CN105044199A - 一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法 - Google Patents

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刘开宇
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Abstract

本发明公开了这样一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法。先确定大倍率放电动力电池用储氢合金粉的磁感应强度参数范围，然后采用磁天平测定储氢合金粉的磁感应强度参数，最后判断大倍率放电动力电池用储氢合金粉的磁感应强度是否在上述设定的磁感应强度参数范围内。从而具有能快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的优点。

Description

一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法
技术领域
本发明涉及一种评价动力电池用合金粉性能的方法，尤其涉及一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法。
背景技术
镍氢电池是近年来储氢合金技术和镉镍电池技术基础上发展起来的一种新型电池，作为一种新型能源载体成为电池行业研究的热点，代表着碱性电池的发展方向。由于镍氢电池具有比能量、比功率高、高倍率充放电性能、范围宽广的温度适用范围、使用安全、无记忆效应、不对环境造成污染等优点，因此被称为绿色电池。在能源紧张，环境污染的今天，镍氢电池显示出广阔的应用前景。
镍氢动力电池作为一种重要的车用及其它动力和储能系统的重要化学电源，镍氢动力电池制备过程中的贮氢合金表面处理工序是影响电池性能的关键工序。按照传统的评价方法，把已进行表面处理的合金粉配置成负极浆料，采用刷浆的方式将其制成小片，最后组装成单片电池进行测试，测试包括化成分容、常温充放、常温倍充倍放和低温测试。这一系列工序紧密衔接大概需要10天左右才能完成基本性能的测试评价，从而导致生产周期延长；而且贮氢合金在经过表面处理后不宜长时间保存，因此迫切需要一种快速的测试评价技术对经过表面处理后的贮氢合金进行测试评价，实现该工序有效和及时的质量控制，并缩短生产周期，进一步改善和保证镍氢动力电池的性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中储氢合金粉电化学性能的检验方法复杂的缺点，提供一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法。
为达到上述目的，本发明一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法，先确定大倍率放电动力电池用储氢合金粉的磁感应强度参数范围，然后采用磁天平测定储氢合金粉的磁感应强度参数，最后判断大倍率放电动力电池用储氢合金粉的磁感应强度是否在上述设定的磁感应强度参数范围内，其采用磁天平测定储氢合金粉的磁感应强度参数的步骤如下：
①.洗涤烘干直径12mm规格试管，将其确定为质量ｍ1（精确至0.001g)，将试管置于锥形漏斗下，用药品勺将干燥后的合金粉沿漏斗壁加入试管中，使其至试管12mm以上，称取其质量m2；
②.调整好特斯拉计探头的位置，确保特斯拉计探头在两个磁极中间，并且平行于磁极端面；然后将装有合金粉的试管悬挂于分析天平挂钩上，使试管下端与探头保持规定距离；
③.将磁天平归零，打开磁天平电源，缓慢调大电流调节电位器，直至磁天平显示的数据为规定数值时，记录对应的磁感应强度；随后继续缓慢调大电流调节电位器，至磁天平显示的数据为规定数值时，记录对应的磁感应强度；
④.最后再将电流调节电位器缓慢调低至磁天平显示的数据为规定数值时，记录对应的磁感应强度。
在确定储氢合金粉的质量时，精确至0.0001g。
在加入合金粉过程中，待合金粉装入试管5mm处时，轻轻敲打试管壁1min，然后再加入少量合金粉至试管10mm处，再轻轻敲打试管壁1min,再加入少量合金粉至试管15mm处，再轻轻敲打试管壁1min，最后称取其质量m2。
所述试管中心线与磁天平上的磁极中心线同在一垂直平面内，调节试管下端与探头的距离为10mm。
将分析天平归零，打开磁天平电源，慢慢调节电流调节电位器，直至分析天平显示的数据为0.5000时，记录对应的磁感应强度；继续调节电流调节电位器，至分析天平显示的数据为0.7000时，记录对应的磁感应强度；再将电流调节电位器慢慢调低至分析天平显示的数据为0.5000时，记录对应的磁感应强度。
由于贮氢合金粉末的磁化率与体相成分、表面成分、粉末粒径、比表面积等相关，对于一种体相成分和粉末粒径已经确定和稳定生产的贮氢合金产品的磁化率主要与贮氢合金粉末的表面状态有关。采用对贮氢合金合金表面进行处理就是要改善其表面状态，从而改善贮氢合金、贮氢电极和镍氢动力电池的充放电性能。贮氢合金经表面处理后的磁感应强度变化和充放电性能变化都是由处理后的表面状态决定。因此，采用这种方法后，可以通过测储氢合金粉的磁感应强度来反应其磁化率大小，通常情况下，储氢合金粉的磁感应强度mT值越小，大倍率放电性能越优。
具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
先通过公式确定大倍率放电动力电池用储氢合金粉的磁感应强度参数范围，式中：h为样品装入高度，m为样品质量，H为磁场强度，△m0为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变化，△m为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变化，M为储氢合金粉的摩尔质量((kg·mol－1)，g为重力加速度(9.81m·s－2)（参考普通高等教育“十一五”规划教材：物理化学实验；王爱荣编，出版社：化学工业出版社），磁场强度H可由B=μ0H关系式计算得到，B为磁感应强度，单位为T(特斯拉)，H的单位为A·m－1，μ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2)（参考面向21世纪课程教材:大学物理学(第2版)，卢德馨著，出版社：高等教育出版社）；然后采用磁天平测定储氢合金粉的磁感应强度参数，最后判断大倍率放电动力电池用储氢合金粉的磁感应强度是否在上述设定的磁感应强度参数范围内，其采用磁天平测定储氢合金粉的磁感应强度参数的步骤如下：
①.洗涤烘干直径12mm规格试管，将其确定为质量ｍ1（精确至0.0001g)，将试管置于锥形漏斗下，用药品勺将干燥后的合金粉沿漏斗壁加入试管中，使其至试管12mm以上，称取其质量m2；在加入合金粉过程中，待合金粉装入试管5mm处时，轻轻敲打试管壁1min，然后再加入少量合金粉至试管10mm处，再轻轻敲打试管壁1min,再加入少量合金粉至试管15mm处，再轻轻敲打试管壁1min，最后称取其质量m2；
②.调整好特斯拉计探头的位置，确保特斯拉计探头在两个磁极中间，并且平行于磁极端面；然后将装有合金粉的试管悬挂于分析天平挂钩上，使试管下端与探头保持规定距离；所述试管中心线与磁天平上的磁极中心线同在一垂直平面内，调节试管下端与探头的距离为10mm；
③.将磁天平归零，打开磁天平电源，缓慢调大电流调节电位器，直至磁天平显示的数据为0.5000时，记录对应的磁感应强度；随后继续缓慢调大电流调节电位器，至磁天平显示的数据为0.7000时，记录对应的磁感应强度；
④.最后再将电流调节电位器缓慢调低至磁天平显示的数据为0.5000时，记录对应的磁感应强度。
1.按照上述所述的测试方法，对进行处理后的合金粉样品进行磁感应强度的测试，通过平稳的速率调节励磁电流的数值，使固定天平输出值为：0.35、0.5、0.7、0.9g，再读取对应的磁感应强度。测试项目和数据如下：
表1：
2.由于磁感应强度和合金充放电性存在一种对应关系，因此根据测试的合金粉mT值的大小对其进行对应的大倍率放电性能测试，测试数据如下：
表2.

