專利名稱：鉛蓄電池的電解液組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鉛蓄電池的電解液組合物，其在低溫下通過提高蓄電池的性能和壽命而保持蓄電池的性能。由于具有更大的電流效率其能在短時間內(nèi)處于完全充電狀態(tài)。由于能有效地去除白色硫酸鉛而不腐蝕電極板本發(fā)明也能延長蓄電池的壽命，以及可以使由于白色蝕點硫酸鉛所損壞的廢蓄電池重新再利用。
背景技術(shù)：
鉛蓄電池是一種具有最長歷史的蓄電池。隨著時間的推移，對鉛蓄電池進行了許多改進，并且廣泛地使用它們，如用于汽車、應(yīng)急電源和蓄電標準?，F(xiàn)在鉛蓄電池占整個二次電池產(chǎn)量市場的近90％的份額。
鉛蓄電池是由一個陽極板(PbO2)、一個陰極板(Pb)和電解液組成。通過放電兩個電極都轉(zhuǎn)變成硫酸鉛(PbSO4)。陽極板的過氧化鉛(PbO2)是通過鉛或氧化鉛的電解氧化而制成的。這種活性物質(zhì)是多孔的并具有大的易于反應(yīng)的合適面積。此時，盡管需要防止由于伴隨充電和放電而產(chǎn)生的膨脹和收縮崩塌或脫落，在放電期間產(chǎn)生的硫酸鉛將損壞陽極板的活性物質(zhì)的性能，總之，這是影響蓄電池壽命的主要原因。
為了解決上述問題，通過將改進的合成物質(zhì)用作電極的活性物質(zhì)對壽命限制進行了研究。盡管有通過改善電解液特性而提高壽命限制的方法，但是在這方面的研究還是相當不夠的。
韓國專利公開說明書No.83-1674公開了一種制備電解液組合物的方法，其降低了鉛蓄電池中的硫酸的數(shù)量，并在其中加入了硫酸鎂、硫酸鋁和氟硼酸胺。但是，由于解決了傳統(tǒng)硫酸電解液的問題，其僅僅有一點提高，因此其還不能廣泛地進行實際應(yīng)用。韓國專利公開說明書No.98-127040公開了一種電解液組合物，其是通過將如苛性鈉的化合物加入到硫酸電解液中而制成的。但是，由于苛性鈉與硫酸(即主要成分)發(fā)生中和反應(yīng)，該本發(fā)明在實際應(yīng)用中有一定的問題。
本發(fā)明的用于鉛蓄電池的電解液組合物是由將0.5～1.7wt％的硫酸鈷(CoSO4)、40～50wt％的硫酸鎂(MgSO4)、0.2～0.8wt％的氯化胺(NH4Cl)、15～25wt％的氯化鋁(AlCl3)和0.05～1.0wt％的煙酸加入到100份蒸餾水中所組成的。作為混合這些組合物的方法在該技術(shù)中通常已知的方法都可以使用。
作為本發(fā)明的電解液組合物其各自成分數(shù)量的上限是通過使其達到最大電流效率而確定的，而其下限是由電解液組合物所達到性能效應(yīng)而限制的。
傳統(tǒng)的鉛蓄電池在快速充電期間可能會經(jīng)受性能的下降或炸裂。但是，使用本發(fā)明的電解液組合物的蓄電池，由于其具有更高的電流效率而在短時間內(nèi)就可處于完全充電狀態(tài)。本發(fā)明能夠有效地去除白色蝕點硫酸鉛(PbSO4)而不腐蝕電極板。換一句話說，本發(fā)明防止了白色蝕點硫酸鉛的產(chǎn)生，其是縮短蓄電池壽命的主要因素。因此，本發(fā)明將延長蓄電池的壽命，以及可以使由于白色蝕點硫酸鉛而損壞的廢蓄電池重新再利用。
另外，本發(fā)明的電解液組合物是比重為1.15～1.17，其比傳統(tǒng)的硫酸電解液(接近1.28)要更低。在使用本發(fā)明的電解液組合物的蓄電池的情況下，也可以降低電池的重量。
再者，本發(fā)明可以用作電動汽車的蓄電池，其能解決有關(guān)壽命、效率和快速充電方面的普遍問題。通過下面更具體的實施方案和實施例將會了解本發(fā)明。不過，下面的實施方案僅僅是說明本發(fā)明的目的，因此其并不打算限制本發(fā)明的保護范圍。
圖2是說明隨著本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液電流變化對放電的影響的曲線。
圖3是說明隨著本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液溫度變化對放電的影響的曲線。
圖4是在充電時本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液比重的比較曲線。
圖5是在放電時本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液比重的比較曲線。
圖6是在連續(xù)充電和放電期間說明本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液放電的效果曲線。
圖7是在6V-10W負荷下，本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液的放電電壓的示意曲線。
圖8是在6V-15W負荷下，本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液的放電電壓的示意曲線。
圖9是在12V-100W負荷下，本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液的放電電壓的示意曲線。


