胶体阀控式密封铅酸(GEL-VRLA)蓄电池具有较小的自放电速率、较长的使用寿命、较强的深循环能力等特点,目前正逐步变成通信、电力和电动车用电源的发展方向。GEL-VRLA蓄电池性能提升很大程度上取决于胶体电解液的改良。胶体电解液是由硅凝胶剂、硫酸溶液和添加剂等组成。特别是以气相二氧化硅作为硅凝胶剂形成的胶体电解液可表现出较好的触变性且在深循环条件下有较好的稳定性。但该胶体电解液也有一定的不足,如较大的内阻、易失水干涸等问题,因此目前常采用添加剂来改善胶体电解液以克服GEL-VRLA蓄电池的上述缺点,磷酸、硼酸、柠檬酸以及其他无机或有机材料都是当前的研究热点。　　 本文主要针对三种新型材料(C58H11NO7Si有机硅、BMIMBF4离子液体和BMIMHSO4离子液体)对GEL-VRLA蓄电池电解液物化性能方面进行了研究。采用SEM、Uv等测试手段以及CV、LSV、EIS等电化学方法研究了新型添加剂对胶体电解液的影响,包括凝胶时间、凝胶强度、胶体电解液稳定性、析氢析氧行为等。优化测试结果,组装并测试GEL-VRLA蓄电池性能。　　 实验结果表明:C58H11NO7Si添加剂胶体电解液粉末SEM图呈现疏松多孔结构。由离心法测量胶体稳定性得到C58H111NO7Si添加剂胶体电解液析水量明显小于纯胶体电解液的。电化学测试结果表明C58H111NO7Si添加剂能提高电池放电容量,刺激PbSO4颗粒生长,并降低胶体电解液电阻,含量为0.02 g·L-1 C58H111NO7Si添加剂更能有效地抑制氢气和氧气析出。　　 此外本文还研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸(BMIMBF4)离子浓体添加剂胶体电解液物理化性能的影响。结果显示:SEM图BMIMBF4离子液体添加剂胶体电解液团聚现象明显。BMIMBF4离子液体添加剂能缩短胶体电解液的凝胶时间,提高凝胶强度,0.252 g·L-1BMIMBF4离子液体添加剂胶体电解液稳定性能更优越。由CV图我们推测BMIMBF4离子液体添加剂可能会抑制GEL-VRLA蓄电池的初始容量,但0.252 g·L-1BMIMBF4离子液体添加剂抑制析氢析氧能力较佳,且此时BMIMBF4离子液体添加剂胶体电解液电阻是最小的。由电池组装测试数据可确定BMIMBF4离子液体添加剂对GEL-VRLA蓄电池初始容量有抑制作用,符合CV图推测,只能部分改善胶体电解液的物理和化学性能,存在一定的局限性。　　 在总结前两种添加剂优缺点的基础上,本文还研究了另一种离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢型(BMIMHSO4)添加剂,并对其胶体电解液物化性能进行研究。BMIMHSO4离子液体添加剂胶体电解液粉末相对于纯胶体电解液粉末显得更加地均匀,无裂缝；BMIMHSO4离子液体添加剂会在一定程度上缩短胶体电解液凝胶时间,提高凝胶强度,凸显胶体锁水性能。此外,0.24 g·L-1BMIMHSO4离子液体添加剂胶体电解液电化学性能更佳,不仅能抑制析氢析氧行为又能有效的降低胶体电解液的电阳值,更有利于GEL-VRLA蓄电池的导电能力。本节还尝试采用二次正交旋转试验对胶体电解液合成工艺进行优化,得出了相对粘度及电导率2个指标在试验范围内的预测模型,通过优化得到气相二氧化硅含量为2.5％,添加剂BMIMHSO4加入量为0.24 g·L-1的合成工艺。电池组装测试验表明,BMIMHSO4离子液体添加剂GEL-VRLA蓄电池在电池容量等电池表观性能指标方面明显比纯胶体电池的要好,这也说明该优化工艺是可行的。