状态。

由以上实施例可知，本发明提供了一种胶体蓄电池电解液，包括以下组分：稀硫酸和胶体母液；所述胶体母液包括质量比为1～4.5:10的二氧化硅和水；所述稀硫酸的质量浓度为36～46％；所述稀硫酸和胶体母液的质量比为0.1～5.0:1。传统胶体电池需要4步，即化成①—控酸②—加胶③—再充电④，而本发明采用上述胶体蓄电池电解液能够一次性灌加在胶体半成品电池中后化成即可达到成品电池，工艺省去了第②～④环节，简化了工艺流程中的补酸、控酸、加胶及再充电等环境，减少了因倒酸产生的资源浪费及污染，产品质量性能稳定可靠，电池一致性好，性能优异。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。