本发明专利技术提供了一种超级铅酸电池用电解液配方。所述超级铅酸电池用电解液由硫酸溶液、析氢抑制剂及添加剂组成。其中，析氢抑制剂为能够阻碍炭负极上氢离子放电，增大超级铅酸电池炭负极表面析氢过电位的金属盐、金属离子配合物、有机物中的一种或多种的混合物。该电解液的优势在于其中的析氢抑制剂能够阻碍超级铅酸电池中炭负极上氢离子放电，从而提高超级铅酸电池负极炭材料的析氢过电位，解决超级铅酸电池炭负极表面析氢严重的问题同时增大炭负极比容量。适于工业化应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种超级铅酸电池电解液，属于电化学储能器件领域。
技术介绍
动力电池是新能源汽车的关键技术之一，被广大汽车及汽车零部件企业和投资者看好。目前动力电池主要有铅酸蓄电池、Cd-Ni电池、MH-Ni电池、液态锂离子电池、聚合物锂离子电池、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)，这些电池均有车载 实验。铅酸电池作为应用历史最悠久的电池，在传统汽车中广泛的作为电子设备动力源，在新能源汽车领域中，其不仅作为小型车如观光车、警务车等的牵引动力源，更是广泛的运用在EV、HEV及plug-in的12V电源中。然而，铅酸电池由于质量比能量低(35_40Wh/kg)、体积大、使用寿命短(300-800次)、快速充电困难等缺点极大的限制了其应用。近些年发展了许多铅酸电池新技术，如新结构、耐腐蚀铅合金正极板栅、泡沫铅板栅、泡沫炭板栅、新型负极添加剂、超级铅酸电池、铅炭电池、双极性陶瓷隔膜VRLA电池等。其中超级铅酸电池技术备受关注。它是由澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)于2004年开发的一种新型超级铅酸电池(又称超级电池，ultra battery),它将超级电容器与铅酸电池并联到一个单体中，超级铅酸电池的炭电极主要吸收及释放电荷，在车辆启动及制动时起缓冲作用。它将双电层电容器的高比功率、长寿命的优势融合到铅酸电池中，在保持“外并”提高功率、延长电池寿命优点的同时，简化电池的电路，降低总费用。日本古河公司将研发的超级铅酸电池装载到本田Insight混合电动汽车上通过了 17万公里的寿命测试，电池仍然运行良好，而且与使用镍氢电池的同款车型相比，成本降低了 40%，油耗及CO2排量均有一定程度减少。但需要注意的是，由于炭表面析氢电位较铅低，炭负极“内并”必然导致电池析氢增加，过度析氢则会使电解液浓度增大，甚至引起电池失水失效，影响电池寿命。因此炭负极析氢是超级铅酸电池必须解决的关键技术问题。国内外目前对炭材料的抑氢改性集中在对炭材料的掺杂改性上，虽然取得了一些效果，但工艺复杂，增加了电池成本。本专利提出一种在电解液中直接添加抑氢剂实现超级铅酸电池炭负极析氢抑制的方法，该方法工艺简单，且抑氢效果显著，抑氢的同时可以有效增加炭负极比容量，具有很好的经济性和适应性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超级铅酸电池用电解液，能使炭材料能有效的用于超级铅酸电池工作环境，大大减少电池的析气量。本专利技术的目的是通过以下方式实现的一种超级铅酸电池电解液，所述电解液由硫酸，析氢抑制剂及添加剂组成；所述硫酸的摩尔浓度为5mol/L ;每升电解液中含析氢抑制剂O. 001_20g、添加剂O.OOl-IOg ;所述析氢抑制剂为金属化合物或有机物中的至少一种；所述金属化合物为金属的氧化物、盐、氢氧化物或离子配合物中的至少一种。所述金属化合物选自Pb2+、Pb4+、Zn2+、Ag+、Cd2+、Ba2+、Ca2+、Al3+、As3+、As5+、Sb3+、Sb5+、In+、In3+、Ga3+、Hg+的金属化合物中任意1_3种的混合物。所述金属化合物还包含Bi3+或Bi5+的金属化合物。所述金属的盐为硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐中的一种。所述金属的离子配合物的配体为氨基(-NH3)、氰基(-CN)或硫氰基(-SCN)中的至少一种。所述析氢抑制剂的有机物为N-甲基吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、苯胺、酰胺、松香胺、硫脲及硫脲衍生物、肉桂醛、糠醛、戊基1，2_双(二甲基胺)-丙酮、杂环酮胺、脱氢松香咪唑啉、N-乙烯基吡啶聚合物、烷基吡啶鎗黄原酸盐、吡啶及吡啶衍生物、喹啉、异喹啉、异喹啉衍生物中的一种或任意两种的混合物。