CN106323852A - 一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法 - Google Patents

一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，包括以下步骤：(1)取若干种待测板栅，每种为两片，放入糖碱溶液中浸泡去除表面氧化物，清洗干燥后称重，记录单片待测板栅重量，记为w1；(2)将待测板栅分别置于相对应的装有硫酸溶液的腐蚀装置中；(3)将所有腐蚀装置串联，进行恒流充电；(4)充电结束后，将作为正极的待测板栅取出，按照步骤(1)的方法进行处理后称重，记为w2；(5)采用公式w＝w1‑w2计算出每种待测板栅的腐蚀失重量，根据w的数值比较若干种待测板栅的耐腐蚀性能。本发明以去除表面氧化层后的板栅重量作为初始重量，使得最后计算的腐蚀失重量更能准确体现待测板栅的耐腐蚀性能。

Description

一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池制造技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法。
背景技术
铅酸蓄电池板栅主要用于支持活性物质和集流体，板栅由若干横向筋条、纵向筋条和边框构成。板栅的耐腐蚀性能直接影响电池的充放电性能、密封性能和循环寿命。选用的材料、不同结构和生产工艺均影响板栅的耐腐蚀性能。
在现有的铅酸蓄电池的生产过程中，测试板栅耐腐蚀性能最直接的方法是组装成电池进行循环寿命测试，但是存在缺点：1、测试时间漫长，至少需要6个月以上；2、由于电池失效模式多，电池失效可能并非是板栅腐蚀导致，另外失效电池无法反应板栅的腐蚀状况，因此，检测结果不准确。
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，需要找出一个适合供给市场需求的板栅材料，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，就需要提供一种有效的方法对板栅材料进行耐腐蚀测试。
申请号为201310305804.8的专利文献公开了一种电池板栅腐蚀速率测试方法，将作为正极的待测电池板栅和作为负极的电池板栅置于稀硫酸溶液中在预定电压下进行充电，使电池板栅发生氧化反应，并使用处理溶液使电池板栅表面的氧化物溶解，计算待测电池板栅减少的重量，待测电池板栅减少的重量除以充电时间等于其腐蚀速率。该方法是通过恒压充电方法对板栅进行耐腐蚀性能实验，忽略了恒压充电模式中负极电极电位的影响。
申请号为201410164746.6的专利文献公开了一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能测试方法，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。该方法是通过恒流充电方法对板栅进行耐腐蚀性能实验，根据板栅重量的变化判断耐腐蚀性能，忽略了板栅表面初始氧化层对重量的影响。
发明内容
本发明提供了一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，能够更准确得反映出板栅的耐腐蚀性能，为生产企业选择优质板栅提供技术依据。
一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，包括以下步骤：
(1)取若干种待测板栅，每种为两片，放入糖碱溶液中浸泡去除表面氧化物，取出后用纯水清洗，真空干燥后称重，记录单片待测板栅重量，记为w1；
(2)将去除表面氧化物的若干种待测板栅分别置于相对应的装有硫酸溶液的腐蚀装置中，每个腐蚀装置中的两片同种待测板栅之间保持间距，分别作为正极和负极；
(3)将所有腐蚀装置串联，进行恒流充电；
(4)充电结束后，将每个腐蚀装置中作为正极的待测板栅取出，按照步骤(1)的方法进行处理后称重，记为w2；
(5)采用公式w＝w1-w2计算出每种待测板栅的腐蚀失重量，根据w的数值比较若干种待测板栅的耐腐蚀性能。
w的数值越小，表明该种板栅的耐腐蚀性能越好。
本发明将若干种待测板栅串联后同时进行测试，在相同的测试条件下操作，避免测试批间误差，提高比较结果的准确度。
由于各种外界因素会影响蓄电池板栅的腐蚀性，即使是同一种板栅，在生产车间多放置几天，其表面会继续氧化。因此，本发明首先去除表面氧化物，排除将既有的氧化层重量归入待测板栅初始重量的情况。
糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和水的混合溶液，为了确保不同批次实验中剥离腐蚀层的一致性，采用葡萄糖：氢氧化钠：水的质量比为1:5:50。
作为优选，待测板栅在糖碱溶液中浸泡5～10min。
表面氧化物去除后，将待测板栅取出放入去离子水中浸泡清洗，随后在真空环境下干燥，防止再次氧化。作为优选，真空干燥的温度为80～110℃，时间为30～60min。更为优选，105℃真空干燥30min。
根据不用腐蚀装置的大小，调节正负极板栅之间的间距。作为优选，每个腐蚀装置中正负极板栅之间的间距为2～10cm。
所述硫酸溶液的密度为1.25～1.40g/mL。作为优选，硫酸溶液的密度为1.28g/mL。
在持续恒流充电过程中，硫酸溶液会有损耗，因此，测试过程中需要向腐蚀装置中添加硫酸溶液。作为优选，恒流充电过程中，每个腐蚀装置中的硫酸溶液等量，且保持板栅淹没在硫酸溶液中，确保板栅表面整体参与腐蚀。
恒流充电的电流大小影响板栅的腐蚀速率，为了准确反应实际使用情况，本发明采用的恒流充电电流值与待测板栅相对应电池采用的恒压限流充电方式初期的恒流电流值一致。作为优选，所述恒流充电的电流值＝电池额定容量/单个极群正极板片数×(0.15～0.50)。
铅酸电池板栅在硫酸溶液中具有良好的耐腐蚀能力，为了突出不同板栅耐腐蚀性能的优劣，需要进行较长时间的恒流腐蚀，恒流充电时间为360～720h。
本发明具备的有益效果：
(1)本发明将若干种待测板栅串联同时进行测试，恒流充电中，流经每片板栅的电流值都是一致的，相同测试条件保证比较结果的准确性。
(2)本发明以去除表面氧化层后的板栅重量作为初始重量，使得最后计算的腐蚀失重量能准确反映待测板栅在酸液中的腐蚀情况，该失重量更能准确体现待测板栅的耐腐蚀性能。
附图说明
图1为实施例1中板栅A腐蚀后金相显微图。
图2为实施例1中板栅B腐蚀后金相显微图。
图3为实施例1中板栅A和B测试过程中恒流腐蚀电压曲线图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的方案进行描述。
实施例1
1、一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，具体方案如下：
(1)取两种合金成分不同、但生产工艺相同的6-DZM-20板栅A和B，称重记录单片重量。放入煮沸的糖碱溶液(葡萄糖：烧碱：水＝1:5:50)中10min去除表面氧化物，取出后用纯水浸泡清洗，随后在真空干燥箱中105℃干燥30min，干燥后的板栅用电子天平称重，作为正板栅的重量w1A、w1B；
(2)将两片A板栅作为正(已称重w1A)、负极置于单个腐蚀装置a中，并保持两片板栅的距离，两片B板栅用相同的方法置于单个腐蚀装置b中，将a和b腐蚀装置的正负极串联起来组成腐蚀槽；
(3)在a和b两个腐蚀装置中分别加入等量且能淹没板栅的硫酸溶液(硫酸密度：1.28g/ml)，用电压采集仪采集单个腐蚀装置正负两端的电压；
(4)给串联的腐蚀槽通入恒定的充电电流1.25A(6-DZM-20电池的充电电流为0.25I2，即5A，采用4片正极板栅，单片板栅的通过电流为1.25A)，持续腐蚀360h(15天)。腐蚀过程中加入硫酸溶液保持板栅被淹没；
(5)腐蚀结束之后，将A和B两片正极板栅取出，放入煮沸的糖碱溶液(葡萄糖：烧碱：水＝1:5:50)中10min去除表面腐蚀产物，取出后用纯水浸泡清洗，随后在真空干燥箱中105℃干燥30min，干燥后的板栅用电子天平称重，板栅重量w2A、w2B、；
(6)采用公式w＝w1-w2计算出每片板栅的失重量。具体见表1。
表1
从腐蚀失重量w来看，wA略大于wB，即A板栅的腐蚀速率比B板栅快，B板栅的耐腐蚀性能略优。
2、在腐蚀结束后的板栅纵向框筋中部取样，用金相显微镜观察框筋横向切面四周的腐蚀深度d，A和B两种板栅腐蚀后金相显微图见图1和图2，A板栅的腐蚀深度明显大于B板栅。证明本发明方法能准确反应板栅在酸液中的腐蚀情况。
3、分别持续记录两个腐蚀装置正负两端的电压作为恒流腐蚀电压曲线sA和sB，见图3。从恒流腐蚀电压曲线的高度来看，在整个腐蚀过程中，曲线sA基本在曲线sB的下方，可见B板栅的腐蚀电位更高。
对比例1
实施例1的测试方法中，如果不考虑板栅氧化层的重量，酸液腐蚀失重量的计算如表2所示。
表2
板栅原重量 腐蚀后重量 失重量 失重率
A 36.0706 26.6792 9.3914 26.04％
B 36.0874 26.6838 9.4036 26.06％
研究发现，板栅表面氧化层去除与否，对于板栅金属在酸液中的腐蚀进程影响不大，但是利用板栅失重量表征板栅耐腐蚀性能时，忽略板栅在空气中自然氧化的氧化层重量，不能准确反应板栅在酸液中的腐蚀情况。

