CN104215545A - 一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法 - Google Patents

一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法 Download PDF

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赵文超
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本发明铅电池制造领域，具体涉及一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法。具体包括将稀硫酸溶液置于容器中；将作为正极的待测电池板栅和作为负极的电池板栅分别放入容器中；并以恒流进行充电，将充电后的待测电池板栅置于处理溶液中浸泡，使被腐蚀的待测电池板栅的表面氧化物溶解；取出待测电池板栅进行干燥，计算待测电池板栅减少的重量；根据电池板栅的减少量对板栅的腐蚀性进行判断。

Description

一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法
技术领域
本发明铅电池制造领域，具体涉及一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法。 
背景技术
铅酸水电池又称为铅酸蓄电池，它的电极是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁。老式普通蓄电池一般寿命在2年左右，而且需定期检查电解液的高度并添加蒸馏水。不过随着科技的发展，普通蓄电池的寿命变得更长而且维护也更简单了。 
板栅是铅酸蓄电池的重要组成部分，它是铅酸蓄电池活性物质的载体及导电体，正极板栅在充电时，会被氧化成活性物质二氧化铅，而负极的板栅，不会发生这种现象，但负极的活性物质，是绒状铅，也会氧化，是变成硫酸铅。正负活性物质是靠板栅来支撑，活性物质参与电化学反应所放出的电能及充电所需的外来电能都是通过板栅的传导。组成板栅的合金的腐蚀直接影响到电池的使用寿命。在现有的铅酸蓄电池的生产过程中，测试电池板栅腐蚀速率需要组装电池进行循环测试，测试时间漫长，至少需要6 个月以上。 
目前铅酸蓄电池应用领域非常广泛，从产品失效模式上，板栅腐蚀是其中一个重要原因，为了提高产品性能，需要找出一种适合给市场需求的板栅材料。在材料选择上，需要对材料的耐腐蚀性能进行测试。而目前没有一种合适的方法针对板栅材料的耐腐蚀性能进行测试，这导致了盲目生产增加了退货风险。为了降低生产风险，就需要一种有效的方法对板栅材料进行耐腐蚀测试。 
一个申请号为201310305804.8的专利，公开了一种电池板栅腐蚀速率测试方法，，包括：将稀硫酸溶液置于容器中；将作为正极的待测电池板栅和作为负极的电池板栅分别放入容器中；在预定电压下充电预定时间；将充电后的待测电池板栅置于处理溶液中浸泡，使被腐蚀的待测电池板栅的表面氧化物溶解；取出待测电池板栅进行干燥，计算待测电池板栅减少的重量；电池板栅腐蚀速率等于待测电池板栅减少的重量除以充电时间。该方法是通过恒压充电方法对板栅进行耐腐蚀性能试验。因正负板栅的电位值=正极板栅的标准电极电位-负极板栅的标准电极电位，其耐腐蚀性能受到负极材料差异的影响。如果负极板栅材料发生变化，直接导致负极板栅的标准电极电位发生变化，引起正极被测的板栅的耐腐蚀效果，该方法缺乏不同正极材料测试验的同比性，直接导致因负极材料差异性带来的测量误差。 
发明内容
本发明的目的是为了降低生产过程中由于对板栅材料的性能掌握不明而导致盲目生产带来退货风险，而目前没有针对板栅耐腐蚀测试的问题，提供一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，以解决目前的方法存在的诸多不足。 
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案： 
一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，具体包括以下步骤：
a、试样的准备，取待测板栅，将其表面清理干净，并准确测量其长度L和宽度W，并记录待测板栅的重量G1；
b、取质量浓度为40-43%的硫酸溶液，在25℃的环境温度下静置4h，待用；
c、取步骤a的待测板栅，将其放入到电解槽中作为正极，并以镉电极作为负极，在电解槽中倒入步骤b的硫酸溶液，并使硫酸溶液将正极板栅淹没；
d、对步骤c的正负极进行恒流充电，连续充电400h；充电电流波动幅度≤3‰；以7-10mA/ cm2为充电电流密度，并按照下公式计算电流值I：
I=B*L*W/1000，
公式中：I为电流值，单位为A；B为充电电流密度，单位为mA/ cm2；L为待测板栅的长度，单位为cm；W为待测板栅的宽度，单位为cm；
e、充电完成后，将板栅放入到清洗液中，加热煮沸30min，然后用去离子水进行清洗干净后，放入丙酮中浸泡2min，取出用脱脂棉擦拭干净，放入105℃恒温箱中干燥24h，称量板栅得重量G2；
f、采用公式m=G1-G2计算板栅的失重，并计算板栅的失重率n=(G1-G2)/G1，单位时间内的板栅单位面积的失重v=m/（L*W*t），其中t为充电时间，v的单位为g/ cm2h，并根据m、n和v确定板栅的耐腐蚀性的优劣。
作为优选，步骤e中的清洗液为葡萄糖和NaOH的混合水溶液，其中葡萄糖的质量浓度为2%，NaOH的质量浓度10%。 
作为优选，表面油污的待测板栅采用质量浓度为10%的NaOH溶液清洗表面的油污，然后用质量浓度为10%的H2SO4溶液清洗板栅表面的氧化膜，再用去离子水清洗除去板栅表面的酸、碱残余物，然后用蘸有丙酮的脱脂棉将板栅表面擦拭干净，放在干燥箱中，在温度105℃环境中，干燥3小时以上，冷却至环境温度25℃，每小时进行称重，待重量稳定至恒重时，记录板栅重量G1。 
作为优选，步骤d中的充电电流密度为8mA/ cm2。 
作为优选，所述测试环境温度为25-28℃或60-75℃。 
作为优选，步骤d中对步骤c的正负极进行恒流充电前，先用10V电压恒压对正负极恒压充电10-20min，然后完全放电。。 
本发明与现有技术相比，有益效果是： 
1对电池板栅的耐腐蚀性进行了准确表达，以对生产作准确指导，避免因板栅产品问题而导致后续的电池的生产风险。
