[发明专利]一种用于检测蓄电池正极板铅膏软化程度的装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于检测蓄电池正极板铅膏软化程度的装置，包括导轨台、检测台和检测头，检测头包括安装架、检测针脚和位移传感器；一种检测方法，步骤包括(1)解剖蓄电池，取出正极板；(2)将正极板固定在检测台顶面；(3)将检测针脚的针脚球下压入正极板表面下方n，水平移动检测台使针脚球在正极板的表面铅膏中滑动，位移传感器检测滑动结束后针脚球下压入正极板表面的深度；(4)采用步骤(3)相同方法检测若干次，计算深度的平均值h；(5)以k作为评价软化程度指标，k＝n‑h，k值越小表示软化程度越大；本发明的测试方法简单，操作容易，结果准确可靠，依据测试结果在电池设计过程中对技术方案做出调整，延长蓄电池的寿命。

技术领域

本发明涉及蓄电池检测技术领域，具体涉及一种用于检测蓄电池正极板铅膏软化程度的装置和方法。

背景技术

铅酸蓄电池是一种将化学能转化为电能的装置，属于二次电池。充电过程将电能转化为化学能储存在活性物质中；放电时，将储存在活性物质中的化学能转化为电能。正极活性物质软化脱落是影响电池寿命的一个重要原因，也是目前电池较为普遍的失效模式。电池极板活性物质分别是二氧化铅、多孔金属铅。二氧化铅有α和β两种结晶变体。α-PbO2沉积时可得到1μm的较大颗粒，颗粒间结合紧密并具有较大的硬度；而β-PbO2变体为细小的针状晶体，晶间结合力差。活性物质在充放电循环过程中，α-PbO2逐渐转化为β-PbO2，并且充放电过程中活性物质的体积变化将引起正极铅膏的软化、脱落。P.Lailler等人认为，随着循环寿命的增加β-PbO2也继续增加，活性物质的表面也从4m2/g降到2.5m2/g，使得β-PbO2与板栅失去接触效果，从而造成正极活性物质软化脱落。

而蓄电池在实际使用过程中，正极板软化程度不一样，有的极板出现浅表软化，有的出现深度软化，如何防止或减缓正板软化是技术人员一直要攻克的难题；目前对正极活性物质软化脱落情况，主要通过肉眼感官判断。对故障电池在充电过程时，抽出一些电解液，观察电解液如果发现发红或发黑，严重的会是墨黑或呈现泥浆状，说明电池正极板已经软化。从正极板外观看，极板开始是坚硬的，随着不当使用及使用周次的增加，极板软化开始发生，发展，逐渐的变松软直到变成糊状。正极板的软化使得极板上的活性物质减少，极板上表面积下降，导致电池的容量大大下降。铅酸蓄电池正极板软化，活性物质的脱落是不可避免的。随着充放电周次的增加，极板上活性物质表面收缩，使小孔集聚增多，使大孔不断增加，破坏了正极板的结构，导致正极板的活性物质软化脱落。

目前检测正板活性物质的软化的方法除了肉眼观察外还有其他的一些方法，例如公告号为CN105140578B的专利公开了一种检测铅酸蓄电池正极活性物质软化程度的方法，包括以下步骤：(1)解剖电池，取出需要测试的正极板；(2)将正极板干燥后，称重，记录重量为M1；(3)将干燥后的正极板浸入蒸馏水中，超声振荡处理一段时间；(4)将正极板取出，干燥，称重，记录重量为M2；(5)计算得到正极活性物质的软化度X，X＝(M1-M2)/M1；步骤(2)和步骤(4)中，所述干燥的温度为80℃，时间为2h；步骤(3)中，所述超声的条件为53KHz，时间为5～20min,该方案通过称量超声振荡处理前后正极板的重量，来判断正极活性物质的软化度，而重量的变化不能直观的体现出软化程度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于合理、直观、准确检测蓄电池正极板铅膏软化程度的装置。

一种用于检测蓄电池正极板铅膏软化程度的装置，包括：

导轨台，设有直线导轨；

检测台，设于所述导轨台上，顶面用于放置待检测极板，底面设有与所述直线导轨配合的滑块，所述检测台可沿所述直线导轨平移，检测台上设有用于固定待检测极板的固定机构；

检测头，可升降地设于所述导轨台的一侧，包括安装架、检测针脚和位移传感器，所述安装架上设有水平的铰接轴，所述检测针脚中部设有供铰接轴穿过的铰接孔，检测针脚的一端设有所述位移传感器，另一端设有用于触碰极板表面的针脚球。