CN103018405B - 一种测定电池与锌膏膨胀率或锌粉析氢量的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定电池与锌膏膨胀率或锌粉析氢量的方法及其装置，装置包括可容纳锌膏或电池的主管，所述主管直径为 14.5~25.0mm ，距所述主管底部 10~30mm 处设有与主管 U 型连通的测量管，所述测量管外壁上标有体积刻度。本发明所述装置结构更小巧简单，测试对象的装载更精准，取放更容易，电解液用量小且可与实际情况完全一致，装置的清洗清洁及操作也都很容易，避免了电解液过多带来的测量数据与实际情况的差异，本发明测定方法能在电池真实工况下准确测定锌膏及电池膨胀率，还可以单独测定锌膏膨胀率，也可以像既有方法和装置那样用于准确测量锌粉的析氢量，有效克服了既有方法存在的问题与不足。
Description
技术领域
本发明涉及碱性电池及其材料领域，具体涉及一种由锌合金粉组成的碱性电池负极锌膏和碱性电池析氢量和膨胀率测定的方法及其装置。
背景技术
迄今为止，锌粉析氢量和锌膏膨胀率的测定均是在电池外单独进行的。这样测试的结果与它们在与集流体、隔膜、电解液和正极装配成电池的真实工况环境下的膨胀率是有差别的，并不能反映集流体、隔膜、电解液和正极对锌膏膨胀率的影响。如：当正极材料或电解液含有能导致锌析氢量增加的成分时，在电池外单独测定析氢量和膨胀率合格的锌粉或锌膏，组装成电池后电池出问题。人们无法依据电池外锌粉及锌膏膨胀率的测定结果，准确预知锌膏和其装配成的电池的表现。
另外，现有方法还存在测量数据波动大，重现性差，操作不便，或材料耗用多，易交叉污染等不足。
发明内容
本发明目的在于提供一种能在电池真实工况下准确测定锌膏及电池膨胀率的方法和相应的装置。本发明的方法及装置不仅可以在电池真实工况下准确测定锌膏及电池的膨胀率，还可以单独测定锌膏膨胀率，也可以像现有有方法和装置那样用于准确测量锌粉的析氢量，本发明的方法及装置有效克服了既有方法存在的问题与不足。
为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：
一种测定电池锌膏膨胀率或锌粉析氢量的装置，其特征在于，包括可容纳锌膏或电池的主管，所述主管直径为14.5~25.0mm ，距所述主管底部10~30mm处设有与主管U型连通的测量管，所述测量管外壁上标有体积刻度。
优选的，所述主管顶端设有密封磨口，还包括磨口玻璃塞，所述磨口玻璃塞装入密封磨口内对所述主管进行密封。
优选的，所述测量管上端设有用来注入液体的阔口注液杯。
所述装置具有由如下特点：
1. 主管直径略大于LR6电池直径，可直接放入LR6、LR03电池并使其基本保持直立状态，一方面能实现电池真实工况下的测量，易于测试对象的准确装载和取放操作，另一方面也最大限度地减少碱液或密封液体石蜡的消耗，并避免液体过多带来的体积测量误差。
2. 主管顶端设有密封磨口，可用磨口玻璃密封塞密封，方便密封操作。
3. 距主管底部10~30mm处设有与主管形成U型连通且带准确体积刻度的测量管，方便数据的观察与读取。
4. 测量管上设阔口注液杯，方便碱液或液体石蜡的注入。
一种测定电池/锌膏的膨胀率的方法：其特征在于，使用所述装置，直接将锌膏置于电池内装配成电池，测量电池膨胀率或在电池真实工况下测量锌膏膨胀率。该方法包括如下步骤：
（1）取装配好正极、隔膜的LR6或LR03半电池一只，注入40%的KOH电解液1.40g，待电解液被完全吸收后，注入待测锌膏，插入与电池生产装配相同的集流体，电池开口朝上竖直放入权利要求1~3任一项所述的装置的主管内；
上述步骤中若是LR6半电池时，注入40%的KOH电解液的量为1.40g，锌膏量为6.0g；若是LR03半电池时，注入40%的KOH电解液的量为0.70g，锌膏量为2.5g。
集流体就是与电池生产相同的集流体，随工厂不同而略有不同。
（2）从所述装置的测量管上端的阔口注液杯处缓缓注入液体石蜡，致液面没过装置中的电池并接近所述主管的密封磨口部，塞好磨口玻璃塞，加塞时排尽所述主管与磨口玻璃塞之间的空气；
（3）重复上述步骤，对同一种电池锌膏准备3个平行测量样；将准备好的测量装置置于温度为45±0.2摄氏度的超级恒温水浴中恒温30分钟；
