CN108387797A - 一种用于检测蓄电池电极材料性能的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测蓄电池电极材料性能的装置和方法。所述装置包括模拟电池槽的密封容器，所述密封容器内设置有用于夹持电池隔板的夹板，所述夹板上具有用于填装电极材料的通孔，所述装置还包括穿过密封容器壁分别抵住两块夹板并覆盖所述通孔的正、负电极；所述密封容器上还设置有注酸孔，所述注酸孔上设置有安全阀。本发明装置以及采用该装置的检测方法以模拟电池的形式来检测电极材料的性能效果，可实现快速装配与拆卸，物质定量准确，实现了定重量、定反应面积，检测结果更加可靠，更具比对作用。同时，缩短了待检测的电极材料制样周期，也避免了如板栅填充面积及填充量等的诸多不利因素。

Description

一种用于检测蓄电池电极材料性能的装置和方法

技术领域

本发明涉及铅蓄电池原材料检测技术领域，特别是涉及一种用于检测蓄电池电极材料性能的装置和方法。

背景技术

铅蓄电池至今已有150余年的历史，且应用领域非常广泛。随着市场对电池性能的要求越来越高，为得到性价比更好的电池，研究人员对铅蓄电池电极材料的研究从无间断，一直在努力寻找性能更优、成本更低的电极材料与添加剂材料。对一种新的极板铅膏添加剂，一般会采用常规生产工艺进行和膏、涂板、固化及后续的电池组装化成，最后对比电池性能测试结果，往往得到的结果重现性较差。铅蓄电池的工艺是极其复杂且难于控制的特点，再加上极板填充量与填充面积不尽相同，众多的变量因素对分析比对新材料的性能是不利的。

授权公告号为CN206451781U的中国实用新型专利公开了一种圆形模拟铅酸蓄电池单体装置，具体涉及一种圆形模拟铅酸蓄电池单体装置，包括上部圆盘和底部圆盘，底部圆盘的上端设置侧壁，上部圆盘上开有正负极柱装接口和加酸口，上部圆盘和底部圆盘的外围设置多个通孔，通孔内插装螺栓，侧壁与上部圆盘之间加装密封垫。

授权公告号为CN202421473U的中国实用新型专利公开了一种单体蓄电池模拟装置，所述的有机玻璃框、有机玻璃边板经外力叠合组成一体，所述的有机玻璃框设置加液口和安全阀，所述的有机玻璃框内腔放置电池极群，所述的电池极群包括正极群、负极群，所述正极群包括正极板、汇流排和正极柱，所述的负极群包括负极板、汇流排和负极柱，所述的正、负极群的极柱分别通过有机玻璃框的极柱孔引出。

授权公告号为CN206451780U的中国实用新型专利公开了一种方形模拟铅酸蓄电池单体装置，包括壳体，壳体的上端设置上盖，壳体和上盖的两侧套装压紧橡胶条，上盖的下端套装密封条，上盖的盖体上分别开设极柱安装孔和排气孔，排气孔内安装排气栓，极柱安装孔内安装极柱，极柱的下端套装极柱垫片。

上述现有技术中，需要模拟铅蓄电池单体的装置均需要将电极材料制备成极板，然后组装成极群结构后，再放置到模拟装置中组装成一个单体电池的结构，这虽然部分解决了需要完全制备成电池样品进行检测的问题，但将电极材料制成极板后再组装成极群的步骤依旧较多、制样过程繁琐，且由于样品量太小，往往样品间差异较大，使得结果重现性较差。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种用于检测蓄电池电极材料性能的装置和方法，以模拟电池的形式来检测环电极材料的性能效果，可实现快速装配与拆卸，物质定量更为准确，实现了定量、定反应面积，检测结果更加可靠，更具比对作用。

一种用于检测蓄电池电极材料性能的装置，包括模拟电池槽的密封容器，所述密封容器内设置有用于夹持电池隔板的夹板，所述夹板上具有用于填装电极材料的通孔，所述装置还包括穿过密封容器壁分别抵住两块夹板并覆盖所述通孔的正、负电极；所述密封容器上还设置有注酸孔，所述注酸孔上设置有安全阀。

所述密封容器包括管状本体以及与管状本体两端配合的密封盖，所述正、负电极穿过所述密封盖。使用这种结构相对于其他结构来说，拆、装均比较方便，且内部清洗也方便，无死角。

所述密封盖与管状本体两端螺纹连接。密封盖可以是具有内螺纹与管状本体的外螺纹配合，或者密封盖具有外螺纹而管状本体具有内螺纹，两者均能实现功能，但从装配的简单性以及密封效果的容易达到来说，密封盖具有内螺纹而管状本体具有外螺纹这种结构比较优选。

