CN104359593A - 一种起停电池用agm隔板装配压力的模拟测试方法 - Google Patents

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刘文林
崔鹏飞
班涛伟
何英
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Abstract

本发明公开了一种起停电池用AGM隔板装配压力的模拟测试方法，包括以下步骤：(1)将若干张隔板累叠一起，然后用夹具夹紧，施加预紧力；(2)间歇地往隔板添加电解液，直至隔板吸收电解液饱和；(3)再次往饱和的隔板添加电解液后，测得夹具夹紧隔板的压力，即为所述起停电池用AGM隔板的装配压力。本发明通过模拟隔板实际装配在电池内的状态，可以准确、高效地测试出不同材质的隔板在添加电解液至饱和后的压力值，模拟得到隔板实际装配在电池内的装配压力，从而使设计人员可以根据测试结果设计出更合理的预紧压力和挑选出性能更优良的AGM隔板，提高所制造的起停电池的循环寿命。

Description

一种起停电池用AGM隔板装配压力的模拟测试方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池制造技术领域，特别涉及一种起停电池用AGM隔板装配压力的模拟测试方法。
背景技术
我国正在迅速发展的电动汽车行业中，铅酸蓄电池尽管技术成熟、安全环保，但由于其续驶里程短、高倍率放电性能差、循环寿命短，很难在与锂动力电池、镍氢、燃料电池等二次电池的竞争中胜出。重要原因之一就是隔板因素限制了铅酸蓄电池的比能量、高倍率放电性能及循环性能。隔板性能是影响电池性能的一项决定因素。
AGM隔板是国内铅酸蓄电池应用最广的一种隔板，玻璃纤维(AGM)隔板在VRLA铅酸蓄电池组成中，是一个重要的组合件，号称第三电极，它的主要作用有：1、形成正负极板之间的物理隔断；2、吸附足够量的电解液；3、提供氧复合通道；4、保持足够的极群压力。
这种极板有很多优点，但也存在一些缺陷，例如润湿收缩偏大、平均孔径偏大、可压缩性大、回弹性不足、韧性差、耐穿刺强度不足、易折裂和摩擦损伤、比表面积偏小(目前多数在0.8～1.4m2/g范围内)，较低的湿强度，吸酸量合格但电解液保持力差，易分层(限制了电池高度尺寸)，及因玻璃纤维表面光滑压力大时容易移动造成孔径变化等缺陷，其中回弹性不足，吸水后收缩性大会造成铅酸蓄电池发生极群松懈、循环放电急剧衰减等现象的发生。
电池在组装时的极群是紧装配的，但是灌注电解液后，AGM隔板就会有一定程度的收缩，使得电池的极群压力下降，而过低的极群压力会使电池的循环寿命提前终结。
发明内容
本发明提供了一种起停电池用AGM隔板装配压力的模拟测试方法，通过模拟测试选择合适的AGM隔板，使极群压力达到合适状态。
一种起停电池用AGM隔板装配压力的模拟测试方法，包括以下步骤：
(1)将若干张隔板累叠一起，然后用夹具夹紧，施加预紧力；
(2)间歇地往隔板添加电解液，直至隔板吸收电解液饱和；
(3)再次往饱和的隔板添加电解液后，测得夹具夹紧隔板的压力，即为所述起停电池用AGM隔板的装配压力。
本发明通过模拟隔板在起停电池的内实际装配情况，在隔板饱和后添加电解液后，测得的压力为模拟极群在电池中加酸后的最终装配压力，通过该测试压力选择合适的隔板，提高最终产品的使用寿命。
为了提高测试的准确性，优选的，所述预紧力为40～50kPa。隔板干燥状态下装入电池的极群装配压力通常在40～50kPa，从而使测试条件与隔板的实际装配情况更接近。
为了防止电解液流失，隔板电解液吸附不充分，因为当隔板未吸收饱和，会降低测试的准确性，优选的，步骤(1)中，隔板用塑料袋包好后再用夹具夹紧，塑料袋预留加液口。通过包覆塑料袋，使进入加液口的电解液始终与隔板接触，使隔板充分吸收电解液至完全饱和。
为了使隔板与夹具完全接触，使隔板受力均匀，从而提高测试的准确性，优选的，步骤(1)中，夹具夹紧隔板后，静置1～2min，调整夹具的压力至初始预紧力，重复若干次，直至夹具压力稳定。通过多次调整压力到预定值，使夹具的夹持表面与隔板完全贴合，从而减小实验误差，提高测试准确性。
为了使电解液被完全吸收，降低测试误差，优选的，步骤(2)中，相邻两次添加电解液的时间间隔不少于3min，每次电解液添加量不多于10mL。分多次，少量添加电解液，使隔板在充分吸收电解液后才再次添加电解液，从而使隔板每次都充分吸收电解液。隔板在加电解液过程中，随着隔板吸收电解液，测试夹具施加的压力，压力逐渐降低，即隔板所受压力不断降低。
隔板吸收电解液饱和后，不会继续吸收电解液，优选的，步骤(2)中，如隔板有电解液渗出，表示隔板吸收电解液饱和。此时隔板所受压力有所回升，此时测试夹具施加的压力，压力会成上升趋势，即此时隔板所受压力有所回升。
从上述压力变化可以看出，也可以通过测试夹具施加在隔板上的压力变化来确定隔板的饱和程度，当压力停止下降、开始回升时，表示隔板吸收电解液饱和，因此，结合压力变化数据来确定饱和程度可以增加测试到的模拟实际装配压力的准确性。
为了使每片隔板都可以充分吸收电解液，优选的，步骤(1)中，不多于10张隔板累叠在一起。数量过多的隔板叠加在一起，会使电解液不易渗透至中间的隔板，从而降低测试准确性。
为了方便计算，提高测试效率，优选的，所述隔板的尺寸为50mm×50mm～100mm×100mm。隔板的尺寸为100mm×100mm，隔板加压至40KPa时，预紧压力为400N。
本发明的有益效果：
本发明的起停电池用AGM隔板装配压力的模拟测试方法，通过模拟隔板实际装配在电池内的状态，可以准确、高效地测试出不同材质的隔板在添加电解液至饱和后的压力值，模拟得到隔板实际装配在电池内的装配压力，从而使设计人员可以根据测试结果设计出更合理的预紧压力和挑选出性能更优良的AGM隔板，提高所制造的起停电池的循环寿命。
附图说明
图1为实施例1中隔板样品添加电解液的量与所受压力的关系图。
图2为实施例2中隔板样品添加电解液的量与所受压力的关系图。
图3为实施例3中隔板样品添加电解液的量与所受压力的关系图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的起停电池用AGM隔板装配压力的测试方法，包括以下步骤：
(1)将隔板裁成100×100mm，取三片累叠在一起，用塑料袋包好，塑料袋预留加液口；
(2)用夹具夹紧隔板，施加400N的预紧力；
(3)静置1～2min，调整夹具的压力至初始预紧力，重复若干次，直至夹具压力稳定；
(4)间歇地往加液口添加电解液，相邻两次添加电解液的时间间隔3min，每次电解液添加量5mL，在每次加水前测夹具夹紧隔板的压力；
(5)如隔板有电解液渗出，表示隔板吸收电解液饱和，再次往饱和的隔板添加5ml电解液，测得夹具夹紧隔板的压力，即得到本实施例的起停电池用AGM隔板装配压力。
选取两组相同规格的隔板样品一，一组进行本实施例的测试方法，测试结果如图1所示，隔板受到的预紧力40kPa，最小压力18.9kPa，反弹后压力保持在25.7kPa；另一组以相同的预紧力制造装配两个起停电池，制造完成后，利用压力传感器测试两个起停电池内隔板的装配压力，分别为25.4kPa和25.8kPa。
实施例2
本实施例中，除了隔板的材质与实施例1不同以外，其余操作相同。
选取两组相同规格的隔板样品二，一组进行本实施例的测试方法，测试结果如图2所示，隔板受到的预紧力40kPa，最小压力15.2kPa，反弹后压力保持在22.2kPa；另一组以相同的预紧力制造装配两个起停电池，制造完成后，利用压力传感器测试两个起停电池内隔板的装配压力，分别为22.0kPa和22.1kPa。
实施例3
本实施例中，除了隔板的材质与实施例1和实施例2不同以外，其余操作相同。
选取两组相同规格的隔板样品三，一组进行本实施例的测试方法，测试结果如图2所示，隔板受到的预紧力40kPa，最小压力13.7kPa，反弹后压力保持在21.5kPa；另一组以相同的预紧力制造装配两个起停电池，制造完成后，利用压力传感器测试两个起停电池内隔板的装配压力，分别为21.2kPa和21.4kPa。
通过上述实施例可以看出，本发明的起停电池用AGM隔板装配压力的测试方法，可以准确、高效地测试出不同材质的隔板在添加电解液至饱和后的压力值，模拟得到隔板实际装配在电池内的装配压力与实际装配的起停电池数值接近，测试误差小，使设计人员可以根据测试结果设计出更合理的预紧压力和挑选出性能更优良的AGM隔板，提高所制造的起停电池的循环寿命。