（4）用吸管调整所述测量管液面刻度至约0.01ml处，读取并记录初始准确读数；间隔24小时读取并记录测量管的体积读数，连续测量三天并记录数据。
一种单独测量锌膏膨胀率的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）取管径12mm左右塑料试管一只，注入待测锌膏6.0克；，竖直放入权利要求1~3任一项所述的装置的主管内；
（2）从所述装置的测量管上端的阔口注液杯处缓缓注入液体石蜡，致液面没过装置中的试管并接近所述主管的密封磨口部，塞好磨口玻璃塞，加塞时排尽所述主管与磨口玻璃塞之间的空气；
（3）对同一种锌膏准备3个平行测量样；将准备好的测量装置置于温度为45±0.2摄氏度的超级恒温水浴中恒温30分钟；
（4）用吸管调整测量管液面刻度至约0.01ml处，读取并记录初始准确读数。间隔24小时读取并记录测量管的体积读数，连续测量三天并记录数据。
一种单独测试锌粉析氢量的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）取管径12mm左右塑料试管一只，装入待测锌粉5克，注入40%KOH电解液5ml，竖直放入权利要求1~3任一项所述的装置的主管内；
（2）从所述装置的测量管上端的阔口注液杯处缓缓注入液体石蜡，致液面没过装置中的试管并接近所述主管的密封磨口部，塞好磨口玻璃塞，加塞时排尽所述主管与磨口玻璃塞之间的空气；
（3）对同一种锌粉准备3个平行测量样；将准备好的测量装置置于温度为45±0.2摄氏度的超级恒温水浴中恒温30分钟；
（4）用吸管调整测量管液面刻度至约0.01ml处，读取并记录初始准确读数。间隔24小时读取并记录测量管的体积读数，连续测量三天并记录数据。
相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：
1. 本发明所述测试方法实现了在电池真实工况下锌粉、锌膏及电池析氢量/膨胀率的测量。由于是将锌粉/锌膏直接置于电池内或装配成电池进行测量，测量的环境与它们装配成电池后完全相同，各物质的量亦可完全按照电池制作的真实情况来设定，避免了测试环境与实际不同，测试对象和相关材料的用量与实际情况不同带来的测量结果与实际情况不一致的问题，测量的结果可直接反映测试对象在电池内的实际表现，测试结果因而更有实际指导意义。
2. 本发明所述装置与现有技术不同，相比析气瓶法，本发明装置结构更小巧简单，测试对象的装载更精准，取放更容易，电解液用量小且可与实际情况完全一致，装置的清洗清洁及操作也都很容易，避免了电解液过多带来的测量数据与实际情况的差异，也避免了清洗清洁及操作不便带来的测量误差；相比集气杯法，本装置操作大为方便和容易，不易交叉污染，测量数据的读取更是容易因而也更准确；
附图说明
图1为本发明测定电池/锌膏膨胀率或锌粉析氢量的装置的结构示意图；
图2为本发明测定电池/锌膏膨胀率方法的示意图；
图3为本发明单独测定锌膏膨胀率方法的示意图；
图4为本发明单独测定锌粉析氢量方法的示意图。
其中，1、主管，2、测量管，3、密封磨口，4、体积刻度，5、磨口玻璃塞，6、阔口注液杯，7、液体石蜡，8、电池，9、锌膏，10、锌粉，11、电解液。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
装置实施例：
如图1所示：一种测定电池锌膏膨胀率或锌粉析氢量的装置，包括可容纳锌膏或电池的主管1，所述主管1直径为14.5~25.0 ，距所述主管1底部10~30mm处设有与主管1U型连通的测量管2，所述测量管2外壁上标有体积刻度4。
所述主管1顶端设有密封磨口3，还包括磨口玻璃塞5，所述磨口玻璃塞5装入密封磨口3内对所述主管1进行密封。
所述测量管2上端设有用来注入液体的阔口注液杯6
方法实施例1：
电池真实工况下锌膏膨胀率的测试：
如图2所示：取装配好正极、隔膜的LR6半电池一只，注入40%的KOH电解液1.40g，待电解液被完全吸收后，注入6.0g待测锌膏，插入与电池生产装配相同的集流体，开口朝上竖直放入测试装置；从装置测量管注液杯处缓缓注入液体石蜡，致液面没过装置中的电池并接近装置主管口部，塞好磨口密封塞，加塞时注意排尽主管与磨口塞之间的空气；重复上述步骤，对同一种锌膏准备3个平行测量样；将准备好的测量装置置于摄氏45±0.2度的超级恒温水浴中恒温30分钟；用吸管调整测量管液面刻度至约0.01ml处，读取并记录初始准确读数。间隔24小时读取并记录测量管读数，连续测量三天，结果列于表1。