所述正、负电极与密封盖螺纹配合。

所述密封盖上设置有与正、负电极配合的孔柱。孔柱具有内螺纹，正、负电极上具有与孔柱螺纹配合的外螺纹，孔柱的设置用于增加密封盖与正、负电极的配合路径。

所述正、负电极上设置有限位环，所述限位环与密封盖内侧面之间设置有第一密封圈。组装时，限位环位于密封盖内侧，限位环一方面限定了正、负电极装配后伸入密封容器的长度，保证具有合理的装配压力。在限位环与密封盖之间设置第一密封圈，可以保证正、负电极与密封盖之间的密封效果，并且由于第一密封圈具有一定的弹性，可以在一定范围内协调正、负电极伸入密封容器的长度，从而协调装配压力。

所述管状本体的端面与密封盖之间设置有第二密封圈。第二密封圈用于增强密封盖与管状本体之间的密封效果。由于第二密封圈直径较大，可以在管状本体或密封盖上相应的位置设置一个环形的容置槽，用于放置、定位第二密封圈。

所述夹板与管状本体的内壁沿轴向滑动配合，所述管状本体的内壁面设有沿轴向布置的滑槽，所述夹板的外周沿设有与所述滑槽配合的凸起。当然，在管状本体的内壁设置为凸起的滑轨，夹板上设置为与滑轨配合的凹槽也具有一样的效果，但从加工的简便性上来说，在管状本体内壁上开设滑槽要比设置凸起的滑轨容易。

所述夹板的外周沿设有在检测时供电解液通过的缺口。如果夹板的外周面与管状本体的内壁配合的间隙较小，则管状本体内的电解液在夹板两侧的流通不畅，设置了缺口后，便于电解液的流动。

本发明还提供了一种使用所述装置检测蓄电池电极材料性能的方法，包括以下步骤：

(1)将待检测的正、负极材料和膏后涂覆在夹板的通孔内，按极板固化工艺处理后备用；

(2)组装密封容器与正、负电极，使正、负电极分别抵住步骤(1)所得的分别装有正、负极材料的两块夹板，两块夹板之间用隔板隔开；

(3)组装完成后，灌注电解液并化成后进行检测。

本发明装置通过将电极材料填装在夹板的通孔中，夹板相当于板栅结构，夹板与填装的电极材料一起组合成极板，两夹板中一个装填正极材料，一个装填负极材料，由于通孔大小固定，可以实现每次所装填电极材料的量保持一致，两夹板中间使用隔板隔开，隔板与两个极板及电极材料组成一个极群结构，然后分别抵住两块夹板的正、负电极一方面提供了装配的压力，一方面与极群电连接。组装完成后，通过注酸孔灌注电解液，然后化成得到成品电池用于相关参数的检测。

本发明装置以及采用该装置的检测方法以模拟电池的形式来检测电极材料的性能效果，可实现快速装配与拆卸，物质定量准确，实现了定重量、定反应面积，检测结果更加可靠，更具比对作用。同时，缩短了待检测的电极材料制样周期，也避免了如板栅填充面积及填充量等的诸多不利因素。

附图说明

图1为本发明装置的爆炸结构示意图。

图2为本发明装置的立体结构示意图。

图3为本发明装置的剖视图。

具体实施方式

实施例1

如图1～3所示，一种用于检测蓄电池电极材料性能的装置，包括模拟电池槽的密封容器，密封容器内设置有用于夹持电池隔板5的两块夹板4，夹板4上具有用于填装电极材料6的通孔41，本发明装置还包括穿过密封容器壁分别抵住两块夹板4并覆盖通孔41的正、负电极3。夹板4相当于板栅结构，夹板4与填装的电极材料6一起组合成极板，两夹板4中一个装填正极材料，一个装填负极材料，夹板4上的通孔41相当于板栅一栅格，如果通孔41的面积过大时，可以在通孔41内设置筋条，相当于蓄电池板栅的横、竖筋条。

在一种优选的实施方式中，密封容器包括管状本体1以及与管状本体1两端配合的密封盖2，正、负电极3穿过密封盖2。使用这种结构相对于其他结构来说，拆、装均比较方便，且内部清洗也方便，无死角。

密封盖2与管状本体1两端螺纹连接。密封盖2可以是具有内螺纹与管状本体1的外螺纹配合，或者密封盖2具有外螺纹而管状本体1具有内螺纹，两者均能实现功能，但从装配的简单性以及密封效果的容易达到来说，密封盖2具有内螺纹而管状本体1具有外螺纹这种结构比较优选。密封盖2外表面具有扳手作用位33，方便在组装和拆卸时使用扳手进行操作。

管状本体1的端面与密封盖2之间设置有第二密封圈10。第二密封圈10用于增强密封盖2与管状本体1之间的密封效果。由于第二密封圈10直径较大，可以在管状本体1或密封盖2上相应的位置设置一个环形的容置槽，用于放置、定位第二密封圈10。如图3所示，在该实施方式中，环形的容置槽12设置在管状本体1上。

