本發明涉及一種測量電池板柵腐蝕程度的方法。
背景技術:
鉛酸蓄電池具有電動勢高、內阻小、適用于大電流放電、使用性能可靠、貯存壽命較長、價格低廉和原料易得等優點,因此得到廣泛應用。
作為鉛酸蓄電池的重要組成部分-板柵,它是鉛酸蓄電池活性物質的載體及導電體,正極板柵在充電時,會被氧化成活性物質二氧化鉛,在循環過程中不斷充放電過程中收縮膨脹造成活性物質脫落。而正負活性物質是靠板柵來支撐,活性物質參與電化學反應所放出的電能及充電所需的外來電能都是通過板柵的傳導。組成板柵的合金的腐蝕直接影響到電池的使用壽命,而目前沒有一種合適的方法針對板柵材料的耐腐蝕性能進行測試,這導致了盲目生產增加了退貨風險。為了降低生產風險,就需要提前模擬生產循環過程中的步驟進行板柵腐蝕性能測試。
技術實現要素:
為了解決上述技術問題,本發明提供了一種測量電池板柵腐蝕程度的方法,包含以下步驟,步驟1,將涂板前的板柵試樣進行稱重,記錄板柵試樣腐蝕前的初始重量m0;步驟2,將板柵試樣涂板固化后組裝成電池,化成結束后進行循環壽命的測試;步驟3,循環壽命的測試結束后,解剖電池,清洗板柵表面活性物質,然后干燥處理,稱重并記錄其重量m1;步驟4,將步驟3中干燥處理過的板柵放入陽極腐蝕膜處理劑,浸泡一定時間,去除腐蝕層,再次洗凈、干燥處理,稱重并記錄其重量m2;步驟5,將重量為b0的空白板柵稱完后將該片板柵放入陽極腐蝕膜處理劑中浸泡,與上述步驟4相同的方式進行處理,干燥處理后,稱重并記錄其重量b1;步驟6,計算板柵腐蝕前后的疏松腐蝕層質量m0-m1、致密腐蝕層質量m1-m2-c×m1和空白試樣失重(b0-b1)/b0×100%,判斷板柵腐蝕程度。
進一步地,步驟3中,干燥處理為在70℃恒溫箱中干燥5小時。
進一步地,步驟4中,所述陽極腐蝕膜處理劑為氫氧化鋇、葡萄糖配制成22%質量分數的糖堿水溶液.
進一步地,步驟2中的測試方法為:以1、2c2a恒流放電至1.65v/單格,充電階段為0.5c2充電至2.35v/單格,然后采用脈沖充放電3次后即為一次循環,化成時灌酸酸密度為1.267g/cm3(25℃),上述步驟中的脈沖充放電3次(1)第一次充放電:以0.45c2a恒流充電至2.47v/單格,然后以0.45c2a恒流放電15min;(2)第二次充放電:以0.4c2a恒流充電至2.55v/單格,然后以0.45c2a恒流放電12min;(3)第三次充放電:以0.35c2a恒流充電至2.58v/單格,然后以0.45c2a恒流放電8min,當測試板柵組裝電池每進行10次循環后采用以下充電工藝充電1次,充電階段為0.15c2a充電2.45v/單格,以恒定電壓2.45v/單格充電至電流值小0.02c2a即可。
進一步地,步驟2中的測試方法為:以1.3c2恒流放電至1.62v/單格,充電階段為0。48c2a充電至2.3v/單格,然后采用脈沖充放電3次后即為一次循環,化成時灌酸酸密度為1.255g/cm3(25℃)上述步驟中的脈沖充放電3次(1)第一次充放電:以0.48c2a恒流充電至2.45v/單格,然后以0.5c2a恒流放電14min;(2)第二次充放電:以0.42c2a恒流充電至2.52v/單格,然后以0.45c2a恒流放電12min;(3)第三次充放電:以0.34c2a恒流充電至2.58v/單格,然后以0.45c2a恒流放電8min;當測試板柵組裝電池每進行10次循環后采用以下充電工藝充電1次,充電階段為0.12c2a充電2.48v/單格,以恒定電壓2.45v/單格充電至電流值小0.015c2a即可。
本發明的方法,可避免盲目生產增加的退貨風險。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例一
一種精確測量電池板柵腐蝕程度的方法,其特征在于,包含以下步驟,
步驟1將涂板前的板柵試樣進行稱重,記錄板柵試樣腐蝕前的初始重量m0及相應編號,測試過程中板柵克重精確到小數點后兩位。
步驟2將標記的板柵試樣涂板固化后組裝成電池,化成結束后進行循環壽命的測試,循環過程中電池的充放電工藝為:以1、2c2a恒流放電至1.65v/單格,充電階段為0.5c2充電至2.35v/單格,然后采用脈沖充放電3次后即為一次循環,化成時灌酸酸密度為1.267g/cm3(25℃),上述步驟中的脈沖充放電3次(1)第一次充放電:以0.45c2a恒流充電至2.47v/單格,然后以0.45c2a恒流放電15min;(2)第二次充放電:以0.4c2a恒流充電至2.55v/單格,然后以0.45c2a恒流放電12min;(3)第三次充放電:以0.35c2a恒流充電至2.58v/單格,然后以0.45c2a恒流放電8min,當測試板柵組裝電池每進行10次循環后采用以下充電工藝充電1次,充電階段為0.15c2a充電2.45v/單格,以恒定電壓2.45v/單格充電至電流值小0.02c2a即可。
步驟3循環100次結束后解剖電池得到清洗板柵表面活性物質,然后為75℃恒溫箱中干燥4小時得到干燥的正極板柵,記錄其相應板柵試樣其一次稱重重量m1
步驟4處理過的板柵樣品放入陽極腐蝕膜處理劑,陽極腐蝕膜處理劑為氫氧化鈉、葡萄糖配制成25%質量分數的糖堿水溶液,浸泡一定時間,去除腐蝕層,再次洗凈、放入75℃環境中真空干燥3小時烘干,用分析天平準確稱取試樣重量,記錄其二次稱重重量m2;
步驟5同時將空白板柵稱完b0后將該片板柵放入陽極腐蝕膜處理劑中浸泡,與上述步驟相同方式進行處理,烘干后用分析天平準確稱取試樣重量b1.
