TRILOS超高压纳米均质机在铅酸蓄电池胶体电解液的应用

铅酸蓄电池从问世到如今，一直是军用、民用领域中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、军用通信台站、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，使物料的成分以完全的均质的状态存在，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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