CN112834385B - 一种检测胶体蓄电池电解液密度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测胶体蓄电池电解液密度的方法。本发明通过滴定法得到硫酸质量，进一步的得到胶体蓄电池电解液密度。本发明的测试胶体蓄电池成品电解液密度的方法简单，容易操作实现，结果准确可靠，测试结果可左右胶体蓄电池设计优化，成品密度选择的有效依据，选择合适的胶体蓄电池成品电解液密度，可有效延长蓄电池使用寿命。

Description

一种检测胶体蓄电池电解液密度的方法

技术领域

本发明属于胶体铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种检测胶体蓄电池电解液密度的方法。

背景技术

胶体蓄电池具有长寿命，电解液存储在胶体电解质中，不易产生分层现象，作为铅酸蓄电池行业的高端产品，应用广泛，主要应用领域有储能、电力、太阳能、风能、风电互补工程、通信、数据机房、UPS等，其循环性能优越，备用使用寿命长。胶体蓄电池成品电解液密度与其循环寿命息息相关，成品密度过高蓄电池腐蚀速率加剧，大大缩短了胶体蓄电池的使用寿命，而成品电解液密度成为胶体蓄电池工艺设计，寿命长短的关键因素。

目前，国内并没有针对胶体蓄电池密度有相关检测方法，因为胶体蓄电池成品密度因含有纳米级二氧化硅，采用传统的无法将纯硫酸从成品电解液中完全分离出来，只能采用高端精密仪器才可实现，难度较大，而且费用较高，而胶体蓄电池成品密度的大小关系到蓄电池使用寿命，同时作为优化设计的依据，若成品电解液密度较低，电池容量不足，自放电大，维护成本较高，成品密度较高，则容易造成蓄电池在使用过程中始终处于高密度状态，在长时间的高密度环境下，加剧胶体蓄电池的腐蚀，活性物质的脱落，从而影响了蓄电池的使用寿命。

综上所述，如何实现对胶体蓄电池成品密度的检测，作为胶体蓄电池加酸密度设计的一种重要的评价标准，而合理、科学、准确地判定胶体蓄电池成品密度作为设计选用提供判断依据，如何提供一种准确判断胶体蓄电池密度情况是目前本发明急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种检测胶体蓄电池电解液密度的方法，本发明提供的方法可以准确判断胶体蓄电池电解液的密度。

本发明提供了一种检测胶体蓄电池电解液密度的方法，包括以下步骤：

1)从待检测的胶体蓄电池中拆解出电解液胶块，称量其中一份重量记做Ma；

2)将所述电解液胶块与去离子水混合，得到胶体溶液；

向所述胶体溶液中加入甲基红-次甲基蓝指示剂后，用浓度为C mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定至所述胶体溶液由紫红色变为浅绿色为终点，记录所述氢氧化钠标准溶液的用量的毫升数值V，通过式I所示公式计算电解液胶块中硫酸的质量A：

A＝(C×V×98.08)/(2×1000)  式I

3)再选取一份电解液胶块称重记做Mb，然后进行灼烧，得到的灼烧残留物的质量记做Mc，按照式II计算灼烧残留物的质量分数B：

B＝Mb/Mc×100％  式II

4)按照式III计算胶体电池电解液中硫酸的质量百分比浓度为D，通过硫酸密度和浓度对照关系，得到胶体蓄电池电解液密度。

D＝{A/[1×(1-B)]}×100％  式III

本发明首先从待检测的胶体蓄电池中拆解出电解液胶块，选取较为干净的电解液胶块，分为若干份后密封放置。

称量其中一份重量记做Ma，然后将称量好的电解液胶块与去离子水混合，得到胶体溶液。

在本发明的一些具体实施方式中，所述Ma＝1g±0.001g。所述胶体溶液的体积为100ml。

向所述胶体溶液中加入甲基红-次甲基蓝指示剂后，用浓度为C mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定至所述胶体溶液由紫红色变为浅绿色为终点，记录所述氢氧化钠标准溶液的用量的毫升数值V，通过式I所示公式计算电解液胶块中硫酸的质量A：