表1、锌膏在电池真实工况下的膨胀率测试结果：
方法实施例2：
单独测量锌膏膨胀率：
如图3所示：取管径12mm左右塑料试管一只，注入待测锌膏6.0克；，竖直放入测量装置的主管内；从装置测量管注液杯处缓缓注入液体石蜡，致液面没过装置中的试管并接近装置主管口部，塞好磨口密封塞，加塞时注意排尽主管与磨口塞之间的空气；重复上述步骤，对同一种锌膏准备3个平行测量样；将准备好的测量装置置于摄氏45±0.2度的超级恒温水浴中恒温30分钟；用吸管调整测量管液面刻度至约0.01ml处，读取并记录初始准确读数。间隔24小时读取并记录测量管读数，连续测量三天，结果列于表2。
表2、锌膏在电池外的膨胀率测试结果：
方法实施例4
单独测试锌粉析氢量：
如图4所示：取管径12mm左右塑料试管一只，装入待测锌粉5克，注入40%KOH电解液5ml，竖直放入测量装置的主管内；从装置测量管注液杯处缓缓注入液体石蜡，致液面没过装置中的试管并接近装置主管口部，塞好磨口密封塞，加塞时注意排尽主管与磨口塞之间的空气；重复上述步骤，对同一种锌粉准备3个平行测量样；将准备好的测量装置置于摄氏45±0.2度的超级恒温水浴中恒温30分钟；用吸管调整测量管液面刻度至约0.01ml处，读取并记录初始准确读数。间隔24小时读取并记录测量管读数，连续测量三天，结果列于表3。
表3、锌粉在电池外的析氢量测试结果：
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种测定电池锌膏的膨胀率的方法，其特征在于，该方法采用了如下的装置，并包括如下步骤：
所述装置包括可容纳锌膏或电池的主管，所述主管直径为14.5～25.0mm，距所述主管底部10～30mm处设有与主管U型连通的测量管，所述测量管外壁上标有体积刻度，所述主管顶端设有密封磨口，还包括磨口玻璃塞，所述磨口玻璃塞装入密封磨口内对所述主管进行密封，所述测量管上端设有用来注入液体的阔口注液杯；
(1)取装配好正极、隔膜的LR6或LR03半电池一只，注入40％的KOH电解液待电解液被完全吸收后，注入待测锌膏，插入与电池生产装配相同的集流体，电池开口朝上竖直放入所述装置的主管内；
(2)从所述装置的测量管上端的阔口注液杯处缓缓注入液体石蜡，致液面没过装置中的电池并接近所述主管的密封磨口部，塞好磨口玻璃塞，加塞时排尽所述主管与磨口玻璃塞之间的空气；
(3)重复上述步骤，对同一种电池锌膏准备3个平行测量样；将准备好的测量装置置于温度为45±0.2摄氏度的超级恒温水浴中恒温30分钟；
(4)用吸管调整所述测量管液面刻度至约0.01ml处，读取并记录初始准确读数；间隔24小时读取并记录测量管的体积读数，连续测量三天并记录数据。
2.根据权利要求1所述的测定电池锌膏的膨胀率的方法，其特征在于，步骤(1)中若是LR6半电池时，注入40％的KOH电解液的量为1.40g，锌膏量为6.0g；若是LR03半电池时，注入40％的KOH电解液的量为0.70g，锌膏量为2.5g。
3.一种单独测量锌膏膨胀率的方法，其特征在于，该方法采用了如下的装置，并包括如下步骤：
所述装置包括可容纳锌膏或电池的主管，所述主管直径为14.5～25.0mm，距所述主管底部10～30mm处设有与主管U型连通的测量管，所述测量管外壁上标有体积刻度，所述主管顶端设有密封磨口，还包括磨口玻璃塞，所述磨口玻璃塞装入密封磨口内对所述主管进行密封，所述测量管上端设有用来注入液体的阔口注液杯；
(1)取管径12mm左右塑料试管一只，注入待测锌膏6.0克，竖直放入所述装置的主管内；
(2)从所述装置的测量管上端的阔口注液杯处缓缓注入液体石蜡，致液面没过装置中的试管并接近所述主管的密封磨口部，塞好磨口玻璃塞，加塞时排尽所述主管与磨口玻璃塞之间的空气；
(3)对同一种锌膏准备3个平行测量样；将准备好的测量装置置于温度为45±0.2摄氏度的超级恒温水浴中恒温30分钟；
(4)用吸管调整测量管液面刻度至约0.01ml处，读取并记录初始准确读数，间隔24小时读取并记录测量管的体积读数，连续测量三天并记录数据。
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