东莞市德东纳米科技有限公司的副总经理戴文刚致辞

　　2016年9月9日上午,2016首届中国国际铅酸蓄电池技术交流会在四川召开。东莞市德东纳米科技有限公司的副总经理戴文刚致辞，内容如下。

　　各位代表、各位专家，大家好。三维纳米硅的研制成功，标志着我国已经拥有了自主的蓄电池硅胶技术，改变了国外硅胶材料在中国蓄电池行业的垄断地位，奠定了民族品牌的基础。三维纳米硅是通过单分散技术研制的一种新型硅胶材料，在铅酸蓄电池中应用体现出的重点优势有以下五个方面：

　　一、较强的硅胶吸附力，完全解决了电解液在蓄电池中的分层现象

　　二、形成稳定的三维纳米介孔隧道，提高了硫酸根离子电迁移速度，从而使电极反应速度加快，改善了蓄电池的各项电性能。

　　3、有效解决了采用气相二氧化硅和进口硅溶胶电解液的凝胶时间短、灌注困难的难题。同时减少对设备的清洗时间，提高了生产效率，减少了人工维护成本。

　　4、三年来从与我司合作的蓄电池企业在使用“三维纳米硅”的统计数据显示，大幅度减少了电池售后维护成本，可使退货率由8%减至3% 左右。

　　5、三维纳米硅材料具有很强的价格优势，与进口气硅、硅溶胶的价格 相比降低了25%。一个年产值在百亿的蓄电池企业同比情况下，可直接节约单项材料成本为三千万左右。 因此，三维纳米硅胶在铅酸蓄电池中具有良好的应用前景。

　　三维纳米硅——是采用“硅颗粒单分散技术”研制的一种高稳定性三维网状结构（氢健）的纳米二氧化硅胶体，胶粒直径为6～10nm，其技术特点是三维网状结构在外力（剪切力、电场力、离子氛力）的作用下而保持稳定的刚性，长时间不出现水化和龟裂，始终保护离子运动较小的摩擦阻力、松驰阻力和较大的电泳力，从而提高离子活度，增强离子参加电极反应能力。

　　我方拥有先进的硅颗粒单分散技术，硅颗粒比表面积为450m2/g。单分散技术主要是依靠水解与超声波分散工艺配合，得到单一分散系的硅颗粒，颗粒形状单一、尺寸可控。

　　采用“硅颗粒单分散技术”研制的三维纳米硅胶粒，空间对称性好，其形成的介孔孔径均匀可控，是构成多介孔胶簇组织的重要基础。三维纳米硅的介孔隧道利用单分散颗粒合成有序排列结构。

　　.一、水解法，我方研发的水解法，是利用原料水解反应，剥离出原料中大部分杂质，将二氧化硅从原料中分离出来，以便超声波对硅颗粒进行细化分散。

　　二、超声波分散法作用机理：共振原理。超声空化是液体的一种极其复杂的物理化学现象，液体中的微小泡核在超声波作用下被激化，随后表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。而我们找了硅颗粒的共振频率，通过对硅颗粒持续共振，不断细化分解，最终得到纳米级颗粒。经超声波共振效应，硅颗粒单分散的效果得到了极大提高。 

　　三维纳米硅配制电解液后的胶团簇直径为6μm以下，而AGM隔板常用的孔径为15-22μm，所以胶粒能够自由进入隔板孔隙内并连通正负极板，这些胶粒从分子量级细微观察，全部为纳米级的蜂窝形介孔，从负极到正极贯穿形成了若干介孔隧道，电解液与活性离子及氧

　　气正是在介孔隧道中通行，既保证了电解液的化学稳定性和离子传输的畅通性，又保证氧气通道的规则化。

　　三维纳米硅胶簇是一种多重介孔隧道组织结构，在蓄电池电化反应过程中氢气（H2）、氧气（O2） 、铅离子（Pb2+）和硫酸根（SO42－）等迁移离子都在介孔隧道中规律性移动和传输，即介孔隧道相当于高速公路，迁移离子和气体分子相当于驰骋在高速公路间，在正负极板间有效往返高速运动，提高了电解液中迁移离子参加电极反应的速度和效率，同时有效地解决了电解液分层现象。

　　三维纳米硅胶中具有硅羟基（Si-OH），在微酸环境下氢离子（H+）脱离羟基，氢离子（H+）通过介孔网状隧道与正极的氧反应生成水，由于电解液中的氢离子（H+）会随着水分蒸发而减少，导致电解液的浓度升高。因此胶体中的氢离子（H+）能够补充电解液中失去的氢离子（H+） ，让电解液中的氢离子（H+）浓度保持动态平衡，即水分保持一定平衡量。 根据化学反应式Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O，

　　因此极板不会长期单向化学反应，导致生成大量硫酸铅（PbSO4）沉淀物，使极板硫化结晶。

　　三维纳米硅配制的蓄电池在储放两年的情况下，再补充电后，电池容量恢复到100%。原因就在于胶体对电解液中氢离子的持续补充，实现水分守恒，氢离子与氧离子保持平衡。最终没有硫酸铅（PbSO4）沉淀物产生。

　　三维纳米硅的稳定性应用，1、三维纳米硅制备蓄电池的工作环境温度适应范围广泛，为-40～60 ℃ 。我国南北地区纬度不同，温度差异较大，因此三维纳米硅满足蓄电池在高低温度差异较大地区的应用。

　　2、三维纳米硅配制电解液特性有利于内化成冷酸灌注工艺。 由于原胶加入硫酸配制时会产生大量的热能，不能直接灌注于电池中，所以内化成需要把配制好的电解液冷藏降温，再灌注电池内，所以灌注电池前需长时间冷置。因此三维纳米硅配制的电解液，在0 ~5℃环境下连续气动搅拌48小时以上仍然不凝胶的特性，利于内化成灌注工艺。

　　三维纳米硅所配制电解液的凝胶应用特性，当配制好的三维纳米硅电解液灌注到电池中时，胶粒自发寻找与极板结合的最佳位置，利用良好的粘度与极板等材料充分接触，并具有极强的吸附性，做到最大程度的兼容与结合，最大化发挥出电池的效率。

　　三维纳米硅电解液灌注电池后开始凝胶，凝胶过程中粒子吸收了热能，进一步长大，凝胶中离子继续缩合形成硅氧硅[Si-O-Si]键，并形成硅羟基闭合结构，使凝胶体有一定刚性，这些原粒子相互凝结形成开放而连续的凝胶结，水凝胶粒子间再靠近，分子间靠硅氧硅[Si-O-Si]键形成闭环硅羟基联结形成三维网状结构，最后得到三维纳米硅胶体聚合物并获得良好的弹性凝胶。

　　三维纳米硅电解质的外观呈兰乳白色、半透明，性质为浓度高、粘度低、透明性好，质量稳定。

　　那我们公司的简介，公司主营产品为三维纳米硅，三维纳米硅胶制备的蓄电池产品经过国家蓄电池研究中心和广东省产品质量监督检验中心的多次检测，认定产品各项检测指标均远远高于国家标准，部分指标优于欧、美同类产品的水平，达到世界先进水平，引起国内行业权威专家的重视和龙头骨干企业的青睐。

　　东莞德东科技公司秉承以人为本、诚信为道、汇集能人贤士的宗旨，愿与行业专家、精英携手共进，打造我国三维纳米硅生产基地，为铅酸蓄电池胶体材料的发展尽绵薄之力，正所谓“百川汇聚终成海，万木相映方为林”。

　　最后祝愿各位来宾：“全家幸福美满，身体健康，事业兴旺发达”。谢谢大家！