[发明专利]一种X射线衍射内标法测定固化产物中3BS、4BS含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测方法，尤其涉及一种X射线衍射内标法测定铅酸蓄电池极板固化产物中3BS、4BS含量的方法。

背景技术

铅酸电池（Lead-acid battery）电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。自法国人普兰特（G.Plante）于1859年发明铅酸蓄电池，已经历了近150年的发展历程，铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域，铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。近年来，随着城市化的加速和城市范围的扩大，交通流量剧增。虽然汽车等交通工具发展迅速，但受到使用价格相对昂贵和油价上涨等因素的影响，使电动自行车以其轻捷、方便、价格低廉等优势，在国内市场深受广大消费者的欢迎。铅酸蓄电池因性价比高、功率特性好，自放电小，价格便宜，近年来在电动自行车中又得到了应用。

铅酸蓄电池传统固化工艺是通过低温固化形成三碱式硫酸铅（3BS），3BS经化成后得到颗粒较细β-PbO₂，使电池具有较高的初期容量。而通过高温固化能使生极板形成四碱式硫酸铅（4BS），4BS经化成后得到颗粒较大α-PbO₂，能提高电池的使用寿命和后期容量。形成合理的3BS和4BS配比，对提高铅酸蓄电池的使用寿命具有重要的作用。由于3BS和4BS化学组成相似，传统的检测方法不能检测3BS、4BS的含量。

X射线衍射物相定量分析已被广泛地运用于材料科学与工程研究中结晶相的定量分析。X射线衍射物相定量分析的根据是：样品中每个相衍射谱线的强度随该相含量的增加而提高。

目前很少有关于测定固化产物中3BS、4BS含量方法的介绍，由于没有解决峰重叠的问题，运用标准卡片库提供的K值测定3BS、4BS含量极不准确。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有测定固化产物中3BS、4BS含量方法少，由于没有解决峰重叠的问题，运用标准卡片库提供的K值测定3BS、4BS含量极不准确的缺陷而提供一种方便简捷、精确度高的X射线衍射内标法测定铅酸蓄电池极板固化产物中3BS、4BS含量的方法。

为了实现上述目地，本发明采用以下技术方案：

一种X射线衍射内标法固化产物中测定3BS、4BS含量的方法，所述方法包括固化产物的定性及含量估计、内标法标准曲线的绘制、固化产物含量测定。

在本技术方案中，固化产物的定性及含量估计：利用 X射线衍射定性分析，铅膏经高温固化后，主要产物是PbO、3BS、4BS，根据合膏工艺硫酸的加入量，可以计算出固化产物中3BS和4BS的总含量范围，其他的少量产物忽略，从而可以得出产物中PbO含量范围；内标法标准曲线的绘制：选取分析纯的pbO、3BS、4BS配制待测样品，加入恒定比例的内标物至待测样品中，配制系列3BS、4BS含量不同的，PbO、内标物含量恒定的内标物-PbO-3BS-4BS的四元混合样品；为了使标准曲线使用范围适用于所有的固化产物，取PbO含量范围的最小值为基底；将配制的混合样品用研钵研磨2h以上使其充分混匀，再根据X射线衍射峰不能重叠的原则分别选取样品中内标物及3BS、4BS的待测衍射峰，制样后用X射线衍射仪测定待测衍射峰，记录3BS或4BS与内标物待测衍射峰的积分强度比，绘制含量—积分强度比标准曲线；

固化产物含量测定：取固化后的极板，球磨至颗粒能过200～300目筛子，加入内标物，混合样品用研钵研磨2h以上使其充分混匀，内标物在样品中的比例与标准曲线绘制时的比例相同，制样后用X射线衍射仪测定内标物及3BS、4BS的待测衍射峰，记录3BS（或4BS）与内标物待测衍射峰的积分强度比，分别在3BS、4BS标准曲线上查到3BS、4BS的含量。

作为优选，固化产物的定性及含量估计是将铅膏经固化后，用X射线衍射定性，然后根据合膏工艺硫酸的加入量计算固化产物中3BS与4BS的含量范围。

作为优选，内标法标准曲线的绘制是首先将纯的氧化铅，3BS、4BS配制成标准样品，加入内标物，然后使用X射线衍射测定标准样品并得到内标物、3BS及4BS的待测衍射峰，记录内标物、3BS及4BS的待测衍射峰的积分强度比，绘制含量-积分强度比标准曲线。