CN102359911B - Agm铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法 - Google Patents

Agm铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法 Download PDF

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Abstract

一种AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法，它使用拉伸试验机作测试仪器，并按照如下步骤进行：a.被测极群称重；b.测试准备；c.进行测试；d.测试数据整理。本发明利用拉伸试验机，配合试验装置准确模拟极群入槽时、入槽后、过饱和状态、饱和状态的受力，并由此计算出压力值，同时还可以测试出整个极群在一定厚度、一定压力下的吸酸量、及此极群内部一定厚度的隔板在一定压力下的吸酸量；上述数据对于区分、选用不同规格、不同性能的隔板有决定性的意义，避免由于外在因素变化导致蓄电池质量波动的弊端，对量化检测生产过程，提高蓄电池生产质量有着重要意义。

Description

AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法
技术领域
 本发明涉及一种铅酸蓄电池制造技术，特别是AGM铅酸蓄电池的极群压力及吸酸量的测量，属蓄电池技术领域。 
背景技术
在铅酸蓄电池的设计中，合适的极群压力和隔板吸酸量是影响电池容量、起动、过充电寿命、循环寿命等主要性能的一项重要指标。当极群压力过大时，会导致入槽困难，边极板变形，穿透隔板，造成短路，同时，由于隔板被过度压缩，吸酸量减少，对电池性能方面的影响表现为容量不足，易短路，寿命缩短。反之，当极群压力过小时，会导致隔板不能达到设计的压缩量，隔板吸酸量变大，负极板充电不足，对电池性能方面的影响表现为容量不足，寿命缩短。在蓄电池实际生产过程中，经常会遇到同一型号电池因下列诸因素变化导致的极群压力变化：（1）更换隔板批号；（2）更换隔板供应商厂家；（3）因涂板机故障导致不同批次极板厚度存在偏差。目前，各蓄电池生产企业尚无一种可定量检测极群在生产过程中压力变化的方法。由于缺乏一套正式的AGM铅酸蓄电池（AGM蓄电池是指隔板采用超细玻璃棉材料的蓄电池）极群压力测量方法，因此无法预知极群压力是否发生了变化？变化量有多大？是否对电池性能产生影响？产生多大影响？上述未知因素导致生产过程的盲目性，影响蓄电池质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服已有技术之缺陷而提供一种能够定量测试AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法，其特别之处是，所述方法使用拉伸试验机作测试仪器、并按照如下步骤进行：
a. 极群称重：对被测试极群称重，记录其称重值M1；对被测极群中的隔板称重，记录其称重值m1，将极群叠好待测； 
b. 测试准备：选配测试压块、测试容器和上下垫板，测试压块面积、测试容器横截面积、上下垫板面积均要大于被测极群表面积，测试容器底部设有排酸管道和排酸阀门；将测试容器置放在拉伸机的底座上，容器内由下至上分别放置下垫板、被测极群、上垫板； 
c. 进行测试：启动拉伸试验机，使测试压块通过上垫板对被测极群缓慢加压，至极群压缩到规定厚度，记录此时的峰值力N1；待压力显示值趋于稳定，记录此时的压力值N2；在测试容器中加酸至上垫板1/2厚度浸入酸中，观察液面变化，须保证加酸过程中，极群完全浸泡在酸液中；待压力值趋于稳定，记录压力值N3；开启排酸阀门，将测试容器中的酸液排空，记录此时压力值N4；将被测极群由测试容器中取出，称取其重量M2；将被测极群打开，使极板与隔板分开，称取隔板的湿重m2，
d.测试数据整理：通过测试数据N1、N2、N3、N4和极群的面积S定量计算出极群在不同状态时的受力情况如下：
N1/S——模拟极群入槽时极群的受力状况，单位：KPa；
      N2/S——模拟极群入槽后基本稳定时的受力状况，单位：KPa；
      N3/S——极群在酸过量时的受力状态，此时极群处于过饱和状况；单位：KPa；
      N4/S——极群在电池最佳灌酸量时即极群算量处于饱和状态的极群的受力状况，单位：KPa；
极群及隔板吸酸量如下：
极群吸酸量： M2—M1  ，单位：Kg；
隔板吸酸量： m2—m1 ，单位：Kg 。
上述AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法，所述加酸过程需在2分钟内将酸液加至上垫板浸入酸中。
上述AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法，所述加酸后至压力稳定的时间段内，采用分段方式记录压力值。