Claims (9)

1.一种铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取若干种待测板栅，每种为两片，放入糖碱溶液中浸泡去除表面氧化物，取出后用纯水清洗，真空干燥后称重，记录单片待测板栅重量，记为w1；
(2)将去除表面氧化物的若干种待测板栅分别置于相对应的装有硫酸溶液的腐蚀装置中，每个腐蚀装置中的两片同种待测板栅之间保持间距，分别作为正极和负极；
(3)将所有腐蚀装置串联，进行恒流充电；
(4)充电结束后，将每个腐蚀装置中作为正极的待测板栅取出，按照步骤(1)的方法进行处理后称重，记为w2；
(5)采用公式w＝w1-w2计算出每种待测板栅的腐蚀失重量，根据w的数值比较若干种待测板栅的耐腐蚀性能。
2.如权利要求1所述的铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，其特征在于，糖碱溶液为葡萄糖、氢氧化钠和水的混合溶液，三者质量比为1:5:50。
3.如权利要求2所述的铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，其特征在于，待测板栅在糖碱溶液中浸泡5～10min。
4.如权利要求1所述的铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，其特征在于，真空干燥的温度为80-110℃，时间为30～60min。
5.如权利要求1所述的铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，其特征在于，每个腐蚀装置中正负极板栅之间的间距为2～10cm。
6.如权利要求1所述的铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，其特征在于，所述硫酸溶液的密度为1.25～1.40g/mL。
7.如权利要求1所述的铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，其特征在于，恒流充电过程中，每个腐蚀装置中的硫酸溶液等量，且保持板栅淹没在硫酸溶液中。
8.如权利要求1所述的铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，其特征在于，所述恒流充电的电流值＝电池额定容量/单个极群正极板片数×(0.15～0.50)。
9.如权利要求8所述的铅酸蓄电池板栅耐腐蚀性能对比测试方法，其特征在于，恒流充电时间为360～720h。
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