專利名稱：一種鉛酸電瓶增活劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉛酸電瓶增活劑。
背景技術(shù)：
我國是一個電瓶生產(chǎn)和使用的大國。電瓶廣泛適用于機械動力、火力、水力、太陽能、風(fēng)能發(fā)電等領(lǐng)域，也可為汽車、火車、飛機、輪船、艦艇、坦克車、裝甲車、電瓶車、電動自行車等提供電能。它深入到國民經(jīng)濟建設(shè)、國防施工、日常生活的各個領(lǐng)域。但是，目前的電瓶存在著很多不足之處。(1)易硫化電瓶極板容易硫化，造成極板損壞，使電瓶過早報廢；損壞報廢的電瓶中，75％為硫化所致。(2)新電瓶只有75％-80％的活性物質(zhì)發(fā)揮作用，還有一部分沒有發(fā)揮作用，電瓶報廢就不再能使用。(3)壽命短現(xiàn)有的電瓶，一般只能用8個月，有的甚至只能用3個月。(4)充電時間長一般的電瓶，一次充電需70小時左右。(5)耐寒性差在-20℃的情況下，電瓶不易啟動。(6)耐熱性差電瓶中的電解液容易蒸發(fā)，需要經(jīng)常加水。
發(fā)明專利公報上公開了《鉛酸電瓶增容液》(專利號為93103819.7)，該發(fā)明揭示的增容液包括蒸餾水、硫酸、硫酸鈷、硫酸羥胺、硫酸鋁、硫酸鎘、硫酸鎂。雖然其對鉛酸電瓶的性能有所改善，但仍有進(jìn)一步改善的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種使電瓶不易硫化、容量高、使用壽命長、充電時間短、耐寒耐熱性好的鉛酸電瓶增活劑。
為了解決上述技術(shù)問題，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種鉛酸電瓶增活劑，包括蒸餾水、硫酸，其還包括硫酸鈷、硫酸羥胺、硫酸鋁、硫酸鎘、硫酸鎂、二元羧酸。其組成的配比如下序號 原料名稱 規(guī)格 用量重量份1 蒸餾水無離子水 125-1352 硫酸 ≥98％50-543 硫酸鈷分析純1.4-1.84 硫酸羥胺 分析純1-1.35 硫酸鋁分析純5-96 硫酸鎘分析純4-67 硫酸鎂分析純2.7-3.78 二元羧酸 分析純3-5所述鉛酸電瓶增活劑還包括檸檬酸。鉛酸電瓶增活劑各組成的配比如下序號 原料名稱 規(guī)格 用量重量份1 蒸餾水無離子水 125-1352 硫酸 ≥98％50-543 硫酸鈷分析純1.4-1.84 硫酸羥胺 分析純1-1.3
5 硫酸鋁 分析純 5-96 硫酸鎘 分析純 4-67 硫酸鎂 分析純 2.7-3.78 二元羧酸分析純 3-59 檸檬酸 分析純 3-5所述二元羧酸為乙二酸、丙二酸、丁二酸的一種或者其任意組合。
按照上述順序，在不斷攪拌下，將2號原料加入到1號原料中；溶解后，將3號原料加入到1號、2號原料的混合液中；溶解后，將4號原料加入到1號、2號、3號原料的混合液中；溶解后，將5號原料加入到1號、2號、3號、4號原料的混合液中；溶解后，將6號原料加入到1號、2號、3號、4號、5號原料的混合液中；將7號原料加入到1號、2號、3號、4號、5號、6號原料的混合液中；將8號原料加入到1號、2號、3號、4號、5號、6號、7號原料的混合液中，混合后所得的混合液即為本發(fā)明的鉛酸電瓶增活劑。
另外，還可以將9號原料加入到1號、2號、3號、4號、5號、6號、7號、8號原料的混合液中，混合后所得的混合液為本發(fā)明效果更佳的鉛酸電瓶增活劑。
下面介紹一下本發(fā)明消除和防止電瓶硫化的原理。
鉛酸電瓶是一中可逆性電化學(xué)反應(yīng)，可以實現(xiàn)反復(fù)充電和放電，它的電化學(xué)反應(yīng)方程式為
其中，PbO2位于正極板，Pb位于負(fù)極板。
