基于小極板的鉛粉電化學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電化學(xué)技術(shù)，具體涉及一種基于小極板的鉛粉電化學(xué)性能快速評(píng)價(jià)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛酸蓄電池從發(fā)明至今已經(jīng)歷了150余年的發(fā)展歷程，其在二次電池工業(yè)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位。目前國(guó)內(nèi)大多鉛酸蓄電池制造企業(yè)采用鉛粉作為鉛酸蓄電池的活性材料，其組成是指由70%?80%的PbO和20%?30%的自由鉛(Pb、Pb02和Pb3O4)組成的混合物。
[0003]由于鉛酸蓄電池的應(yīng)用早于現(xiàn)代電化學(xué)檢測(cè)方法的出現(xiàn)，目前，現(xiàn)有方法一般先制作成品電池，后測(cè)試其容量、循環(huán)指標(biāo)等。這類方法工藝流程長(zhǎng)，制作過(guò)程容易受干擾，且鉛粉量消耗大。中國(guó)實(shí)用新型專利說(shuō)明書(shū)CN202075263 U提供了一種《基于超微電極的鉛粉電化學(xué)性能檢測(cè)裝置》，利用超微電極作為工作電極，其中填充少量鉛粉。但這種方法只能測(cè)試鉛粉的性能和雜質(zhì)對(duì)鉛粉的影響，而無(wú)法探究電池制備過(guò)程中的工藝參數(shù)對(duì)鉛膏性能的影響，然而由于鉛粉量少，電化學(xué)測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供了一種基于小極板的鉛粉電化學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)，大大提高了檢測(cè)效率。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:該裝置包括對(duì)電極、參比電極、工作電極和電解槽，電解槽內(nèi)注有電解液，對(duì)電極、參比電極和工作電極的一端均插入電解槽，工作電極是2 6 ±
0.5mm X 28 ± 0.5mm X 3 ± 0.5 mm的板柵，板柵其內(nèi)涂覆用待評(píng)價(jià)鉛粉制備的鉛膏作為活性物質(zhì)。
[0006]本實(shí)用新型所述的對(duì)電極采用單片或雙片惰性電極，其表面積小于工作電極的表面積。
[0007]本實(shí)用新型所述工作電極的結(jié)構(gòu)為:板柵的頂部為突出的極耳，內(nèi)部有橫豎交錯(cuò)的脊柱。
[0008]本實(shí)用新型所述用待評(píng)價(jià)鉛粉制備的活性物質(zhì)鉛膏中，評(píng)價(jià)鉛粉的使用量6-8g，由評(píng)價(jià)鉛粉的視密度而定。
[0009]采用填充用待評(píng)價(jià)鉛粉制備的鉛膏活性物質(zhì)的小極板結(jié)合了上述兩種現(xiàn)有技術(shù)方法的優(yōu)勢(shì)，并且有效的避免了兩者的劣勢(shì)。既可以縮短工藝流程，減少鉛粉消耗量，提高測(cè)試效率，還可以提高實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性。既可以利用鉛粉和膏制備的生極板直接進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試，也可以利用化成后的熟極板進(jìn)行測(cè)試。既可以獲得評(píng)價(jià)電池的性能，也可以直接評(píng)價(jià)鉛粉的電化學(xué)性能，還可以對(duì)電池制作工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)，如固化溫度、化成工藝參數(shù)、碳材料等活性物質(zhì)添加劑對(duì)電池性能的影響等。
[0010]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011](I)本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有鉛粉性能檢測(cè)方法的局限性，提供了一種基于超微電極的鉛粉電化學(xué)性能檢測(cè)裝置，消耗電極活性物質(zhì)較少，工藝流程短，實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性高，檢測(cè)效率高。
[0012](2)使用小極板測(cè)試鉛膏的電化學(xué)性能，無(wú)需制作成品電池，縮短測(cè)試周期，減少了電池裝配以及加入添加劑等過(guò)程，不但可以檢測(cè)鉛粉的電化學(xué)性能，還可以探究固化溫度、化成工藝參數(shù)等電池制作等工藝參數(shù)對(duì)活性物質(zhì)性能的影響。也可以評(píng)價(jià)碳材料等活性物質(zhì)添加劑對(duì)電池性能的影響
[0013](3)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以減少活性物質(zhì)的消耗，有效降低高效率探測(cè)的成本。
[0014](4)本實(shí)用新型裝置可直接連接電化學(xué)工作站，實(shí)施循環(huán)伏安、交流阻抗等的電化學(xué)檢測(cè)。這些檢測(cè)可以迅速得到鉛膏電荷容量、循環(huán)性能等。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型提供的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1中工作電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)借助附圖和實(shí)例更加詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)用新型，但以下實(shí)施例僅是說(shuō)明性的，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受這些實(shí)施例的限制。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的檢測(cè)裝置包括對(duì)電極2、參比電極3、工作電極4和電解槽5，電解槽5內(nèi)注有電解液6，對(duì)電極2、參比電極3和工作電極4的一端均插入電解槽5，在工作電極4內(nèi)涂覆有活性物質(zhì)7，活性物質(zhì)即為待檢測(cè)對(duì)象，如待評(píng)價(jià)鉛粉制備的鉛膏活性物質(zhì)。待評(píng)價(jià)鉛粉的使用量8 go