A＝(C×V×98.08)/(2×1000)  式I

式I中，98.08为硫酸的摩尔质量数值，单位为g/mol。2为进行滴定过程中氢离子与氢氧根的摩尔比。

所述加入甲基红-次甲基蓝指示剂的量为2～3滴。

接着，再选取一份电解液胶块称重记做Mb，然后进行灼烧，得到的灼烧残留物的质量记做Mc，按照式II计算灼烧残留物的质量分数B：

B＝Mb/Mc×100％  式II

具体的，对空瓷坩埚称重记录重量G0，逐渐加入电解液胶块，对盛有电解液胶块Mb的瓷坩埚进行称重记录重量G1；

然后采用马沸炉进行灼烧，灼烧后放入真空干燥箱内进行干燥，从干燥箱内取出瓷坩埚，放到常温干燥器内冷却至室温后称重记录G2，按照式IV计算灼烧残留物质量分数B；

B＝(G2-G0)/(G1-G0)×100％  式IV

其中，所述灼烧的温度为500～600℃，时间为1h。

所述干燥的温度为500℃，干燥时间为1h。所述冷却时间为4～6h。

最后，按照式III计算胶体电池电解液中硫酸的质量分数为D，通过硫酸密度和浓度对照关系，得到胶体蓄电池电解液密度。

D＝{A/[  1×(1-B)]  }×100％  式III

与现有技术相比，本发明提供了一种检测胶体蓄电池电解液密度的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)从待检测的胶体蓄电池中拆解出若干电解液胶块，称量其中一份重量记做Ma；2)将所述电解液胶块与去离子水混合，得到胶体溶液；向所述胶体溶液中加入甲基红-次甲基蓝指示剂后，用浓度为C mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定至所述胶体溶液由紫红色变为浅绿色为终点，记录所述氢氧化钠标准溶液的用量的毫升数值V，通过式I所示公式计算电解液胶块中硫酸的质量A：A＝(C×V×98.08)/(2×1000)式I 3)再选取一份电解液胶块称重记做Mb，然后进行灼烧，得到的灼烧残留物的质量记做Mc，按照式II计算灼烧残留物的质量分数B：B＝Mb/Mc×100％式II 4)按照式III计算胶体电池电解液中硫酸的质量百分比浓度为D，通过硫酸密度和浓度对照关系，得到胶体蓄电池电解液密度。D＝{A/[1×(1-B)]}×100％式III。本发明的测试胶体蓄电池成品电解液密度的方法简单，容易操作实现，结果准确可靠，测试结果可左右胶体蓄电池设计优化，成品密度选择的有效依据，选择合适的胶体蓄电池成品电解液密度，可有效延长蓄电池使用寿命。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的检测胶体蓄电池电解液密度的方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1：

(1)采用待测1只胶体蓄电池进行解剖；

(2)取解剖后胶体电池单体较为干净的胶块，并采用自封袋做好密封；

(3)将胶块移至化验室，采用锥形瓶称量一份质量为Ma＝1.000g的胶块；

(4)对Ma＝1.000g胶块放置在锥形瓶中采用100ml去离子水进行稀释，然后采用滴定法，即加甲基红-次甲基蓝指示剂2～3滴，用1mol/L氢氧化钠标准液滴定至溶液由紫红色变为浅绿色为终点，记录氢氧化钠标准溶液的实际浓度的数值C＝1mol/L，氢氧化钠标准溶液的用量的数值V＝6.67ml。对所取胶块进行滴定测试，计算硫酸质量测试结果为A，A＝(1×6.67×98.08)/(2×1000)＝0.3271g；

(5)对空瓷坩埚称重记录G0＝502.016g，加入质量为Mb＝10.000g胶块胶样称重记录G1＝512.016g，然后采用马沸炉在500℃进行灼烧1h，灼烧后放入真空干燥箱内500℃进行干燥1h，从干燥箱内取出瓷坩埚，放到常温干燥器内冷却至室温后内称其质量干燥后称重记录G2＝503.322，并对其前后质量变化做好记录，计算灼烧残留物质量分数测试结果为B＝(503.322-502.016)/(512.016-502.016)×100％＝13.06％；