步驟6計算板柵腐蝕前后的疏松腐蝕層質量、致密腐蝕層質量和空白試樣失重,判斷其板柵腐蝕程度。疏松層質量=初始重量-一次稱重,記為l1,j即l1,j=m0-m1,一次失重率=一次失重/初始重量×100%,即η1=l1/m0×100%,空白失重率=(空白質量-空白失重量)/空白質量,記為c,c=(b0-b1)/b0×100%;
致密層計算公式:致密層重=一次稱重-二次稱重-空白失重率×一次稱重,即l2=m1-m2,-c×m1;二次失重率=二次失重/初始重量×100%,即η2,=△m2/m1
實施例二
一種精確測量電池板柵腐蝕程度的方法,其特征在于,包含以下步驟,
步驟1將涂板前的板柵試樣進行稱重,記錄板柵試樣腐蝕前的初始重量m0及相應編號,測試過程中板柵克重精確到小數點后兩位。
步驟2將標記的板柵試樣涂板固化后組裝成電池,化成結束后進行循環壽命的測試,,循環過程中電池的充放電工藝為::以1.3c2恒流放電至1.62v/單格,充電階段為0。48c2a充電至2.3v/單格,然后采用脈沖充放電3次后即為一次循環,化成時灌酸酸密度為1.255g/cm3(25℃)上述步驟中的脈沖充放電3次(1)第一次充放電:以0.48c2a恒流充電至2.45v/單格,然后以0.5c2a恒流放電14min;(2)第二次充放電:以0.42c2a恒流充電至2.52v/單格,然后以0.45c2a恒流放電12min;(3)第三次充放電:以0.34c2a恒流充電至2.58v/單格,然后以0.45c2a恒流放電8min;當測試板柵組裝電池每進行10次循環后采用以下充電工藝充電1次,充電階段為0.12c2a充電2.48v/單格,以恒定電壓2.45v/單格充電至電流值小0.015c2a即可。
步驟3循環150次結束后解剖電池得到清洗板柵表面活性物質,然后為70℃恒溫箱中干燥5小時得到干燥的正極板柵,記錄其相應板柵試樣其一次稱重重量m1
步驟4處理過的板柵樣品放入陽極腐蝕膜處理劑陽極腐蝕膜處理劑為氫氧化鋇、葡萄糖配制成22%質量分數的糖堿水溶液,浸泡一定時間,去除腐蝕層,再次洗凈、放入80℃環境中真空干燥2小時烘干,用分析天平準確稱取試樣重量,記錄其二次稱重重量m2,
步驟5同時將空白板柵稱完b0后將該片板柵放入陽極腐蝕膜處理劑中浸泡,與上述步驟相同方式進行處理,烘干后用分析天平準確稱取試樣重量b1.
步驟6計算板柵腐蝕前后的疏松腐蝕層質量、致密腐蝕層質量和空白試樣失重,判斷其板柵腐蝕程度。疏松層質量=初始重量-一次稱重,記為l1,j即l1,j=m0-m1,一次失重率=一次失重/初始重量×100%,即η1=l1/m0×100%,空白失重率=(空白質量-空白失重量)/空白質量,記為c,c=(b0-b1)/b0×100%;致密層計算公式:致密層重=一次稱重-二次稱重-空白失重率×一次稱重,即l2=m1-m2,-c×m1;二次失重率=二次失重/初始重量×100%,即η2,=△m2/m1
在現有的鉛酸蓄電池的生產過程中,測試電池板柵腐蝕速率需要組裝電池進行循環測試,測試時間漫長,至少需要半年以上,而采用此種方法檢測電池板柵腐蝕程度能減少2/3的測試時間;采用大電流充放在循環過程中能有對板柵表面形成有效的沖擊,使板柵的疏松層和致密層結構能有個更直觀、更明顯的體現;相對于將電池板柵和稀硫酸溶液置于容器中,長時間恒流充電計算待電池板柵腐蝕減少的重量來板柵的腐蝕性進行判斷,此種方法能更接近板柵實際應用環境和腐蝕層表征情況更明顯,提高了對電池板柵的耐腐蝕性的準確性,避免了上述方法存在的測量誤差。