[0019]對(duì)電極2采用單片或雙片惰性電極(如:鉑片電極、金片電極)，表面積小于工作電極。參比電極3采用硫酸亞汞電極。檢測(cè)池為可密封的用于電化學(xué)檢測(cè)的專用三口燒瓶或電解槽。三個(gè)電極置于電解槽5中，其間距通過(guò)電解槽蓋子的孔距固定。
[0020]如圖2所示，工作電極4的結(jié)構(gòu)為:板柵41的頂部為突出的極耳42，內(nèi)部存在橫豎交錯(cuò)的脊柱43。所述橫豎交錯(cuò)的脊柱43為上下等間距排布多條橫向脊柱(橫向?qū)щ娊顥l)、一條縱向脊柱(縱向?qū)щ娊顥l)，所述橫向脊柱與縱向脊柱形成格柵。
[0021 ]實(shí)例:
[0022]將對(duì)電極2、參比電極3、工作電極4(使用鉛鈣合金熔融后鑄模制成)三電極體系連接在電化學(xué)工作站I上，進(jìn)行循環(huán)伏安(CV)和電化學(xué)阻抗(PEIS)測(cè)試。CV測(cè)試的測(cè)試參數(shù)可以為:dE/dt = 0.1?100 mV/s，20 mV/s最優(yōu)(根據(jù)評(píng)價(jià)鉛粉用量，可相應(yīng)的增加或減少掃描速度);當(dāng)測(cè)試正極活性物質(zhì)時(shí)，Ei=0.5 V、Ef=l.5 V，當(dāng)測(cè)試負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，Ei=-0.5V、Ef=-1.5 Vc3PEIS測(cè)試的參數(shù)可以為:Vpp=5 mV，頻率范圍200 KHz?50 mHz。
[0023]通過(guò)本實(shí)用新型進(jìn)行CV測(cè)試可得到不同鉛膏的循環(huán)伏安圖，比較其氧化還原峰的大小可以獲得不同鉛膏的電荷容量性能信息。同時(shí)，對(duì)同一鉛膏進(jìn)行多次CV測(cè)試，可通過(guò)鉛膏多次循環(huán)后的電荷容量變化得到其循環(huán)性能信息。
[0024]經(jīng)試驗(yàn)后證實(shí)了本實(shí)用新型所說(shuō)的優(yōu)點(diǎn)，獲得了低成本下的高效率電化學(xué)檢測(cè)信息，工藝流程短，實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性高，檢測(cè)效率高。
[0025]以上所述為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，但本實(shí)用新型不應(yīng)該局限于該實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。所以凡是不脫離本實(shí)用新型所公開(kāi)的精神下完成的等效或修改，都落入本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于小極板的鉛粉電化學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括電化學(xué)工作站(I)、對(duì)電極(2)、參比電極(3)、工作電極(4)和電解槽(5)，電解槽(5)內(nèi)注有電解液(6)，對(duì)電極(2)、參比電極(3)和工作電極(4)的一端均插入電解槽(5)，工作電極(4)為一 26 土0.5mm X 28 ± 0.5mm X 3 ± 0.5 mm的板柵，該板柵上涂覆用待評(píng)價(jià)鉛粉制備的活性物質(zhì)鉛膏。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小極板的鉛粉電化學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:對(duì)電極(2)采用單片或雙片惰性電極，其表面積小于工作電極(4)的表面積。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于小極板的鉛粉電化學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:工作電極(4)的結(jié)構(gòu)包括板柵(41)、脊柱(43)，板柵(41)的頂部為突出的極耳(42)，板柵(41)內(nèi)部有橫豎交錯(cuò)的脊柱(43)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小極板的鉛粉電化學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述用待評(píng)價(jià)鉛粉制備的活性物質(zhì)鉛膏中，評(píng)價(jià)鉛粉的使用量6-8 go
【專利摘要】一種基于小極板的鉛粉電化學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)，包括對(duì)電極、參比電極、工作電極和電解槽，電解槽內(nèi)注有電解液，對(duì)電極、參比電極和工作電極的一端均插入電解槽，工作電極是26±0.5mm×28±0.5mm×3±0.5mm的板柵，板柵其內(nèi)涂覆用待評(píng)價(jià)鉛粉制備的鉛膏作為活性物質(zhì)。本實(shí)用新型用待評(píng)價(jià)鉛粉制備的鉛膏活性物質(zhì)的小極板結(jié)合了現(xiàn)有技術(shù)方法的優(yōu)勢(shì)，并且有效的避免了其劣勢(shì)。既可以縮短工藝流程，減少鉛粉消耗量，提高測(cè)試效率，還可以提高實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性；既可以獲得評(píng)價(jià)電池的性能，也可以直接評(píng)價(jià)鉛粉的電化學(xué)性能，還可以對(duì)電池制作工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)，如固化溫度、化成工藝參數(shù)、碳材料等活性物質(zhì)添加劑對(duì)電池性能的影響等，大大提高了檢測(cè)效率。
【IPC分類】G01N27/416
【公開(kāi)號(hào)】CN205246596
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521080397
【發(fā)明人】楊家寬, 李富元, 董金鑫, 張偉, 胡雨辰, 王俊雄, 王琴, 楊丹妮, 吳旭, 梁莎, 胡敬平, 王進(jìn), 周鋒
【申請(qǐng)人】湖北金洋冶金股份有限公司, 華中科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日