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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邓成智
李桂发
刘玉
梅园
孔春凤
郭志刚
陈跃武
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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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
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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
[0007] 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。
[0008] -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:
[0009] (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wl;
[0010] (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;
[0011] (3)将所有腐蚀装置串联,进行恒流充电;
[0012] (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;
[0013] (5)采用公式w=wl-w2计算出每种待测板栅的腐蚀失重量,根据《的数值比较若干 种待测板栅的耐腐蚀性能。
[0014] w的数值越小,表明该种板栅的耐腐蚀性能越好。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 作为优选,待测板栅在糖碱溶液中浸泡5~lOmin。
[0019] 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°C,时间为30~60min。更为优 选,105°C真空干燥30min。
[0020] 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2~10 cm 〇
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023]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X (0.15 ~0.50)〇
[0024]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。
[0025]本发明具备的有益效果:
[0026] (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。
[0027] (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
[0028] 图1为实施例1中板栅A腐蚀后金相显微图。
[0029] 图2为实施例1中板栅B腐蚀后金相显微图。
[0030] 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
[0031] 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。
[0032] 实施例1
[0033] 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:
[0034] (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1 Omin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°C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;
[0035] (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;
[0036] (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;
[0037] (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;
[0038] (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lOmin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3〇111;[11,干燥后的板栅用电子天平称重,板栅重量¥24、'»28、;
[0039] (6)采用公式w=wl_w2计算出每片板栅的失重量。具体见表1。
[0040] 表 1
Figure CN106323852AD00051
[0042] 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。
[0043] 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。
[0044] 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。
[0045] 对比例1
[0046] 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。
[0047] 表 2
Figure CN106323852AD00061
[0049]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wl; (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 = wl-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5~1 Omin。
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°C,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X (〇. 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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