【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铅蓄电池生产，特别涉及一种铅蓄电池用电解液及其应用。
技术介绍
1、阀控式密封铅蓄电池（vrla电池）作为一种高效、可靠的储能设备，在电力系统、ups电源、铁路系统、通讯设备以及各类应急设备中得到了广泛应用。其核心优势在于其免维护特性和较长的使用寿命，这些特点在很大程度上归功于其采用的agm（absorbentglass mat）隔板。agm隔板作为vrla电池的关键组件，不仅具有优良的耐酸侵蚀性、高空隙率和良好的绝缘性能，还能有效固定电解液，提供充放电过程中的氢氧复合通道，从而实现了电池的免维护功能并提升了电池的整体性能。
2、然而，尽管agm隔板在vrla电池中表现出色，但在特定应用场景，如固定用途和深循环动力电池中，其存在的短板逐渐显现，显著制约了电池的循环使用寿命。主要问题集中在电解液分层和铅枝晶短路两大方面。
3、一、电解液分层问题
4、电解液分层是vrla电池中普遍存在的问题，尤其在长时间运行或极端工况下更为显著。由于电解液表面张力和隔板特性的影响，电池内部沿高度方向会出现电解液密度不均的现象，表现为底部硫酸含量显著高于中部和上部。这种分层现象导致正负极底部硫酸盐化加剧，正极结构受损，出现软化现象，而负极硫酸盐化则更为不可逆，最终导致正负极失效，电池容量显著衰减。
5、针对电解液分层问题，目前主要通过调整隔板配方中的粗细棉比例来尝试解决。增加细棉比例可以增强隔板的抗分层能力，但同时会降低湿态压力，对电池寿命产生负面影响。因此，厂家在配方设计上需精心平衡，以
6、二、铅枝晶短路问题
7、铅枝晶短路是vrla电池在长期使用过程中面临的另一大挑战。在充放电循环中，铅离子不断溶解和沉淀，最终在隔板内部纤维上聚集成铅枝晶。随着循环次数的增加，铅枝晶可能穿透隔板，导致正负极之间形成微短路，进而引起电压下降和电池放电时间缩短。对于固定用途的电池，由于长期处于搁置状态，铅枝晶短路的风险更高。而薄型隔板在循环期间，由于结构强度相对较低，更容易发生微短路，进一步加速了电池容量的衰减。
8、为解决铅枝晶短路问题，业界采取了多种策略，包括控制电池的放电速率、添加稳定电解液的添加剂以及使用外部电路限制枝晶增长等。然而，这些措施在实际应用中效果有限，特别是对于长期运行和高强度循环的电池系统而言，仍需进一步探索更为有效的解决方案。
技术实现思路
1、基于现有技术中的不足，本专利技术提供了一种铅蓄电池用电解液及其应用，从电解液进行改进，通过加入表面活性剂，解决了电解液分层和铅枝晶短路问题。
2、本专利技术的具体技术方案如下：
3、一种铅蓄电池用电解液，所述铅蓄电池用电解液包括硫酸和添加剂，按硫酸质量计，所述添加剂包括以下原料：无机盐0.5%~1.0%和表面活性剂0.05%~0.20%；
4、其中，所述无机盐为无水硫酸钠，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
5、优选的，所述硫酸的质量分数为31%~35%。本专利技术所使用的硫酸由浓硫酸稀释得来，浓硫酸密度为1.83g/cm3，质量分数为98.3%。
6、优选的，当所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠时，十二烷基硫酸钠占所述表面活性剂的质量比例不低于50%。
7、一方面，所述表面活性剂采用十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠，两种混合添加的效果比单一使用的效果更佳；另一方面，表面活性剂在化成过程中添加后，会有起泡现象，泡沫流出，导致表面活性剂的添加量损失，严重还会导致电路短路的后果，在实验中发现，最关键的控制表面活性剂中十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠的比例，使十二烷基硫酸钠比例多一些，起泡就可控。最后，还可以通过控制添加无机盐的量，控制化成的电压，也能够在一定程度上控制起泡现象。
8、本专利技术还提供了所述铅蓄电池用电解液在制备铅蓄电池中的应用。
9、具体的，当所述铅蓄电池的隔板厚度h<0.5mm，所述表面活性剂的添加量不低于0.1%；当所述铅蓄电池的隔板厚度h≥0.5mm，所述表面活性剂的添加量不高于0.18%。
10、进一步地，将极板的板面高度记为h，正负极板间的距离记为l，
11、不同的电池性能要求以及不同的设计参数，抗分层的能力是不同，从h和l，对电池进行区分。
