CN104075960B - 一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，包括以下步骤：①对待测定耐腐蚀性能的板栅称重；②以该板栅为正极，其它任意导电、耐腐的相同面积材料为负极，组成电解回路，连接好导线，放入电解槽；③电解槽中加入硫酸溶液，液面稍高于板栅顶端；④以恒定电流密度腐蚀；⑤进行充放电循环：Ⅰ.恒定电流密度充电2min；Ⅱ.静置10s；Ⅲ.恒定电流密度放电至单体电压0.6V或以下；Ⅳ.静置10s；重复步骤Ⅰ～Ⅳ，循环时间不少于15天；⑥将正极板栅取下，放在煮沸的糖碱溶液中浸泡，剥离腐蚀产物；⑦对正极板栅进行干燥、称重，计算板栅腐蚀前后的重量差值，计算出板栅失重率。

Description

一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池领域，具体涉及一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法。
背景技术
板栅是蓄电池的集流体，也是蓄电池活性物质的骨架；作为铅蓄电池中最重要的非活性成分，板栅的耐腐蚀性能对蓄电池的使用寿命具有非常重要的意义。
在板栅合金的耐腐蚀性能测试方面，常规的方法主要有以下两种：一是采用恒电流或恒电压方法对板栅合金进行腐蚀，通过计算腐蚀前后板栅重量来表征合金的耐腐蚀性能；二是采用新型合金制备电池，通过测量电池循环寿命的方法表征合金的耐腐蚀性能。
采用第一种方法进行测量时，测试时间约为20-30天，但由于不同合金的腐蚀方式不同，其最终结果和电池真实运行时的结果差异较大；采用第二种方法进行测量时，数据结果准确，但耗费时间较长，一般需要4个月以上。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，利用该方法测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能，在保证测试结果准确、可靠的同时，可有效缩短测试时间。
本发明所采用的技术方案是：
一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，包括以下步骤：
①对待测定耐腐蚀性能的板栅称重；
②以该板栅为正极，其它任意导电、耐腐的相同面积材料为负极，组成电解回路，连接好导线，放入电解槽；
③电解槽中加入硫酸溶液，液面稍高于板栅顶端，将电解槽放置于恒温水浴箱中；
④将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上，以恒定电流密度腐蚀；
⑤进行充放电循环：Ⅰ.恒定电流密度充电2min；Ⅱ.静置10s；Ⅲ.恒定电流密度放电至单体电压0.6V或以下；Ⅳ.静置10s；重复步骤Ⅰ～Ⅳ，循环时间不少于15天；
⑥将正极板栅取下，放在煮沸的糖碱溶液中浸泡，剥离腐蚀产物；
⑦对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重，计算板栅腐蚀前后的重量差值，根据重量差值计算出板栅失重率。
所述步骤③中硫酸溶液浓度为1.10～1.30g/mL。
所述恒温水浴箱温度为25～60℃。
所述步骤④中的恒定电流密度为10～100mA/cm2。
所述步骤⑤中的恒定电流密度为10～80mA/cm2。
所述步骤④中的腐蚀时间为2～5天。
所述糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液；所述糖碱溶液中葡萄糖：氢氧化钠：蒸馏水的重量比为1：5：50。
本发明的有益效果是：本发明中先采用恒定电流密度腐蚀2～5天，使合金表面产生一定厚度的腐蚀层，再通过充放电循环，可产生一定厚度的硫酸盐层，产生的硫酸盐层一方面可以使合金腐蚀层内部的PH值发生改变，使腐蚀方式不同于单纯的恒电流腐蚀；另一方面可保护合金内部，避免进一步腐蚀，从而使本发明方法所测定结果更接近于电池真实运行情况，且大大缩短了测试时间。
具体实施方式
实施例一：
将两种不同合金板栅称重，板栅A的重量为10.5g，板栅B的重量为10.8g，分别以板栅A、B为正极、与板栅A、B相同面积的纯铅板为负极，组成电解回路，连接好导线，放入电解槽，在电解槽中加入1.25g/mL的硫酸溶液，使其液面稍高于板栅顶端，将电解槽放置于45℃的恒温水浴箱中，然后将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上，先以恒定电流密度60mA/cm2腐蚀3天，再以如下步骤进行充放电循环：Ⅰ.恒定电流密度40mA/cm2充电2min；Ⅱ.静置10s；Ⅲ.恒定电流密度60mA/cm2放电至单体电压0.6V；Ⅳ.静置10s；重复步骤Ⅰ～Ⅳ，循环15天。
上述腐蚀结束后，将正极板栅取下，放在煮沸的糖碱溶液中浸泡，将腐蚀产物剥离，其中糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液，混合溶液中葡萄糖：氢氧化钠：蒸馏水的重量比为1：5：50。
最后对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重，称得板栅A的重量为8.2g，板栅B的重量为7.5g，则板栅A的腐蚀失重为：10.5g-8.2g=2.3g，腐蚀失重率为:2.3g÷10.5g=21.9%；
B的腐蚀失重为：10.8g-7.5g=3.3g，腐蚀失重率为:3.3g÷10.8g=30.6%。
得出合金A的耐腐蚀性能优于合金B。
在本实施例中，
A合金组分和配比（质量百分数）：Ca0.06%，Sn0.9%，Al0.03%，Ag0.06%，其余为铅。
B合金组分和配比（质量百分数）：Ca0.08%，Sn1.2%，Al0.03%，其余为铅。
实施例二：
将两种不同合金板栅称重，板栅A的重量为10.5g，板栅B的重量为10.8g，分别以板栅A、B为正极、与板栅A、B相同面积的纯铅板为负极，组成电解回路，连接好导线，放入电解槽，在电解槽中加入1.10g/mL的硫酸溶液，使其液面稍高于板栅顶端，将电解槽放置于常温的恒温水浴箱中，然后将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上，先以恒定电流密度10mA/cm2腐蚀2天，再以如下步骤进行充放电循环：Ⅰ.恒定电流密度10mA/cm2充电2min；Ⅱ.静置10s；Ⅲ.恒定电流密度10mA/cm2放电至单体电压0.6V；Ⅳ.静置10s；重复步骤Ⅰ～Ⅳ，循环15天。
上述腐蚀结束后，将正极板栅取下，放在煮沸的糖碱溶液中浸泡，将腐蚀产物剥离，其中糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液，混合溶液中葡萄糖：氢氧化钠：蒸馏水的重量比为1：5：50。
最后对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重，称得板栅A的重量为9.8g，板栅B的重量为9.2g，则板栅A的腐蚀失重为：10.5g-9.8g=0.7g，腐蚀失重率为:0.7g÷10.5g=6.7%；
B的腐蚀失重为：10.8g-9.2g=1.6g，腐蚀失重率为:1.6g÷10.8g=14.8%。其余实施如实施例1。
实施例三：
将两种不同合金板栅称重，板栅A的重量为10.5g，板栅B的重量为10.8g，分别以板栅A、B为正极、与板栅A、B相同面积的纯铅板为负极，组成电解回路，连接好导线，放入电解槽，在电解槽中加入1.30g/mL的硫酸溶液，使其液面稍高于板栅顶端，将电解槽放置于60℃的恒温水浴箱中，然后将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上，先以恒定电流密度100mA/cm2腐蚀5天，再以如下步骤进行充放电循环：Ⅰ.恒定电流密度80mA/cm2充电2min；Ⅱ.静置10s；Ⅲ.恒定电流密度80mA/cm2放电至单体电压0.6V；Ⅳ.静置10s；重复步骤Ⅰ～Ⅳ，循环15天。
上述腐蚀结束后，将正极板栅取下，放在煮沸的糖碱溶液中浸泡，将腐蚀产物剥离，其中糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液，混合溶液中葡萄糖：氢氧化钠：蒸馏水的重量比为1：5：50。
最后对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重，称得板栅A的重量为7.1g，板栅B的重量为6.3g，则板栅A的腐蚀失重为：10.5g-7.1g=3.4g，腐蚀失重率为:3.4g÷10.5g=32.4%；
B的腐蚀失重为：10.8g-6.3g=4.5g，腐蚀失重率为:4.5g÷10.8g=41.7%。
其余实施如实施例1。