圖10是在12V-150W負荷下，本發(fā)明的電解液和傳統(tǒng)硫酸的電解液的放電電壓的示意曲線。
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方案電解液組合物的制備通過將1.0wt％的硫酸鈷、50wt％的硫酸鎂、0.3wt％的氯化胺、20wt％的氯化鋁和0.07wt％的煙酸加入到100份蒸餾水中而制備本發(fā)明的電解液組合物。
另外，測量下面的參數(shù)在充電和放電時本發(fā)明電解液的和硫酸電解液的比重變化；和通過連續(xù)的充電和放電鉛蓄電池性能的下降。這些結(jié)果示于圖2、3、4、5和6。
如圖2所示，本發(fā)明的電解液(b)比硫酸電解液(a)具有更高的放電容量。如圖3所示，隨著溫度的增加，本發(fā)明的電解液(b)比硫酸電解液(a)具有更高的放電效率。特別是在0℃時放電容量有很大的差異。因此，本發(fā)明的電解液在低溫下具有很好的放電效率。
如圖4所示，與本發(fā)明的電解液相比較，硫酸電解液表明在充電時在更大的比重下具有更陡的上升曲線。如圖5所示，與本發(fā)明的電解液相比較，表明在放電時在更大的比重下，硫酸電解液開始下降，并且其最終的比重要高于本發(fā)明的電解液。如圖6所示，在使用硫酸電解液(a)的情況下，通過進行重復(fù)充電和放電，表明其放電容量迅速下降，而在使用本發(fā)明的電解液(b)的情況下，在重復(fù)充電和放電后，其放電容量幾乎沒有變化。實際上，在通過重復(fù)充電和放電后，其放電容量還有小量的增加。
表1

*PI本發(fā)明的如圖7、8、9和10所示，本發(fā)明的電解液的電壓曲線在放電時是緩慢形成的。在另一方面，硫酸電解液所顯示并不是這種緩慢的特性。再者，在使用本發(fā)明的電解液的情況下，電壓下降所花的時間要更長。如上述表1所示，本發(fā)明電解液比傳統(tǒng)的硫酸電解液直到電壓發(fā)生下降時所需的時間更長的多。
與傳統(tǒng)的硫酸電解液相比，本發(fā)明的電解液是易于處理的。其沒有刺激性氣味對人體無害。另外，在蓄電池和導(dǎo)線的接線端不會產(chǎn)生白蝕硫酸鉛。由于其不必補充蒸餾水，可以防止雜質(zhì)的滲入。
本實施例使用的蓄電池是已經(jīng)使用了兩年多的，其也產(chǎn)生了白蝕硫酸鉛。這種硫酸鉛在整個極板上都嚴重地產(chǎn)生了，其致使化學能轉(zhuǎn)化低下。因此，這些廢電池將降低作為蓄電池的性能，如電極的脫落、降低蓄電池的容量等。不過，在將本發(fā)明的電解液注入其中使用20小時后，在電池上的白蝕硫酸鉛完全消失了。
表4

如上述表3所示，在使用充滿傳統(tǒng)的硫酸電解液的蓄電池的情況下，其平均運輸?shù)拿旱V為120噸。在使用充滿本發(fā)明的電解液的蓄電池的情況下，其平均運輸?shù)拿旱V為270噸，這可以確認其效率提高了2倍或更高。另外，與傳統(tǒng)的硫酸電解液相比本發(fā)明的電解液在充電時具有更快的恢復(fù)率，其比傳統(tǒng)的硫酸電解液高15％的放電效率。
如上述表4所示，在安全燈的試驗中，與傳統(tǒng)的硫酸電解液相比在放電時間上本發(fā)明的電解液提高了30％的容量。作為傳統(tǒng)的硫酸電解液在平均使用5個月后其使用壽命就滿了，這樣由于其放電時間的下降就阻止了其在隧道工作中的連續(xù)使用。但是，作為本發(fā)明的電解液，在隧道工作中實際上使用連續(xù)工作成為現(xiàn)實。
工業(yè)應(yīng)用如上所述，通過提高蓄電池的性能和壽命，在低溫下本發(fā)明的電解液可以保持蓄電池的性能。由于具有更高的電流效率，其也能夠在短時間內(nèi)處于完全充電狀態(tài)。由于本發(fā)明能有效地去除白蝕硫酸鉛而不腐蝕電極板，因此其也能夠延長蓄電池的壽命，總之其還可以使由于白蝕硫酸鉛而損壞的廢蓄電池重新利用。
權(quán)利要求
1.一種用于鉛蓄電池的電解液組合物，其是由將0.5～1.7wt％的硫酸鈷、40～50wt％的硫酸鎂、0.2～0.8wt％的氯化胺、15～25wt％的氯化鋁和0.05～1.0wt％的煙酸加入到100份蒸餾水中所組成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鉛蓄電池的電解液組合物,通過提高蓄電池的性能和壽命,在低溫下其可以保持蓄電池的性能。由于具有更高的電流效率,其也能夠在短時間內(nèi)使其處于完全充電狀態(tài)。由于本發(fā)明能有效地去除白蝕硫酸鉛而不腐蝕電極板,因此其也能夠延長蓄電池的壽命,并且其還可以使由于白蝕硫酸鉛而損壞的廢蓄電池重新利用。
文檔編號H01M10/08GK1337073SQ00802768
公開日2002年2月20日 申請日期2000年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月13日
發(fā)明者李康洙 申請人:索爾泰克公司