當(dāng)電瓶由于保養(yǎng)不當(dāng)或長期放置，使電瓶處于放電或半放電狀態(tài)，極板上產(chǎn)生一種白色粗大而堅硬的硫酸鉛晶體(PbSO4)，這種結(jié)晶物導(dǎo)電性極差、難溶解，會堵死活性物質(zhì)的毛細(xì)孔，阻礙電解液的對流和擴散，使電瓶的內(nèi)阻增加，破壞正常的電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致容量下降。若增大電流、硬性充電，極板會發(fā)疏脫落，致使電瓶損壞而報廢。
硫化電瓶加入本發(fā)明鉛酸電瓶增活劑后，電瓶內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使硫化物軟化、細(xì)化、溶解于電解液之中，增加電瓶內(nèi)部可逆性電化學(xué)反應(yīng)，使白色堅硬的硫酸鉛晶體(PbSO4)經(jīng)過充電、恢復(fù)轉(zhuǎn)變?yōu)楹＞d狀的二氧化鉛(PbO2)戎狀鉛(Pb)，使之失效的電瓶重新恢復(fù)功能，達(dá)到并延長電瓶使用壽命的目的。對尚未硫化的電瓶加入本發(fā)明鉛酸電瓶增活劑后，在電瓶的極板周圍形成一種保護薄膜，防止極板硫化，提高電解液的導(dǎo)電性能及充電效率、降低內(nèi)阻、減少電解液的蒸發(fā)，產(chǎn)生保養(yǎng)效應(yīng)，并更有效地延長電瓶使用壽命。
具體說明如下電瓶放電結(jié)束的標(biāo)志是電解液比重下降到1.10，電瓶電壓降到1.05伏。充電結(jié)束的標(biāo)志是電壓上升到2.2伏，電解液比重上升到1.28。一般電瓶的電解液比重上升到1.28左右，電解液中會出現(xiàn)大量的氣泡，呈沸騰狀態(tài)。電瓶長期處于放電或半放電狀態(tài)，極板上會形成一種白色的粗晶體，正常充電不能轉(zhuǎn)化為二氧化鉛和戎狀鉛，這時稱硫酸鉛硬化或硫化，電瓶容量明顯下降，單格電壓明顯降低。充電時單格電壓迅速上升為2.8伏左右，電解液比重上升不明顯、出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象。這是由于白色而堅硬的晶粒堵住了極板的空隙，縮小極板和電解液的作用面，容量下降、內(nèi)阻增大、啟動困難。極板硫化嚴(yán)重的電瓶極板膨脹，促使硫化物充入隔板空隙，堵塞電流的流動，造成放電不均勻，甚至出現(xiàn)極板彎曲等損壞現(xiàn)象。
電瓶放電過程中，主要是電瓶內(nèi)部的活性物質(zhì)處于化合和分解運動。放電時硫酸減少、水增加，電解液比重下降；充電時與此相反。電瓶充電結(jié)束時，實際只有30-35％的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為硫酸鉛，極板上65-70％活性物質(zhì)沒有發(fā)生變化。為提高供電能力，本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了二元羧酸和檸檬酸，凈化電解液中的雜質(zhì)，有效防止了電瓶的硫化及內(nèi)部自行放電，電瓶的容量增加，達(dá)到延長電瓶使用壽命的作用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，電瓶中加入本發(fā)明揭示的鉛酸電瓶增活劑，有以下有益效果(1)防止電瓶極板硫化，提高電瓶容量，使新電瓶的容量為100％，舊電瓶的容量為85％；(2)提高了電瓶的使用壽命，一般可以提高到電瓶原有使用壽命的2倍；(3)本發(fā)明還縮短了電瓶的充電時間，只需原有充電時間的一半、甚至原來的1/3，同時減少使用中電解液的蒸發(fā)，減少電瓶內(nèi)阻、防止過充電；(4)電瓶的耐寒耐熱性高，內(nèi)部溫度在±40℃仍能正常啟動；(5)本發(fā)明有效解決了電瓶自放電的問題，充好電的電瓶，靜放8個月，依然可以使用；(6)減少了電瓶中水的蒸發(fā)，每年只需要向電瓶中加1-2次水即可保證電瓶的正常使用，免維修電瓶可不加水；(7)提高電化學(xué)反應(yīng)速度，減少電瓶內(nèi)阻，提高輸出功率；(8)增強電瓶復(fù)原與自我再生能力，提高電瓶大電流連續(xù)使用性能；(9)本發(fā)明可以使已嚴(yán)重硫化、但內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)完好不斷格的電瓶再生復(fù)活；(10)嚴(yán)重漏電的電瓶加入本發(fā)明后恢復(fù)正常功能，并能減少電瓶靜止不用時的漏電現(xiàn)象。