Claims (7)

1.一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于包括以下步骤：
①对待测定耐腐蚀性能的板栅称重；
②以该板栅为正极，其它任意导电、耐腐的相同面积材料为负极，组成电解回路，连接好导线，放入电解槽；
③电解槽中加入硫酸溶液，液面稍高于板栅顶端，将电解槽放置于恒温水浴箱中；
④将电解回路接到可进行恒流和恒压充、放电的充放电机上，以恒定电流密度腐蚀；
⑤进行充放电循环：Ⅰ.恒定电流密度充电2min；Ⅱ.静置10s；Ⅲ.恒定电流密度放电至单体电压0.6V或以下；Ⅳ.静置10s；重复步骤Ⅰ～Ⅳ，循环时间不少于15天；
⑥将正极板栅取下，放在煮沸的糖碱溶液中浸泡，剥离腐蚀产物；
⑦对腐蚀产物剥离后的正极板栅进行干燥、称重，计算板栅腐蚀前后的重量差值，根据重量差值计算出板栅失重率。
2.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于：所述步骤③中硫酸溶液浓度为1.10～1.30g/mL。
3.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于：所述步骤③中恒温水浴箱温度为25～60℃。
4.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于：所述步骤④中的恒定电流密度为10～100mA/cm2。
5.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于：所述步骤⑤中的恒定电流密度为10～80mA/cm2。
6.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于：所述步骤④中的腐蚀时间为2～5天。
7.如权利要求1所述的一种快速测定蓄电池板栅合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于：所述糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和蒸馏水的混合溶液；所述糖碱溶液中葡萄糖：氢氧化钠：蒸馏水的重量比为1：5：50。
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