阀控式全密封胶体电解质铅酸蓄电池 【技术领域】
本发明属于化学电源领域，具体来说，是一种阀控式全密封胶体电解质铅酸蓄电池。
背景技术
目前，阀控式全密封铅酸蓄电池被广泛地应用在通讯、汽车、UPS电源，电力助力车等许多领域，但是，从目前的技术水平来看，液体阀控式全密封铅酸蓄电池存在着一定的缺陷，诸如：与开口式相比，电池使用寿命较短。在电池爬酸、漏液及出气量等方面虽比开口式好了许多，但由于电解质仍为液态，所以仍不同程度的存在着这些问题。为了克服电池存在的这些缺点，许多研究者提出了胶体蓄电池的概念，即电池中的电解质不使用液态的硫酸，而使用含有几乎相同数量硫酸的凝胶式固态的电解质。
要使用凝胶式电解质，就需要解决一系列的问题，如：在数年的使用期间，在一定的电场强度下胶体如何保持稳定而不“解离”；胶与正、负极板间均匀且紧密结合的问题；胶本身的离子导电性即电池的内电阻等一系列问题。为此，许多研究者发表了一系列的文献和专利。
专利CN 1065557发明了用A剂与B剂组成地胶体电解质。其中A剂含硅溶液，去离子水，净化剂；B剂则含有纯硫酸和去离子水和净化剂，专利中列举了许多种类的净化剂。发明者表明，利用这种胶体电解质灌注的蓄电池自放电小，能量转化率高，在50℃下仍可大电流放电。
专利CN 1036479使用纯度为5～15兆欧的高纯水对工业硅酸钠以10～12∶1的重量比进行溶解稀释后经阳、阴离子交换树脂处理，加入适量的分析纯Na2SiO3·9H2O作为稳定剂，使pH值达到12～14后浓缩，得到比重为1.075～1.099、含SiO2重量比为11.7～15％、Na2O重量比为0.26～0.35％，pH值为12～14的硅凝胶剂，用该胶制做的蓄电池能符合国家标准。
还有其他许多这方面的报导，但综合来看这些报导在某些方面存在一些不够理想之处，<1>很多报导没有提及电池的寿命问题，即使提到寿命问题，也是使用了“寿命长、容量高”等语句。寿命长到什么程度、容量高到什么程度、对比点又是什么?即使实施实例中也查不出具体的对比数据来；<2>在这些报导的实施实例中，大都是用发明者所发明的电解质做成蓄电池后，放电容量达到或超过了国家标准，电池性能良好。但究竟是胶体电解质做得好，还是电池的极片做得好，或者是电池制做过程中其他工艺好，而使得整个电池的性能变好了呢。几乎所有的报导中均未涉及这个问题；<3>一般来说，胶体电解质的导电性能比液体电解质要差，特别是低温下，差的就更为明显。而电池的使用环境，很多情况是在低温下使用，所以衡量胶体电解质好坏的一个重要指标应该是低温性能如何，但很多报道未涉及这方面的问题。
【发明内容】
本发明目的在于提供一种阀控式全密封胶体电解质铅酸蓄电池。该电池具有使用寿命长、制造成本低廉特点。
本发明是通过下述技术方案实现的：阀控式全密封胶体电解质铅酸蓄电池，包括壳体，装在壳体内的以正、负极板组合而成的极板群，其上焊接汇流排，在正、负极板群之间夹有隔板组成单格，汇流排的引出头从电池盖正、负端子孔引出，电池盖上设有安全阀构成。其特征在于：电池壳体内灌注的胶体电解质的成分及重量百分比为：
密度为1.28～1.40的含量30～60％硫酸水溶液；
二氧化硅：6～22％；
硅酸钠：10～38％；
无水硫酸钠：1.5～3％；
硫酸钴：0.07～6％；
丙三醇：1.5～3％；
平平加：0.5～1.5％；
对羟基二苯聚氧乙烯(PPPG)：0.05～0.5％；
本发明的优点在于，壳体内灌注胶体电解质能够完全充满，电解质与极板结合牢固且不“龟裂”，不干涸，因此本发明的铅酸蓄电池与同类型、同型号、同工艺制作的液体电解质的电池相比，虽然它的放电容量和低温放电容量均下降3％，但是电池使用寿命却增加一倍。
【具体实施方式】
实施实例1
实验组：胶体电解质电池12V-10Ah；
对照组：液体电解质电池12V-10Ah；
两组电池均用同样生产工艺、同一批次产出的极片组装而成，且每片极片均过称，重量差在1g以内，其他工艺均相同。实验组所用电解质为本发明的胶体电解质，它的配制：将15％的二氧化硅加入密度为1.38含量为40％的硫酸水溶液中，再加入22％的硅酸钠和1.5％的无水硫酸钠，同时加入0.5％的硫酸钴，搅拌均匀后再加入2％的丙三醇，搅拌后加入1％的平平加和0.2％PPPG.，充分搅拌后真空注入电池内；对比组的电解质是密度为1.34的硫酸水溶液。两组电池充放电制度按电动自行车的行业标准进行，实验结果如下：
电池容量：实验组，第50次循环时放电132分钟；对照组，第50次循环时放电135分钟；胶体电池比液体电池容量下降2.2％。
电池循环寿命：实验组循环次数896次；对照组循环次数412次；胶体电池比液体电池使用寿命延长一倍以上。
低温放电容量：将充好的电池置于低温箱内，维持-30℃24小时，再以行业标准5A放电，结果如下： 实验组放电93分钟；对照组放电95分钟；在-30℃下胶体电池放电容量比液体电池下降2.1％。
实施实例2
实验组：胶体电解质电池12V-10Ah；
对照组：液体电解质电池12V-10Ah；
本实施例所采用极片为国内某厂家生产、性能不太好的极片。取同一批次生产的极片称重后组装成电池。然后向实验组注入同实例1配方相同的胶体电解质；对照组灌注密度为1.34的硫酸水溶液，两组电池充放电制度按我国电动自行车的行业标准进行，实验结果如下：
电池容量：实验组第50次循环放电121分钟；对照组第50次循环放电124分钟；胶体电池比液体电池容量下降2.8％；
电池循环寿命：实验组循环次数为752次；对照组循环次数为381次；胶体电池比液体电池使用寿命延长一倍。
低温电池容量：将充好电的电池置于低温箱内，维持-30℃24小时，再以行业标准5A放电。结果为：实验组放电80分钟；对照组放电83分钟；胶体电池放电容量比液体电池下降3.1％
由此不难看出，本发明胶体铅酸蓄电池在低温状态下的放电容量与液体电池相近，而使用寿命却延长了一倍以上。
实施实例3
实验组：胶体电解质电池12V-10Ah；
对照组：液体电解质电池12V-10Ah：本实施例所采用电解质的配制：将12％的气相二氧化硅加入密度为1.35的含量40％硫酸水溶液中，再加入18％的硅酸钠和1.0％无水硫酸钠，同时加入0.5％的硫酸钴，在60～80.℃下充分搅拌后真空注入电池内。对比组的电解质是密度为1.34的硫酸水溶液。两组电池充放电制度按电动自行车的行业标准进行，实验结果如下：
电池容量：实验组第50次循环放电127分钟；对照组第50次循环放电135分钟；胶体电池比液体电池容量下降5.0％
电池循环寿命：实验组循环次数520次；对照组循环次数408次；胶体电池使用寿命是液体电池使用寿命1.3倍。