本发明针对蓄电池生产过程尚缺乏定量检测极群在装配过程中压力变化问题，设计了一套完整的定量测AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的方法。该方法通过反复摸索实验，利用拉伸试验机，配合试验装置准确模拟极群入槽时、入槽后、过饱和状态、饱和状态的受力，并由此计算出压力值，同时还可以测试出整个极群在一定厚度、一定压力下的吸酸量、及此极群内部一定厚度的隔板在一定压力下的吸酸量；上述数据对于区分、选用不同规格、不同性能的隔板有决定性的意义，避免由于外在因素变化导致蓄电池质量波动的弊端，对量化检测生产过程，提高蓄电池生产质量有着重要意义。
附图说明
图1是本发明装置示意图。
附图中标号表示如下：1.拉伸试验机；2. 测试压块；3.上垫板；4.被测极群；5.测试容器；6. 排酸管道；7.排酸阀门；8.下垫板。
具体实施方式
本发明方法模拟极群在电池中的状态，测定极群在干态、湿态（加酸后）的压力变化。参看图1，测试所需装置包括拉伸试验机1、测试压块2、测试容器5和上垫板3、下垫板8。所述测试压块面积、测试容器横截面面积、上下垫板面积均需要大于被测极群表面积。所述测试容器5为一平底塑料壳体，测试容器底部设有排酸管道6，排酸管道处设有排酸阀门7。
仍参看图1，以下结合一个具体的实施例对本发明方法予以详述：
（1）、备好测试压块，用防酸塑料膜将拉伸机支撑架表面包裹好，将拉伸试验机传感器（横梁）包裹好，防止实验中产生酸蒸汽损坏仪器。
（2）、打开拉伸试验机电源，连接到计算机，预热10min。使设备稳定运行。
（3）、实验前预先称量好被测极群的重量M1；极群中隔板的重量m1，将极群叠好待测。
（4）、将测试容器5置放在拉伸试验机1的底座上，在测试容器5中置入下垫板8，极群叠置好后置放到下垫板8上，要求极群完全在下垫板上，在被测极群4正上方覆盖上垫板3，上下垫板对齐。上垫板作用是在加酸时使避免酸液接触测试压块；下垫板的作用是在排放酸液时保证酸液排放完全。
（5）、操作拉伸试验机，缓慢将被测极群压缩至规定的厚度，以电池单格宽度为准。读取此时的峰值力N1。
（6）、1-2分钟后，此时显示压力值趋于稳定，记录此时的显示压力值N2；在测试容器中加酸，开始计时，在2分钟时间内将酸液加至上垫板浸入酸中，但不得超过上垫板上表面。该过程酸液面会持续下降，须时刻注意液面变化，保证上垫板1/2浸入酸中，即保证极群完全浸泡在酸中。
（7）、由计时开始时，到达7-8分钟时，此时显示压力值趋于稳定，记录压力值N3（过饱和状态），此过程模拟极群的浸润过程。可在该时间段内观测极群的压力变化，每隔一定时间记录一次压力数值。若极群不同，加酸后显示压力值趋于稳定的时间有所不同，原则上在显示压力值基本稳定时，记录压力值N3。
（8）、打开排酸管道6上的排酸阀门7，将测试容器中酸液排空，记录酸液排空后的显示压力值N4（由过饱和状态转换到饱和状态）。
（9）、操作拉伸试验机，将测试压块2抬起，将上垫板3移开，将被测极群4由测试容器中取出，称取其重量M2。由此计算出在N4的压力下极群的吸酸量M2—M1。
（10）、将被测极群打开，极板与隔板分开，称取隔板的湿重m2，由此计算出在N4的压力下隔板的吸酸量（m2—m1）。   
（11）、清洗测试容器及上下垫板。
（12）、通过N1、N2、N3、N4和极群的面积S可定量计算出极群在不同状态时的受力情况。
计算与说明如下：
      N1——模拟极群入槽时所受的最大力，单位：N；
      N2——模拟极群入槽后基本稳定时所受力大小，单位：N；
      N3——极群在酸过量时的所受力大小，此时极群处于过饱和状态；单位：N；
      N4——极群在电池最佳灌酸量时（此时极群算量处于饱和状态）的极群的所受力大小，单位：N；
      N1/S——模拟极群入槽时极群的所受压力，单位：KPa；
      N2/S——模拟极群入槽后基本稳定时所受压力，单位：KPa；
      N3/S——极群在酸过量时所受压力，此时极群处于过饱和状态；单位：KPa；
      N4/S——极群在电池最佳灌酸量时（此时极群算量处于饱和状态）极群所受压力；单位：KPa；
      （M2—M1）表示整个极群在一定厚度、一定压力下的吸酸量；此数据对蓄电池灌酸过程灌酸量的控制具有指导意义。
（m2—m1）表示极群内部一定厚度、一定压力下的吸酸量；此数据对于区分、选用不同规格、不同性能的隔板有决定性的意义。
在本实施例中被测极群：
S=147mm×131mm；
极群压缩至规定的厚度：53mm；
AGM隔板选用标准厚度（20Kpa压力下，mm）为1.6mm的隔板；
M1=2850g；M2=3430g；   （M2—M1）=580g；
m1=97.6g；m2=580g；     （m2—m1）=482.4g；
N1——1072N ；           N1/S——55.7Kpa；
N2——932N ；          　N2/S——48.4Kpa；
N3——482N；          　 N3/S—— 25Kpa；
N4——415N ；            N4/S——21.6Kpa。