本發(fā)明同時會產(chǎn)生巨大的社會效應(yīng)和經(jīng)濟效應(yīng)。眾所周知，鉛酸電瓶的安全性好、價格低，一旦解決了使用壽命、充電時間等問題，將會被更為廣泛的利用。據(jù)統(tǒng)計，到2006年6月底，我國汽車的擁有量達(dá)5000萬輛，若汽車上的鉛酸電瓶全部配備本發(fā)明的增活劑，則每年可為國家節(jié)約約幾百億的資金。特別是令全世界都關(guān)注的環(huán)保電動汽車，如果使用本發(fā)明的增活劑的鉛酸電瓶，則可解決電動汽車的規(guī)模化生產(chǎn)問題。另外，鉛酸電池的價格是鋰電池、鎳氫電池價格的1/7。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖
及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實施例一在帶攪拌的300立方米的搪瓷反應(yīng)釜中，加入125千克蒸餾水，在不斷攪拌下，慢慢加入50千克硫酸，溫度升高，待溫度降至25-30℃時，按順序加入硫酸鈷1.4千克、硫酸羥胺1千克、硫酸鋁5千克、硫酸鎘4千克、硫酸鎂2.7千克、乙二酸3千克。在原料的加入過程中，需要等前一種原料溶解后，再加入后一種。
實施例二本實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水135千克、硫酸54千克、硫酸鈷1.8千克、硫酸羥胺1.3千克、硫酸鋁9千克、硫酸鎘6千克、硫酸鎂3.7千克、乙二酸5千克。
實施例三本實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水130千克、硫酸52千克、硫酸鈷1.6千克、硫酸羥胺1.2千克、硫酸鋁7千克、硫酸鎘5千克、硫酸鎂3.1千克、乙二酸4千克。
實施例四實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水130千克、硫酸52千克、硫酸鈷1.6千克、硫酸羥胺1.2千克、硫酸鋁7千克、硫酸鎘5千克、硫酸鎂3.1千克、丙二酸4千克。
實施例五實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水130千克、硫酸52千克、硫酸鈷1.6千克、硫酸羥胺1.2千克、硫酸鋁7千克、硫酸鎘5千克、硫酸鎂3.1千克、丁二酸4千克。
實施例六本實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水128千克、硫酸51千克、硫酸鈷1.5千克、硫酸羥胺1.1千克、硫酸鋁6千克、硫酸鎘4.8千克、硫酸鎂3千克、乙二酸3.5千克、檸檬酸4.5千克。
實施例七本實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水128千克、硫酸51千克、硫酸鈷1.5千克、硫酸羥胺1.1千克、硫酸鋁6千克、硫酸鎘4.8千克、硫酸鎂3千克、丙二酸3.5千克、檸檬酸4.5千克。
實施例八本實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水132千克、硫酸53千克、硫酸鈷1.7千克、硫酸羥胺1.15千克、硫酸鋁8千克、硫酸鎘5.2千克、硫酸鎂3.6千克、丁二酸4.5千克、檸檬酸3.7千克。
實施例九本實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水135千克、硫酸54千克、硫酸鈷1.8千克、硫酸羥胺1.3千克、硫酸鋁9千克、硫酸鎘6千克、硫酸鎂3.7千克、乙二酸及丙二酸的組合物4千克(其中乙二酸2千克、丙二酸2千克)、檸檬酸5千克。