正、负电极3与密封盖2螺纹配合。密封盖2上设置有与正、负电极3配合的孔柱21。孔柱21具有内螺纹，正、负电极3上具有与孔柱21螺纹配合的外螺纹，孔柱21的设置用于增加密封盖2与正、负电极3的配合路径，使连接强度较大、密封效果较好。正、负电极3位于外侧的一端设有扳手作用位33，方便使用扳手组装和拆卸。正、负电极3的材料为纯铅或铅合金，与铅蓄电池常用的极柱的材料一致。

正、负电极3上设置有限位环31，限位环31与密封盖2内侧面之间设置有第一密封圈9。组装时，限位环31位于密封盖2内侧，限位环31一方面限定了正、负电极3装配后伸入密封容器的长度，保证具有合理的装配压力。在限位环31与密封盖2之间设置第一密封圈9，可以保证正、负电极3与密封盖2之间的密封效果，并且由于第一密封圈9具有一定的弹性，可以在一定范围内协调正、负电极3伸入密封容器的长度，从而协调装配压力。正、负电极3抵住两块夹板4的一端具有支撑板32，支撑板32由正、负电极3的端部直径扩大所得，用于覆盖夹板4上的通孔41，即覆盖住通孔41内填充的电极材料6。

夹板4与管状本体1的内壁沿轴向滑动配合，管状本体1的内壁面设有沿轴向布置的滑槽11，夹板4的外周沿设有与滑槽11配合的凸起42。当然，在管状本体1的内壁设置为凸起的滑轨，夹板4上设置为与滑轨配合的凹槽也具有一样的效果，但从加工的简便性上来说，在管状本体1内壁上开设滑槽11要比设置凸起的滑轨容易。

夹板4的外周沿设有在检测时供电解液通过的缺口43。如果夹板4的外周面与管状本体1的内壁配合的间隙较小，则管状本体1内的电解液在夹板两侧的流通不畅，设置了缺口43后，便于电解液的流动。

密封容器上还设置有注酸孔7，注酸孔7上设置有安全阀8。在一种优选的实施方式中，如图1～3所示，密封容器包括管状本体1以及与管状本体1两端配合的密封盖2，注酸孔7设于其中一个密封盖2上，安全阀8可以是使用整体安全阀，在通过注酸孔7加完电解液后，整体安装到注酸孔7；也可以是如图1和3所示的那种与注酸孔7合二为一的形式，在密封盖2上沿着注酸孔7的边沿凸起两圈，内圈形成阀柱81，阀柱81上安装阀帽82，外圈围成阀腔，外圈顶面封盖有盖片83，盖片83上设有泄压孔84，加酸完成后依次安装阀帽82和盖片83，阀帽82具有一定弹性，在内部压力超过预设值时，阀帽82被顶起，内部压力释放。

使用时，先将待检测的正、负极材料和膏后涂覆在夹板4的通孔41内，按极板固化工艺处理后备用；然后组装，组装时，先将两个正、负电极3分别与两个密封盖2旋紧，旋紧前在正、负电极3上套上第一密封圈9，然后将没有设置注酸孔7的密封盖2与管状本体1旋紧，两者之间放置一第二密封圈10，然后依次放入两填充有电极材料6的夹板4，两夹板4之间放置隔板5，然后旋上设置注酸孔7的密封盖2，密封盖2与管状本体1之间设置一第二密封圈10，旋紧后，验证密封性，由注酸孔7通入一定压力的压缩空气后不泄气说明密封性没问题，然后通过注酸孔7灌注电解液并化成，化成后进行电池性能的检测以确定待检测的电极材料的性能。

Claims (10)

1.一种用于检测蓄电池电极材料性能的装置，其特征在于，包括模拟电池槽的密封容器，所述密封容器内设置有用于夹持电池隔板的夹板，所述夹板上具有用于填装电极材料的通孔，所述装置还包括穿过密封容器壁分别抵住两块夹板并覆盖所述通孔的正、负电极；所述密封容器上还设置有注酸孔，所述注酸孔上设置有安全阀。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封容器包括管状本体以及与管状本体两端配合的密封盖，所述正、负电极穿过所述密封盖。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述密封盖与管状本体两端螺纹连接。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述正、负电极与密封盖螺纹配合。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述密封盖上设置有与正、负电极配合的孔柱。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述正、负电极上设置有限位环，所述限位环与密封盖内侧面之间设置有第一密封圈。

7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述管状本体的端面与密封盖之间设置有第二密封圈。

8.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述夹板与管状本体的内壁沿轴向滑动配合，所述管状本体的内壁面设有沿轴向布置的滑槽，所述夹板的外周沿设有与所述滑槽配合的凸起。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述夹板的外周沿设有在检测时供电解液通过的缺口。

10.一种使用如权利要求1～9任一所述装置检测蓄电池电极材料性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待检测的正、负极材料和膏后涂覆在夹板的通孔内，按极板固化工艺处理后备用；

(2)组装密封容器与正、负电极，使正、负电极分别抵住步骤(1)所得的分别装有正、负极材料的两块夹板，两块夹板之间用隔板隔开；

(3)组装完成后，灌注电解液并化成后进行检测。