触变性聚合硅胶体电解质及使用该电解质的可充电蓄电池.pdf

具体实施方案

本发明由聚合硅、硫酸、复合添加剂、抗凝剂和纯水组成；上述配方在实际
使用中，聚合硅与硫酸的配比与所选择的溶液浓度有关，而溶液又与对蓄电池的
特性的要求有关。在常规蓄电池使用时，聚合硅的比重控制在0.75-1波美度之间，
含量为电解质总重量的5.6％；硫酸的比重控制在1.57时，其含量为电解质总重量
的58％；复合添加剂和抗凝剂的体积配比为0.3％-0.5％；复合添加剂的含量占电
解质总重量的0.8％，抗凝剂的含量占电解质总重量的0.6％时较好；纯水的含量为
电解质总重量的35％。所述配方中聚合硅和硫酸的混合使用，主要是使聚合硅和
硫酸酯化后形成带活性的复合硅链，而复合添加剂是一种活性稀土复合物，作为
在硫酸铅中产生电离子运动的介质；抗凝剂是起到阻止硅分子凝聚的作用；纯水
是保持氢、氧分解、还原的作用。该电解质的理论采用二氧化硅的二次颗粒理论，
利用多硅分子聚合作为主材料，上述配方材料按一定比例配制成溶胶状，分子结
构为链状，每个链条由17个硅氧四面体组成，链外有游离顶点氧，被生成的羟基
保护着，可阻止硅—氧进一步链合。各个硅键之间由羟基生成氢键连接，形成网
状。在网状细粒的空间里，储存大量的水，形成疏松不稳定的空架结构。所以稍
经扰动，水便被释放，使凝胶状结构破坏，具有流动性的硅分子。若又静止，水
重新窜入硅胶网空隙内，再次胶凝，该循环为触变性循环。

氢氧循环是蓄电池充电、放电的一个过程。充电时在电离子运动下，水被分
解，氢氧在硅链的两边移动，与正、负极板产生化学反应，而储存电容量。放电
时，正极析出氧，负极析出氢，该两种气体亦附着硅链运动，结合还原成水。总
体上硅分子组合的链状结构起着水解、还原的过程，在蓄电池内部完成。

硅分子在蓄电池充电时，由于电离子的冲击下，分子张开，吸收正、负极板
析出的硫酸。而电离子停止运动时，硅分子闭合，将酸根包裹。当放电时，硅分
子重新张开，析出酸根，使正、负极板的活性物质重新转换。在此过程中，硫酸
始终在硅分子的控制中而无法游离溢出，从而达到无酸雾效果，使用过程无污染
环境。由于采用低密度硫酸，腐蚀性得以降低，使蓄电池使用寿命增长。

由于硅分子对温度的适应性极强，在低温、高温的条件下，亦难改变其分子
结构，此种特性，更适合蓄电池的大电流充电、放电的使用，以及高寒、高温地
区使用。