Claims (2)

1.一种AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法，其特征在于，它使用拉伸试验机作测量仪器、并按照如下步骤进行：
a. 极群称重：对被测试极群称重，记录其称重值M1；对被测极群中的隔板称重，记录其称重值m1，将极群叠好待测； 
b. 测试准备：选配测试压块、测试容器和上下垫板，测试压块面积、测试容器横截面面积、上下垫板面积均大于被测极群表面积，测试容器底部设有排酸管道和排酸阀门；将测试容器置放在拉伸机的底座上，容器内由下至上分别放置下垫板、被测极群和上垫板； 
c. 进行测试：启动拉伸试验机，使测试压块通过上垫板对被测极群缓慢加压，至极群压缩到规定厚度，记录此时的峰值力N1；待压力显示值趋于稳定，记录此时的压力值N2；在测试容器中加酸至上垫板1/2厚度浸入酸中，观察液面变化，须保证加酸过程中，极群完全浸泡在酸液中；待压力值趋于稳定，记录压力值N3；开启排酸阀门，将测试容器中的酸液排空，记录此时压力值N4；将被测极群由测试容器中取出，称取其重量M2；将被测极群打开，使极板与隔板分开，称取隔板的湿重m2，
d.测试数据整理：通过测试数据N1、N2、N3、N4和极群的面积S定量计算出极群在不同状态时的受力情况如下：
N1/S——模拟极群入槽时极群的受力状况，单位：KPa；
      N2/S——模拟极群入槽后基本稳定时的受力状况，单位：KPa；
      N3/S——极群在酸过量时的受力状态，此时极群处于过饱和状况；单位：KPa；
      N4/S——极群在电池最佳灌酸量时即极群算量处于饱和状态的极群的受力状况，单位：KPa；
极群及隔板吸酸量如下：
极群吸酸量： M2—M1，单位：Kg；
隔板吸酸量： m2—m1 ，单位：Kg。
2.根据权利要求1所述的AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法，其特征在于：所述加酸过程需在2分钟内将酸液加到至上垫板1/2厚度浸入酸中。
3. 根据权利要求1或2所述的AGM铅酸蓄电池极群压力及吸酸量的测量方法，其特征在于：所述加酸后至压力稳定的时间段内，采用分段方式记录压力值。
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