本發(fā)明屬于膠體蓄電池，具體涉及膠體蓄電池用膠體電解液及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、閥控式膠體蓄電池的膠體電解液通常由凝膠劑（如硅溶膠或二氧化硅）與硫酸溶液混合制備而成。然而，現(xiàn)有技術(shù)中采用二氧化硅作為凝膠劑的電解液存在顯著缺陷：一方面，二氧化硅的凝膠時間較短，導(dǎo)致電解液難以長時間儲存，增加了生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性；另一方面，二氧化硅的含量直接影響電解液性能，當其含量過低時易出現(xiàn)水化分層現(xiàn)象，含量過高則會導(dǎo)致電解液流動性下降、電池內(nèi)阻增大，進而影響蓄電池的充放電效率和容量。此外，傳統(tǒng)制備工藝中需添加多種輔助添加劑以穩(wěn)定電解液體系，進一步增加了配方的復(fù)雜性和生產(chǎn)成本。因此，亟需開發(fā)一種凝膠性能穩(wěn)定、工藝簡便且能兼顧電池性能的膠體電解液及其制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種膠體蓄電池用膠體電解液，通過引入乙二醇輔助分散氣相二氧化硅，并通過加入磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)膠體原液ph值，顯著提升了儲存穩(wěn)定性，優(yōu)化了電解液的離子環(huán)境，增強了電池性能；同時通過二氧化硅與增稠劑的協(xié)同作用，減少了膠體電解液中二氧化硅的用量，有效降低了電池內(nèi)阻，提高了不同放電倍率下的容量，為閥控式膠體蓄電池的應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支持。

2、本發(fā)明的另一個目的在于提供一種膠體蓄電池用膠體電解液的制備方法，采用分階段制備工藝，實現(xiàn)了電解液的即混即用，克服了傳統(tǒng)工藝的時效性限制。

3、本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：

4、所述的膠體蓄電池用膠體電解液，包括以下質(zhì)量百分數(shù)的原料：

5、氣相二氧化硅：2~5%；

6、硫酸：30~40%；

7、乙二醇：0.1~0.6%；

8、磷酸氫二鈉：0.5~1.2%；

9、增稠劑：0.1~1%；

10、余量為蓄電池用水；

11、所述的增稠劑為瓜兒豆膠或果膠；

12、優(yōu)選的，所述的果膠的質(zhì)量百分數(shù)為0.5~1.0%；所述的瓜兒豆膠的質(zhì)量百分數(shù)為0.10~0.50%。

13、所述的瓜兒豆膠為羥丙基瓜爾膠。

14、所述的果膠為高甲氧基果膠，其甲氧基含量為8.2~11.4wt.%。

15、所述的蓄電池用水為去離子水，其電阻率≥1×105ω·cm。

16、所述的氣相二氧化硅為親水性氣相二氧化硅，比表面積為175~225m2/g。

17、所述的硫酸為濃度為95wt.%以上的cp級硫酸。

18、所述的膠體蓄電池用膠體電解液的制備方法，包括以下步驟：

19、（1）向部分蓄電池用水中加入乙二醇并充分攪拌均勻，隨后加入氣相二氧化硅，采用分散設(shè)備進行攪拌分散，待分散均勻后，再加入磷酸氫二鈉并繼續(xù)混合至均勻狀態(tài)，得到膠體原液；

20、（2）取硫酸加入到剩余蓄電池用水中，制得硫酸溶液，將硫酸溶液與步驟（1）中的膠體原液混合均勻，然后加入增稠劑，攪拌均勻后得到膠體蓄電池用膠體電解液。

21、所述的步驟（1）中，氣相二氧化硅與蓄電池用水的質(zhì)量比為（10~20）:（90~80）。

22、所述的步驟（1）中，分散設(shè)備的轉(zhuǎn)速為2000~2500r/min，分散時間為15~20min。

23、所述的步驟（1）中，膠體原液黏度為＜10pa·s，ph值為8~10。

24、在步驟（2）中，需將硫酸溶液及膠體原液各自的溫度預(yù)先冷卻至15℃以下，然后再進行混合。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