所述添加剂为CdSO4, CaSO4, CoSO4, ZnSO4, Na2SO4, (NH4) 2S04，谷氨酸，天冬氨酸，磷酸，柠檬酸，柠檬酸钠，氮川三醋酸二钠中的至少一种。本专利技术的优点在于(I)在溶液中添加抑氢剂，较通过对炭负极材料本身进行抑氢修饰过程简单，有利于实际应用和减少成本的增加，经济性强； (2)抑氢剂中的金属离子一部分为高析氢过电位金属，其在阴极表面吸附或者在阴极还原后，会阻碍炭表面氢离子放电，增大析氢过电位；而抑氢剂中的有机大分子能够吸附附着到炭负极表面，形成单分子或多分子膜层，增大炭负极表面析氢阻抗，从而增大析氢过电位。同时，金属离子形成络合物能够降低电解液中氢离子活度，进一步增大析氢过电位；(3)抑氢剂混合使用，可综合各类抑氢剂的优点，达到更大的抑制析氢效果；(4)某些有机大分子和金属离子在炭负极表面吸附时，会产生赝电容，从而在抑制析氢的同时可增大炭负极容量。附图说明附图I为实施例2、3制备的电解液与传统电解液的极化曲线。附图2为实施例11、18、20、23制备的电解液与传统电解液的极化曲线。图I中，曲线I是传统电解液的极化曲线；曲线2是实施例2制备的电解液的极化曲线；曲线3是实施例3制备的电解液的极化曲线；图2中，曲线I是传统电解液的极化曲线；曲线4是实施例11制备的电解液的极化曲线；曲线5是实施例18制备的电解液的极化曲线；曲线6是实施例20制备的电解液的极化曲线；曲线7是实施例23制备的电解液的极化曲线。附图1、2提供的极化曲线(LSV)可以反应相同AC电极在不同电解液中不同电位下的瞬时析氢电流大小。从附图1、2可以看出，本专利技术制备的电解液在较高电位下(-0. 4VO. 65V)没有抑制析氢的效果，但在低电位(-0. 65疒-O. 9V)下，能明显减少电极表面析氢电流。不同配方电解液与传统电解液相比析氢降低约509Γ80%，效果非常显著。具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步详细说明，但不得将这些实施例解释为对本专利技术保护范围的限制。实施例I在5M硫酸中配入IOOppmPb (NO3)2及O. lg/L柠檬酸制成电解液。将活性炭、导电剂、粘接剂(PVDF)按8:1:1比例配好，在研钵中充分研磨30min以后，加入溶剂NMP继续研磨一段时间，再将混合浆料涂于集流体上，压制成极板，烘干得到活性炭负极。组装超级铅酸电池，以炭电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，以10mV/S的扫描速度在-O. 9'0. 4V范围内考察活性炭电极的析氢特性。与普通电解液超级电池相t匕，新型电解液超级铅酸电池炭负极析氢减少10%-20%。 实施例2在5M硫酸中配入IOOppmPb (NO3)2, 20g/LZnS04及5g/L柠檬酸制成电解液。将活性炭、导电剂、粘接剂(PVDF)按8:1:1比例配好，在研钵中充分研磨30min以后，加入溶剂NMP继续研磨一段时间，再将混合浆料涂于集流体上，压制成极板，烘干得到活性炭负极。组装超级铅酸电池，以炭电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，以10mV/S的扫描速度在-O. 9'0. 4V范围内考察活性炭电极的析氢特性。与普通电解液超级电池相比，新型电解液超级铅酸电池炭负极析氢减少20%左右。实施例3在5M 硫酸中配入 IOOppmBi2O3, IOOppmPb (NO3)2, lg/LZnS04 及 5g/L 柠檬酸制成电解液。将活性炭、导电剂、粘接剂(PVDF)按8:1:1比例配好，在研钵中充分研磨30min以后，加入溶剂NMP继续研磨一段时间，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超级铅酸电池电解液，所述电解液由硫酸，析氢抑制剂及添加剂组成；所述硫酸的摩尔浓度为5mol/L；每升电解液中含析氢抑制剂0.001?20g、添加剂0.001?10g；所述析氢抑制剂为有机物或金属化合物中的至少一种；所述金属化合物为金属的氧化物、盐、氢氧化物或离子配合物中的至少一种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋良兴，洪波，赖延清，陈绪杰，薛海涛，于枭影，关翔，李劼，刘业翔，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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