TRILOS超高压纳米均质机在铅酸蓄电池胶体电解液的应用
2024-08-02365铅酸蓄电池从问世到如今,一直是使用较广泛的化学电源。由于它使用硫酸电解液,运输过程中会有酸液流出,充电时会有酸雾析出来,对环境和设备造成损害。人们就试图将电解液“固定”起来,将电池进行密封,于是使用胶体电解液的铅酸蓄电池应运而生。
图1 铅酸蓄电池
胶体铅酸蓄电池是对铅酸蓄电池的一个较大的革新改造,广泛用于电力、电信、通信电源系统、电动车等应用领域。电解液是胶体铅酸蓄电池的关键组分,其主要成分为凝胶剂和硫酸,凝胶剂通过其表面的羟基形成氢键,在体系中形成空间网状结构,将硫酸和水包裹在其中,因此胶体电解液在静止不动时呈固体状。当受到一定的剪切力时,其三维网状结构迅速解体,胶体电解液呈水溶液状。近年来,国内胶体电池厂家越来越多,但其质量参差不齐,胶体电解液仍存在长期使用后水化分层、电阻大、寿命短等缺点。
针对颗粒在电解液中聚集沉淀,胶体电解液在长期使用后水化分层等不足,我们提供一种不易水化分层、电解液体系稳定、寿命长、成本低、使用性能好的胶体电解液制备方法,即采用TRILOS超高压纳米均质机对胶体溶液进行均匀细化处理,较大或团聚的颗粒得以分散,从而提高胶体电解液的稳定性。
1. TRILOS超高压纳米均质机介绍:
TRILOS超高压纳米均质机采用高压喷射原理,能够在短时间内产生巨大的剪切力,碰撞力,气穴力,从而将大量能量集中作用于物料,使物料的成分以均质的状态存在,能够大幅提升效率。通过调控均质机来达到理想的粒径分布效果,且不会产生金属材料污染,可实现实验研发到大生产的线形放大,为高价值材料提供可靠的技术方案。
TRILOS超高压纳米均质机不堵不漏,采用10寸工业触控屏,可实时监控压力曲线图,最高压力可达4000bar。
图2 均质机原理图
图3 各型号的TRILOS超高压纳米均质机
2. 实验过程
1) 称量40kg去离子水,加热到50℃, 倒入塑料容器中。将1kg羟甲基纤维素加入到塑料容器中,并搅拌10分钟,使羟甲基纤维素充分溶解。然后将0.1kg无水硫酸钠、0.1kg丙二醇、0.1kg乙二醇加入到溶液中搅拌溶解并冷却至室温。
2) 搅拌下向溶液中加入8kg白炭黑,白炭黑全部加完后用高速搅拌机对溶液进行分散, 搅拌速度为2000转/分钟,搅拌时间30分钟,形成胶体状乳白色溶液。
3) 将得到的胶体状溶液通过TRILOS超高压纳米均质机进行处理,均质压力为300bar, 得到分散细化的胶体溶液。
4) 最后向胶体溶液中缓慢加入50kg硫酸,并搅拌冷却至室温,制得胶体电解液。
3. 实验结果
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