26、（1）本發(fā)明通過引入乙二醇輔助分散氣相二氧化硅，并結(jié)合磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)膠體原液的ph值，顯著延長了膠體原液的儲存穩(wěn)定性，同時簡化了生產(chǎn)流程。膠體原液與硫酸溶液混合時，磷酸氫二鈉與硫酸反應(yīng)生成的磷酸和硫酸鈉進一步優(yōu)化了電解液的離子環(huán)境，提升了電池的電氣性能；

27、（2）本發(fā)明通過氣相二氧化硅及增稠劑（果膠或瓜兒豆膠）的協(xié)同作用，在降低二氧化硅用量的同時有效抑制了電解液的水化分層現(xiàn)象，從而降低了電池內(nèi)阻，并提高了不同放電倍率下的容量；

28、（3）本發(fā)明采用分階段制備工藝（即先配制可長期儲存的膠體原液，再按需與硫酸溶液混合），實現(xiàn)了“即混即用”的生產(chǎn)模式，能夠保證電解液的灌注流動性，避免了傳統(tǒng)工藝中因凝膠時間短導(dǎo)致的時效性限制；而且與直接分散法（即直接將二氧化硅分散在硫酸溶液中）相比，取消了對分散設(shè)備的耐酸性限制，減少了生產(chǎn)投入成本；

29、（4）本發(fā)明通過減少輔助添加劑的種類，降低了原料復(fù)雜度，同時通過優(yōu)化工藝參數(shù)，提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性。

技術(shù)特征：

1.一種膠體蓄電池用膠體電解液，其特征在于，包括以下質(zhì)量百分數(shù)的原料：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠體蓄電池用膠體電解液，其特征在于，所述的氣相二氧化硅的比表面積為175~225m2/g。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠體蓄電池用膠體電解液，其特征在于，所述的瓜兒豆膠為羥丙基瓜爾膠。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠體蓄電池用膠體電解液，其特征在于，所述的果膠的甲氧基含量為8.2~11.4wt.%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠體蓄電池用膠體電解液，其特征在于，所述的蓄電池用水的電阻率≥1×105ω·cm。

6.一種權(quán)利要求1-5任意一項所述的膠體蓄電池用膠體電解液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膠體蓄電池用膠體電解液的制備方法，其特征在于，所述的步驟（1）中，氣相二氧化硅與蓄電池用水的質(zhì)量比為（10~20）:（90~80）。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膠體蓄電池用膠體電解液的制備方法，其特征在于，所述的步驟（1）中，分散設(shè)備的轉(zhuǎn)速為2000~2500r/min，分散時間為15~20min。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膠體蓄電池用膠體電解液的制備方法，其特征在于，所述的步驟（1）中，膠體原液的黏度＜10pa·s，ph值為8~10。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膠體蓄電池用膠體電解液的制備方法，其特征在于，在步驟（2）中，需將硫酸溶液及膠體原液各自的溫度預(yù)先冷卻至15℃以下，然后再進行混合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于膠體蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及膠體蓄電池用膠體電解液及其制備方法。包括以下質(zhì)量百分數(shù)的原料：氣相二氧化硅：2~5%；硫酸：30~40%；乙二醇：0.1~0.6%；磷酸氫二鈉：0.5~1.2%；增稠劑：0.1~1%；余量為蓄電池用水；所述的增稠劑為瓜兒豆膠或果膠。通過引入乙二醇輔助分散氣相二氧化硅，并通過加入磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)膠體原液pH值，顯著提升了儲存穩(wěn)定性，優(yōu)化了電解液的離子環(huán)境，增強了電池性能；同時通過二氧化硅與增稠劑的協(xié)同作用，減少了膠體電解液中二氧化硅的用量，有效降低了電池內(nèi)阻，提高了不同放電倍率下的容量，為閥控式膠體蓄電池的應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支持。

技術(shù)研發(fā)人員：趙妮,張夢穎,董書嶺,司晗,臧效男,于杰,馬玉竹
受保護的技術(shù)使用者：淄博火炬能源有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15