(6)计算得出胶体电池成品电解液中硫酸的质量分数(浓度)为D＝{0.3271/[1×(1-13.06％)]}×100％＝37.62％。

查硫酸密度浓度对照表，得出胶体电池成品电解液密度d＝1.287g/cm³。

复现验证：

(1)取解剖后胶体电池单体较为干净的胶块，并采用自封袋做好密封；

(2)将胶块移至化验室，采用锥形瓶称量一份质量为Ma＝1.000g的胶块；(3)对Ma＝1.000g胶块放置在锥形瓶中采用100ml去离子水进行稀释，然后采用滴定法即.加甲基红-次甲基蓝指示剂2～3滴，用1mol/L氢氧化钠标准液滴定至溶液由紫红色变为浅绿色为终点，记录氢氧化钠标准溶液的实际浓度的数值C＝1mol/L，氢氧化钠标准溶液的用量的数值V＝6.74ml。对所取胶块进行滴定测试，计算硫酸质量测试结果为A，A＝(1×6.74×98.08)/(2×1000)＝0.3305g；

(4)对空瓷坩埚称重记录G0＝502.033g，加入质量为Mb＝10.000g胶块胶样称重记录G1＝512.033g，然后采用马沸炉在500℃进行灼烧1h，灼烧后放入真空干燥箱内500℃进行干燥1h，从干燥箱内取出瓷坩埚，放到常温干燥器内冷却至室温后内称其质量干燥后称重记录G2＝503.405，并对其前后质量变化做好记录，计算灼烧残留物质量分数测试结果为B＝(503.405-502.033)/(512.033-502.033)×100％＝13.72％；

(5)计算得出胶体电池成品电解液硫酸的质量分数(浓度)为D＝{0.3305/[1×(1-13.72％)]}×100％＝38.30％。

查硫酸密度浓度对照表，得出胶体电池成品电解液d＝1.293g/cm³。与首次测量结果偏差约0.4％，偏差较小。

对比验证：

(1)取解剖后胶体电池单体较为干净的胶块，并采用自封袋做好密封；

(2)将胶块移至化验室，采用玻璃棒将胶块捣碎并不断进行搅拌，使其“水化”成液体胶状物；

(3)将量筒放置精度为0.001g的电子秤上并清零，然后将已成“水化”状态的液体胶体物缓缓的倒入量筒中，当液体胶状物达到刻度V＝50ml刻度时停止，并记录此时质量为Ma＝64.924g；

(4)根据密度计算方法：ρ＝Ma/V计算液体胶状物的密度为：ρ＝64.924/50＝1.298g/ml(cm³)，因此方法未排除胶体电解液中的其他成分，测试结果作为参考，但总体与以上实施例和复现验证基本一致，说明以上方法更准确可靠。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种检测胶体蓄电池电解液密度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)从待检测的胶体蓄电池中拆解出电解液胶块，称量其中一份重量记做Ma；

2)将所述电解液胶块与去离子水混合，得到胶体溶液；

向所述胶体溶液中加入甲基红-次甲基蓝指示剂后，用浓度为C mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定至所述胶体溶液由紫红色变为浅绿色为终点，记录所述氢氧化钠标准溶液的用量的毫升数值V，通过式I所示公式计算电解液胶块中硫酸的质量A：

A＝(C×V×98.08)/(2×1000) 式I

3)对空瓷坩埚称重记录重量G0，逐渐加入电解液胶块，对盛有电解液胶块Mb的瓷坩埚进行称重记录重量G1；

然后采用马沸炉进行灼烧，灼烧后放入真空干燥箱内进行干燥，从干燥箱内取出瓷坩埚，放到常温干燥器内冷却至室温后称重记录G2，按照式IV计算灼烧残留物质量分数B；

B＝(G2-G0)/(G1-G0)×100％ 式IV

4)按照式III计算胶体电池电解液中硫酸的质量分数为D，通过硫酸密度和浓度对照关系，得到胶体蓄电池电解液密度。

D＝{A/[1×(1-B)]}×100％ 式III

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灼烧的温度为500～600℃，时间为1h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为500℃，干燥时间为1h；所述冷却时间为4～6h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Ma＝1g±0.001g。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述胶体溶液的体积为100ml。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加入甲基红-次甲基蓝指示剂的量为2～3滴。