實施例十本實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水125千克、硫酸50千克、硫酸鈷1.4千克、硫酸羥胺1千克、硫酸鋁5千克、硫酸鎘4千克、硫酸鎂2.7千克、丁二酸及丙二酸的組合物5千克(其中丁二酸2.5千克、丙二酸2.5千克)、檸檬酸3千克。
實施例十一本實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水130千克、硫酸52千克、硫酸鈷1.6千克、硫酸羥胺1.2千克、硫酸鋁7千克、硫酸鎘5千克、硫酸鎂3.1千克、乙二酸及丙二酸及丁二酸的組合物5千克(其中乙二酸2千克、丙二酸1.5千克、丁二酸1.5千克)、檸檬酸4千克。
實施例十二本實施例的設(shè)備及步驟同實施例一，原料為蒸餾水130千克、硫酸52千克、硫酸鈷1.6千克、硫酸羥胺1.2千克、硫酸鋁7千克、硫酸鎘5千克、硫酸鎂3.1千克、乙二酸及丙二酸及丁二酸的組合物5千克(其中乙二酸1千克、丙二酸1.5千克、丁二酸2.5千克)、檸檬酸4千克。
以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案。如，原料的混合順序可以調(diào)整，各個原料的比重也不限于此。另外，乙二酸、丙二酸、丁二酸可以用其他二元羧酸替代。不脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或局部替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種鉛酸電瓶增活劑，包括蒸餾水、硫酸、硫酸鈷、硫酸羥胺、硫酸鋁、硫酸鎘、硫酸鎂，其特征在于，其還包括二元羧酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電瓶增活劑，其特征在于，所述各組成的配比如下原料名稱規(guī)格 用量重量份蒸餾水 無離子水 125-135硫酸≥98％50-54硫酸鈷 分析純1.4-1.8硫酸羥胺分析純1-1.3硫酸鋁 分析純5-9硫酸鎘 分析純4-6硫酸鎂 分析純2.7-3.7二元羧酸分析純3-5
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛酸電瓶增活劑，其特征在于，其還包括檸檬酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉛酸電瓶增活劑，其特征在于，所述鉛酸電瓶增活劑各組成的配比如下原料名稱規(guī)格用量重量份蒸餾水 無離子水125-135硫酸≥98％ 50-54硫酸鈷 分析純1.4-1.8硫酸羥胺分析純1-1.3硫酸鋁 分析純5-9硫酸鎘 分析純4-6硫酸鎂 分析純2.7-3.7二元羧酸分析純3-5檸檬酸 分析純3-5
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的鉛酸電瓶增活劑，其特征在于，所述二元羧酸為乙二酸、丙二酸、丁二酸的一種或者其任意組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉛酸電瓶增活劑，包括蒸餾水、硫酸、硫酸鈷、硫酸羥胺、硫酸鋁、硫酸鎘、硫酸鎂、二元羧酸。本發(fā)明防止電瓶極板硫化，提高電瓶容量及使用壽命；本發(fā)明還縮短了電瓶的充電時間，同時減少使用中電解液的蒸發(fā)，減少電瓶內(nèi)阻、防止過充電；另外，本發(fā)明有效解決了電瓶自放電的問題。
文檔編號H01M10/06GK1960049SQ200610123620
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者蔡植如, 劉篤清, 石德璞, 廖志華 申請人:蔡植如, 劉篤清, 石德璞, 廖志華