Claims (5)

1.一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法，其特征在于：先确定大倍率放电动力电池用储氢合金粉的磁感应强度参数范围，然后采用磁天平测定储氢合金粉的磁感应强度参数，最后判断大倍率放电动力电池用储氢合金粉的磁感应强度是否在上述设定的磁感应强度参数范围内，其采用磁天平测定储氢合金粉的磁感应强度参数的步骤如下：
①.洗涤烘干直径12mm规格试管，将其确定为质量ｍ1，将试管置于锥形漏斗下，用药品勺将干燥后的合金粉沿漏斗壁加入试管中，使其至试管12mm以上，称取其质量m2；
②.调整好特斯拉计探头的位置，确保特斯拉计探头在两个磁极中间，并且平行于磁极端面；然后将装有合金粉的试管悬挂于分析天平挂钩上，使试管下端与探头保持规定距离；
③.将磁天平归零，打开磁天平电源，缓慢调大电流调节电位器，直至磁天平显示的数据为规定数值时，记录对应的磁感应强度；随后继续缓慢调大电流调节电位器，至磁天平显示的数据为规定数值时，记录对应的磁感应强度；
④.最后再将电流调节电位器缓慢调低至磁天平显示的数据为规定数值时，记录对应的磁感应强度。
2.根据权利要求1所述的一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法，其特征在于：在确定储氢合金粉的质量时，精确至0.0001g。
3.根据权利要求1所述的一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法，其特征在于：在加入合金粉过程中，待合金粉装入试管5mm处时，轻轻敲打试管壁1min，然后再加入少量合金粉至试管10mm处，再轻轻敲打试管壁1min,再加入少量合金粉至试管15mm处，再轻轻敲打试管壁1min，最后称取其质量m2。
4.根据权利要求1所述的一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法，其特征在于：所述试管中心线与磁天平上的磁极中心线同在一垂直平面内，调节试管下端与探头的距离为10mm。
5.根据权利要求1所述的一种快速评价大倍率放电动力电池用合金粉性能的方法，其特征在于：将分析天平归零，打开磁天平电源，慢慢调节电流调节电位器，直至分析天平显示的数据为0.5000时，记录对应的磁感应强度；继续调节电流调节电位器，至分析天平显示的数据为0.7000时，记录对应的磁感应强度；再将电流调节电位器慢慢调低至分析天平显示的数据为0.5000时，记录对应的磁感应强度。
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