Claims (8)

1.一种起停电池用AGM隔板装配压力的模拟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将若干张隔板累叠一起，然后用夹具夹紧，施加预紧力；
(2)间歇地往隔板添加电解液，直至隔板吸收电解液饱和；
(3)再次往饱和的隔板添加电解液后，测得夹具夹紧隔板的压力，即为所述起停电池用AGM隔板的装配压力。
2.如权利要求1所述的模拟测试方法，其特征在于，所述预紧力为40～50kPa。
3.如权利要求1所述的模拟测试方法，其特征在于，步骤(1)中，隔板用塑料袋包好后再用夹具夹紧，塑料袋预留加液口。
4.如权利要求1所述的模拟测试方法，其特征在于，步骤(1)中，夹具夹紧隔板后，静置1～2min，调整夹具的压力至初始预紧力，重复若干次，直至夹具压力稳定。
5.如权利要求1所述的模拟测试方法，其特征在于，步骤(2)中，相邻两次添加电解液的时间间隔不少于3min，每次电解液添加量不多于10mL。
6.如权利要求1所述的模拟测试方法，其特征在于，步骤(2)中，如隔板有电解液渗出，表示隔板吸收电解液饱和。
7.如权利要求1所述的模拟测试方法，其特征在于，步骤(1)中，不多于10张隔板累叠在一起。
8.如权利要求1所述的模拟测试方法，其特征在于，所述隔板的尺寸为50mm×50mm～100mm×100mm。
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