2提高了对电池板栅的耐腐蚀性的准确性，避免了现有方法存在的测量误差。 
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。 
如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。 
实施例1： 
一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，具体包括以下步骤：
a、试样的准备，取待测板栅，将其表面清理干净，并准确测量其长度L和宽度W，并记录待测板栅的重量G1；表面油污的待测板栅采用质量浓度为10%的NaOH溶液清洗表面的油污，然后用质量浓度为10%的H2SO4溶液清洗板栅表面的氧化膜，再用去离子水清洗除去板栅表面的酸、碱残余物，然后用蘸有丙酮的脱脂棉将板栅表面擦拭干净，放在干燥箱中，在温度105℃环境中，干燥3小时以上，冷却至环境温度25℃，每小时进行称重，待重量稳定至恒重时，记录板栅重量G1。
b、取质量浓度为40%的硫酸溶液，在25℃的环境温度下静置4h，待用； 
c、取步骤a的待测板栅，将其放入到电解槽中作为正极，并以镉电极作为负极，在电解槽中倒入步骤b的硫酸溶液，并使硫酸溶液将正极板栅淹没； 
d、对步骤c的正负极在环境温度为25℃的恒温下进行恒流充电，连续充电400h；充电电流波动幅度≤3‰；以8mA/ cm2为充电电流密度，并按照下公式计算电流值I：
I=B*L*W/1000，
公式中：I为电流值，单位为A；B为充电电流密度，单位为mA/ cm2；L为待测板栅的长度，单位为cm；W为待测板栅的宽度，单位为cm；
e、充电完成后，将板栅放入到清洗液中，加热煮沸30min，然后用去离子水进行清洗干净后，放入丙酮中浸泡2min，取出用脱脂棉擦拭干净，放入105℃恒温箱中干燥24h，称量板栅得重量G2；清洗液为葡萄糖和NaOH的混合水溶液，其中葡萄糖的质量浓度为2%，NaOH的质量浓度10%。
f、采用公式m=G1-G2计算板栅的失重，并计算板栅的失重率n=(G1-G2)/G1，单位时间内的板栅单位面积的失重v=m/（L*W*t），其中t为充电时间，v的单位为g/ cm2h，并根据m、n和v确定板栅的耐腐蚀性的优劣。 
实施例2： 
一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，具体包括以下步骤：
a、试样的准备，取待测板栅，将其表面清理干净，并准确测量其长度L和宽度W，并记录待测板栅的重量G1；表面油污的待测板栅采用质量浓度为10%的NaOH溶液清洗表面的油污，然后用质量浓度为10%的H2SO4溶液清洗板栅表面的氧化膜，再用去离子水清洗除去板栅表面的酸、碱残余物，然后用蘸有丙酮的脱脂棉将板栅表面擦拭干净，放在干燥箱中，在温度105℃环境中，干燥3小时以上，冷却至环境温度25℃，每小时进行称重，待重量稳定至恒重时，记录板栅重量G1。
b、取质量浓度为42%的硫酸溶液，在25℃的环境温度下静置4h，待用； 
c、取步骤a的待测板栅，将其放入到电解槽中作为正极，并以镉电极作为负极，在电解槽中倒入步骤b的硫酸溶液，并使硫酸溶液将正极板栅淹没；
d、对步骤c的正负极在环境温度为28℃的恒温下进行恒流充电，连续充电400h；充电电流波动幅度≤3‰；以10mA/ cm2为充电电流密度，并按照下公式计算电流值I：
I=B*L*W/1000，
公式中：I为电流值，单位为A；B为充电电流密度，单位为mA/ cm2；L为待测板栅的长度，单位为cm；W为待测板栅的宽度，单位为cm；
e、充电完成后，将板栅放入到清洗液中，加热煮沸30min，然后用去离子水进行清洗干净后，放入丙酮中浸泡2min，取出用脱脂棉擦拭干净，放入105℃恒温箱中干燥24h，称量板栅得重量G2；清洗液为葡萄糖和NaOH的混合水溶液，其中葡萄糖的质量浓度为2%，NaOH的质量浓度10%。
f、采用公式m=G1-G2计算板栅的失重，并计算板栅的失重率n=(G1-G2)/G1，单位时间内的板栅单位面积的失重v=m/（L*W*t），其中t为充电时间，v的单位为g/ cm2h，并根据m、n和v确定板栅的耐腐蚀性的优劣。 
所述测试环境温度为25-28℃或60-75℃。 
步骤d中对步骤c的正负极进行恒流充电前，先用10V电压恒压对正负极恒压充电10-20min，然后完全放电。 
实施例3： 
一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，具体包括以下步骤：
a、试样的准备，取待测板栅，将其表面清理干净，并准确测量其长度L和宽度W，并记录待测板栅的重量G1；表面油污的待测板栅采用质量浓度为10%的NaOH溶液清洗表面的油污，然后用质量浓度为10%的H2SO4溶液清洗板栅表面的氧化膜，再用去离子水清洗除去板栅表面的酸、碱残余物，然后用蘸有丙酮的脱脂棉将板栅表面擦拭干净，放在干燥箱中，在温度105℃环境中，干燥3小时以上，冷却至环境温度25℃，每小时进行称重，待重量稳定至恒重时，记录板栅重量G1。
b、取质量浓度为43%的硫酸溶液，在25℃的环境温度下静置4h，待用； 
c、取步骤a的待测板栅，将其放入到电解槽中作为正极，并以镉电极作为负极，在电解槽中倒入步骤b的硫酸溶液，并使硫酸溶液将正极板栅淹没；
d、对步骤c的正负极先用10V电压恒压对正负极恒压充电10-20min，然后完全放电，然后在环境温度为60-75℃的恒温下进行恒流充电，连续充电400h；充电电流波动幅度≤3‰；以7mA/ cm2为充电电流密度，并按照下公式计算电流值I：
I=B*L*W/1000，
公式中：I为电流值，单位为A；B为充电电流密度，单位为mA/ cm2；L为待测板栅的长度，单位为cm；W为待测板栅的宽度，单位为cm；
e、充电完成后，将板栅放入到清洗液中，加热煮沸30min，然后用去离子水进行清洗干净后，放入丙酮中浸泡2min，取出用脱脂棉擦拭干净，放入105℃恒温箱中干燥24h，称量板栅得重量G2；清洗液为葡萄糖和NaOH的混合水溶液，其中葡萄糖的质量浓度为2%，NaOH的质量浓度10%。
f、采用公式m=G1-G2计算板栅的失重，并计算板栅的失重率n=(G1-G2)/G1，单位时间内的板栅单位面积的失重v=m/（L*W*t），其中t为充电时间，v的单位为g/ cm2h，并根据m、n和v确定板栅的耐腐蚀性的优劣。 
  

