[发明专利]一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置及检测方法

说明书

发明提供了一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，包括高压气源、控制器、导气总成、橡胶伸缩袋、夹具和支座，高压气源用于为导气腔提供气压，控制器用于控制阀门的开闭，导气腔分别与第一连接管、第二连接管和导气支管连通，导气支管为橡胶袋体提供气压；本发明还提供了一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测方法，包括将橡胶伸缩袋置于栅格内部、向橡胶袋体不断充排气以交替向栅格加载和卸载压力载荷、停止测试并记录结果等步骤。本发明提供的检测装置结构简单、性能稳定、易于定制，对应的检测方法操作简便、准确性好且节约气源。

技术领域

本发明涉及铅酸电池领域，特别涉及一种考虑物质膨胀效应的铅酸电池板栅强度仿真分析方法。

背景技术

铅酸电池因成本低廉、安全性能好、性能稳定等诸多优点，而广泛应用于国民经济和国防军事的各个部门。但是，铅酸电池的实际循环寿命较低，往往只有500次左右，远远低于其理论极限可以达到的水平。铅酸电池的循环寿命受到多种因素的影响，其中一个很关键的因素是铅酸电池充放电过程活性物质体积不断膨胀和缩小对板栅造成的挤压影响。由于板栅多由质地较软、弹性模量较小的铅或铅锡合金经冲压或连铸等工艺制成，这使得铅酸电池充放电循环过程中板栅反复交替性地受到活性物质的挤压，经数百次挤压后造成板栅强度破坏，出现裂纹，进而引起电流均匀度下降、导电能力变差和活性物质脱落等不良现象，最终造成铅酸电池容量等性能恶化，循环寿命终止。

铅酸电池厂家通常需要从设计和工艺这两个方面出发，保证铅酸电池板栅的合理强度以抵抗充放电循环过程中数百次的活性物质挤压。但是，由于板栅位于铅酸电池内部，其受到的反复挤压载荷来自于铅酸电池的充放电循环过程，目前公知的技术方案中，很难模拟真实度高的条件对板栅的强度性能进行有效测试。中国专利CN201410007485披露了一种蓄电池板栅筋条内气孔的快速检测方法，但这种方法主要通过对筋条进行单次挤压来发现气孔缺陷，无法方便准确地模拟测试板栅多次反复受到挤压载荷时的疲劳寿命。

因此，在现有的铅酸电池板栅检测技术基础上，如何设计铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置并发展相应的检测方法，准确地模拟铅酸电池长期充放电循环过程中活性物质反复膨胀效应带来的交替性载荷，进而获得特定的挤压力下板栅的疲劳寿命以更好地指导板栅的优化设计工作，最终提高铅酸电池的充放电循环次数，是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种模拟真实度高、操作方便、结构简单的铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，并提供其检测方法。

根据本发明的一个方面，提供一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，其技术方案是：一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，用于板栅(5)的疲劳寿命模拟检测，所述板栅(5)包括筋体(51)、极耳(52)和栅格(53)，所述检测装置包括高压气源(1)、控制器(2)、导气总成(3)、橡胶伸缩袋(4)、夹具(6)、支座(7)，所述导气总成(3)包括第一阀门(31)、第一连接管(32)、导气腔(33)、导气支管(34)、第二连接管(35)、第二阀门(36)和固定杆(37)，所述橡胶伸缩袋(4)包括橡胶袋管(41)和橡胶袋体(42)，所述夹具(6)包括夹头(61)和夹柄(62)，所述支座(7)包括支杆(71)和底座(72)；所述高压气源(1)与所述第二连接管(35)连通并为导气腔(33)提供气压；所述控制器(2)分别与第一阀门(31)和第二阀门(36)电性连接并控制第一阀门(31)和第二阀门(36)的开闭；所述第一阀门(31)与第一连接管(32)机械连接并用于开放或闭合第一连接管(32)与外界大气的连接；所述第二阀门(36)与第二连接管(35)机械连接并用于开放或闭合第二连接管(35)与高压气源(1)的连接；所述导气腔(33)分别与第一连接管(32)、第二连接管(35)和导气支管(34)连通；所述导气支管(34)和橡胶袋管(41)连通并为橡胶袋体(42)提供气压；所述橡胶袋体(42)放置于栅格(53)中；所述固定杆(37)和夹柄(62)分别与支杆(71)固定连接；所述夹头(61)夹持并固定极耳(52)。