12、h就是极板高度，h的高度就决定了电池的容量，h也决定了分层的现象，越高会越容易分层，l就是正负极板的间距，显然l的距离就决定了隔板的厚度，l越小，隔板越薄，越容易枝晶短路，隔板的基底材质也越少，越容易分层。在这种情况下，通常会选取抗分层效果好的细棉隔板，但选择较薄的隔板，细棉无法解决上述问题，价格也较为贵。相反，隔板越厚，基底材质也越多，相对而言，就可以采用粗棉隔板，但粗棉隔板有天然的分层劣势，也需要考虑从电解液配方上去减少分层。
13、在电池设计时，h和l实际是两个重要的参数，通常电池不会太矮，太矮了，容量很难达到，所以h就会保持一定值，也就是说h/l的比值，从这个角度上来说，就是取决于l，l越大，h/l的比值越小，正负之间的距离就越宽，越不容易枝晶短路，也容易加酸，也容易控温，但是电池比能量会低。
14、l越小，正负之间的距离就会越窄，h/l这个值就会越大，越容易枝晶短路，也不好控温。因此本专利技术的思路在于通过电解液来解决隔板分层的问题。
15、所述铅蓄电池的隔板厚度h<0.5mm时，当h/l＞120，所述表面活性剂的添加量不低于0.15%；当h/l≤120，所述表面活性剂的添加量低于0.15%；
16、隔板的厚度，如果低于0.5mm，意味着隔板基底自身很薄了，如上述，抗分层的隔板是解决不了问题，h/l＞120，就是l很小，选用0.45mm的隔板，实验中，为了抗分层和短路，添加量不低于0.15%，效果比较好，h/l≤120，l稍微大一点，隔板的厚度略大一点，从实验效果和成本角度，表面活性剂的添加量低于0.15%会最优；
17、所述铅蓄电池的隔板厚度h≥0.5mm时，当h/l＞120，所述表面活性剂的添加量为0.15%~0.18%；当h/l≤120，所述表面活性剂的添加量为0.05%~0.10%。
18、隔板的厚度，如果大于0.5mm，意味着隔板基底自身勉强可以，抗分层的隔板是能够解决一部分问题，但是隔板价格会要高很多，为了控制设计成本，这个厚度值的隔板，通常就会去选取粗棉为主的隔板，自然抗分层效果就变差。
19、所以，h/l＞120，就是l很小，例如隔板的厚度选取0.52mm厚度，实验中，同样为了抗分层和短路，添加量0.15%~0.18%，效果也比较好，h/l≤120，l偏大，隔板的基底厚度完本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铅蓄电池用电解液，其特征在于，所述铅蓄电池用电解液包括硫酸和添加剂，按硫酸质量计，所述添加剂包括以下原料：无机盐0.5%~1.0%和表面活性剂0.04%~0.20%；
2.根据权利要求1所述铅蓄电池用电解液，其特征在于，所述硫酸的质量分数为31%~35%。
3.根据权利要求1所述铅蓄电池用电解液，其特征在于，当所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠时，十二烷基硫酸钠占所述表面活性剂的质量比例不低于50%。
4.权利要求1~3任一所述铅蓄电池用电解液在制备铅蓄电池中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，当所述铅蓄电池的隔板厚度h<0.5mm，所述表面活性剂的添加量不低于0.1%；当所述铅蓄电池的隔板厚度h≥0.5mm，所述表面活性剂的添加量不高于0.18%。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，将极板的板面高度记为H，正负极板间的距离记为L，
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述铅蓄电池用电解液的制备方法，包括以下步骤：
8.根据权利要求4所述的
...【技术特征摘要】
1.一种铅蓄电池用电解液，其特征在于，所述铅蓄电池用电解液包括硫酸和添加剂，按硫酸质量计，所述添加剂包括以下原料：无机盐0.5%~1.0%和表面活性剂0.04%~0.20%；
2.根据权利要求1所述铅蓄电池用电解液，其特征在于，所述硫酸的质量分数为31%~35%。
3.根据权利要求1所述铅蓄电池用电解液，其特征在于，当所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠时，十二烷基硫酸钠占所述表面活性剂的质量比例不低于50%。
4.权利要求1~3任一所述铅蓄电池用电解液在制备铅蓄电池中的应用。...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉，黄嘉林，王卫东，郭志刚，卢晓，孔鹤鹏，闫鑫金，
申请(专利权)人：天能电池集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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