Claims (6)

1.一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
a、试样的准备，取待测板栅，将其表面清理干净，并准确测量其长度L和宽度W，并记录待测板栅的重量G1；
b、取质量浓度为40-43%的硫酸溶液，在25℃的环境温度下静置4h，待用；
c、取步骤a的待测板栅，将其放入到电解槽中作为正极，并以镉电极作为负极，在电解槽中倒入步骤b的硫酸溶液，并使硫酸溶液将正极板栅淹没；
d、对步骤c的正负极进行恒流充电，连续充电400h；充电电流波动幅度≤3‰；以7-10mA/cm2为充电电流密度，并按照下公式计算电流值I：
I=B*L*W/1000，
公式中：I为电流值，单位为A；B为充电电流密度，单位为mA/ cm2；L为待测板栅的长度，单位为cm；W为待测板栅的宽度，单位为cm；
e、充电完成后，将板栅放入到清洗液中，加热煮沸30min，然后用去离子水进行清洗干净后，放入丙酮中浸泡2min，取出用脱脂棉擦拭干净，放入105℃恒温箱中干燥24h，称量板栅得重量G2；
f、采用公式m=G1-G2计算板栅的失重，并计算板栅的失重率n=(G1-G2)/G1，单位时间内的板栅单位面积的失重v=m/（L*W*t），其中t为充电时间，v的单位为g/ cm2h，并根据m、n和v确定板栅的耐腐蚀性的优劣。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，步骤e中的清洗液为葡萄糖和NaOH的混合水溶液，其中葡萄糖的质量浓度为2%，NaOH的质量浓度10%。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，表面油污的待测板栅采用质量浓度为10%的NaOH溶液清洗表面的油污，然后用质量浓度为10%的H2SO4溶液清洗板栅表面的氧化膜，再用去离子水清洗除去板栅表面的酸、碱残余物，然后用蘸有丙酮的脱脂棉将板栅表面擦拭干净，放在干燥箱中，在温度105℃环境中，干燥3小时以上，冷却至环境温度25℃，每小时进行称重，待重量稳定至恒重时，记录板栅重量G1。
4.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，步骤d中的充电电流密度为8mA/ cm2。
5.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，所述测试环境温度为25-28℃或60-75℃。
6.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，其特征在于，步骤d中对步骤c的正负极进行恒流充电前，先用10V电压恒压对正负极恒压充电10-20min，然后完全放电。
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