AGM起停电池用缓释复合添加剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种AGM起停电池用缓释复合添加剂及制备方法，属于起停用铅酸蓄电池领域。

背景技术

铅酸蓄电池凭借其较高的性价比，在所有二次电池领域中占有举足轻重的地位。在所有水溶液的电源体系中，铅酸类蓄电池具有较高的工作电压，较好的大电流放电性能和高低温放电性能，且它不仅适合启动与储能，也适用于作为动力电池循环使用，因此铅酸电池能够广泛地应用在备用电源、起停电源和动力电源等各种应用领域。

铅酸蓄电池自19世纪发明至今已逾160年历史，技术路线与制造水平已日趋成熟，但起停铅酸蓄电池依旧存在一些制约使用的问题。起停铅酸蓄电池在使用过程中由于一直处于充放电过程，经常由于失水导致干涸失效，大大缩短了蓄电池的使用寿命。分析其主要原因是由于过充电导致水的分解，析出的氧气和氢气使电池内压增加，启动排气阀使气体排出电池壳体外，同时带出水和硫酸，这是造成电池失水、容量衰减直至寿命终止的一个最主要的原因。导致铅酸电池失效的另一个重要原因是极板在充放电过程中由于铅膏发生电化学反应发生膨胀收缩导致铅膏泥化甚至迁移，严重的板栅筋条受力变形甚至断裂，造成正负极板栅或者铅膏直接接触短路，最终使得整个电池损坏、寿命终止报废。

发明内容

本发明的目的是提供一种减缓极板软化与变形，解决在使用过程中因为环境温度高而快速失水问题的AGM起停电池用缓释复合添加剂。

本发明的技术方案是：采用硼硅酸盐制成的多空玻璃微珠吸附由无水硫酸钠、三氟甲烷磺酸、全氟丁基磺酸钾和硫酸溶液组成的复合添加剂。玻璃微珠直径在10～50微米之间。

本发明是提供AGM起停电池用吸附复合添加剂的多孔玻璃微珠。直径在几微米到几百微米之间的，体积内均匀分布有大量微孔的玻璃空心圆球称为多孔玻璃微珠，可以作为缓释吸附材料，其材料组成为能在强酸介质中稳定存在的无机非金属盐材料，如硼硅酸盐等。用玻璃微珠吸附含有一定配方比的复合添加剂(无水硫酸钠、三氟甲烷磺酸与全氟丁基磺酸钾的硫酸水溶液)，硫酸溶液的密度小于或等于1.28g/cm

具体实施方式

将无水硫酸钠、三氟甲烷磺酸与全氟丁基磺酸钾溶解于1.270g/cm

将用上述方法制备的含有复合添加剂的玻璃微珠填充在2只起停用6-QTF-70电池的所有空隙处，标记“试验1”与“试验2”，另外2只进行空白对比实验，标记“对比1”与“对比2”。其中，“试验1”与“对比1”进行低温起动能力试验与充电接受能力试验；“试验2”与“对比2”进行循环耐久能力试验；

检测设备：江苏金帆充放电测试仪。

试验温度：25±2℃

检测标准：采用GB/T5008.1-2013《起动用铅酸蓄电池第1部分：技术条件和试验方法》中第4.4条“低温起动能力”、第4.5条“充电接受能力”以及第4.8条“循环耐久能力”要求；

检测方法：按照GB/T5008.1-2013《起动用铅酸蓄电池第1部分：技术条件和试验方法》中第5.5条“低温起动能力”、第5.6条“充电接受能力”以及第5.9条“循环耐久能力”试验方法进行；

试验结果如表1和表2所示：

表1.低温起动能力试验结果对比

表2.充电接受能力试验结果对比

表3.循环耐久能力结果对比

试验结论与分析：

通过表1与表2：“低温起动能力”与“充电接受能力”试验数据可知：添加缓释复合添加剂的电池与空白对比电池进行对比，其低温性能与充电接受能力均有所提高，但是提高幅度并不明显，说明缓释添加剂的添加在电池使用初期对其性能影响程度不大。

通过对表3中“试验1”与“对比1”电池解剖发现：

“对比2”电池：出现明显隔板干涸，正极板软化，负极板活性物质迁移问题；

“试验2”电池：正极板软化脱落、负极活性物质迁移程度与“对比1”电池基本一致，隔板干涸程度稍好，考虑到循环次数提高了30％以上，因此其循环耐久性能依旧得到了显著的提高。

本发明采用吸附有无水硫酸钠、三氟甲烷磺酸和全氟丁基磺酸钾的硫酸溶液的多孔玻璃微珠填充在起停用铅酸蓄电池中，能够大大减缓电解液的干涸和极板活性物质的软化脱落问题，因此能够大大提高电池的使用寿命，循环耐久能力提高了30％以上，低温性能与充电接受能力也能得到一定程度的提高，能够极大提高AGM起停电池的市场竞争力。