本發(fā)明涉及鉛蓄電池質(zhì)量檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于檢測極板活性物質(zhì)軟化程度的裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

鉛酸蓄電池今已有150余年的歷史，且應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。近些年，電動車憑其較好的代步性能、較低的存放場地要求和出色的價格優(yōu)勢在我國迅猛發(fā)展，得益于此，蓄電池產(chǎn)業(yè)也得到了迅速的發(fā)展。

鉛酸蓄電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，屬于二次電池。充電過程將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在活性物質(zhì)中；放電時，將儲存在活性物質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。放電時，正極pbo2轉(zhuǎn)化為pbso4，活性物質(zhì)體積膨脹，，雖然轉(zhuǎn)化為體積更大的pbso4，由于負極活性物質(zhì)比較軟，更容易壓縮，負極并沒有膨脹的傾向。正極板pbo2相對難壓縮，反復(fù)充放電后，正極板反復(fù)連續(xù)膨脹引起活性物質(zhì)之間結(jié)合力變?nèi)?，直至斷裂脫落，形成孤島粒子。

實際使用過程，電池軟化程度不一樣，有的極板表面薄薄的一層出現(xiàn)軟化，有的軟化程度較深，整體活性物質(zhì)都軟化。在對電池進行失效原因查找分析過程中，軟化程度的界定會影響到實際生產(chǎn)的工藝改善措施。另外，軟化程度也是判斷電池質(zhì)量好壞的一個重要因素。因此，極板軟化程度的檢測具有重要意義。

公開號為cn105140578a的中國發(fā)明專利公開了一種檢測鉛酸蓄電池正極活性物質(zhì)軟化程度的方法，，包括以下步驟：(1)解剖電池，取出需要測試的正極板；(2)將正極板干燥后，稱重，記錄重量為m1；(3)將干燥后的正極板浸入蒸餾水中，超聲振蕩處理一段時間；(4)將正極板取出，干燥，稱重，記錄重量為m2；(5)計算得到正極活性物質(zhì)的軟化度x，x＝(m1-m2)/m1。該方法通過將正極板在超聲震蕩處理然后掉落的質(zhì)量所占比例來表征正極板軟化程度，震蕩過程正極板的內(nèi)部鉛膏與表面的鉛膏一樣受到震蕩，使得震蕩過程掉落的質(zhì)量有一部分可能是由于檢測過程造成的活性物質(zhì)之間的松動，而不是鉛蓄電池實際使用過程中造成極板軟化，從而活性物質(zhì)之間結(jié)合松動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中沒有很好的手段來表征極板活性物質(zhì)軟化程度的問題，提供了一種用于檢測極板活性物質(zhì)軟化程度的裝置及利用該檢測裝置檢測極板軟化程度的方法。

一種用于檢測極板活性物質(zhì)軟化程度的裝置，包括：

萬能測試儀，具有底座和可豎直升降的中梁，所述中梁上設(shè)有上夾具接頭，底座上設(shè)有下夾具接頭；

用于固定支撐極板水平設(shè)置的測試平臺；

測試時覆于所述極板上的滑塊，正對極板的表面設(shè)置有至少三個針腳；

拉動滑塊相對極板滑移的拉繩，一端連接滑塊，另一端繞過滑輪連接所述上夾具接頭。

所述測試平臺下方設(shè)有支撐桿和支撐座，所述支撐座與下夾具接頭插接，并通過插銷固定。

所述支撐座包括上支撐座和下支撐座，上支撐座與測試平臺一端固定連接，下支撐座與下夾具接頭插接，所述上支撐座與下支撐座通過萬向節(jié)連接。

所述下支撐座上套設(shè)有與下夾具接頭配合的鎖緊螺母。

所述支撐桿與測試平臺中部螺紋連接，并且穿套有固定螺母。

所述支撐桿下方設(shè)有支撐板，支撐板通過螺栓與底座固定連接。

所述測試平臺遠離萬能測試儀的一端設(shè)有限位塊，所述限位塊通過插銷固定在測試平臺上。除了極板之外，對于其他一些檢測的樣品，有些可以通過一端掛在限位塊上進行固定。

所述測試平臺上設(shè)有與極板兩側(cè)緣配合的壓板。

本發(fā)明還提供了一種利用所述裝置檢測極板軟化程度的方法，包括：

將極板固定在測試平臺上，滑塊壓在極板上，啟動萬能測試儀，勻速拉動滑塊，記錄拉力，計算極板與針腳之間的摩擦系數(shù)μ(即保持靜止的極板與運動的滑塊之間的摩擦系數(shù))，以1/μ表征極板的軟化程度。摩擦系數(shù)是指兩表面間的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。當物體沿水平方向勻速運動時，摩擦系數(shù)μ＝f/(mg)，則1/μ＝mg/f，其中，f為滑塊水平方向受到的拉力f，m為滑塊的質(zhì)量(如果滑塊上增加砝碼，則為滑塊與砝碼質(zhì)量之和)，g為重力加速度，通常取值9.8m/s²。

本發(fā)明方法通過將極板固定在水平設(shè)置的測試平臺上，然后滑塊的針腳插入極板活性物質(zhì)中，通過萬能測試儀勻速水平拉動滑塊至拉力保持穩(wěn)定，計算摩擦系數(shù)μ，以1/μ表征極板的軟化程度，值越大軟化程度越高，本發(fā)明裝置是實現(xiàn)本發(fā)明方法的專用設(shè)備。本發(fā)明方法可以快速、準確的表征極板活性物質(zhì)軟化程度、生極板或熟極板活性物質(zhì)的結(jié)合強度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明裝置不含萬能測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明裝置不含萬能測試儀的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1～3所示，一種用于檢測極板活性物質(zhì)軟化程度的裝置，包括：萬能測試儀1、測試平臺2、滑塊3、拉繩4。萬能測試儀1具有底座11和可豎直升降的中梁12，中梁12上設(shè)有上夾具接頭13，底座11上設(shè)有下夾具接頭14。

測試平臺2水平設(shè)置，其下方設(shè)有支撐桿6和支撐座7。支撐座7共一個，位于測試平臺2的軸線上。支撐座7包括上支撐座71和下支撐座72，上支撐座71與測試平臺2一端固定連接。下支撐座72與下夾具接頭14插接，下支撐座72插入下夾具接頭14部分具有供插銷16穿過的插銷孔75，兩者通過插銷16固定。由于僅僅依靠插銷16進行固定時，下支撐座72與下夾具接頭14之間可能還存在松動，所以下支撐座72上套設(shè)有與下夾具接頭14配合的鎖緊螺母74，鎖緊螺母74向下旋緊使其與下夾具接頭14緊緊抵住，使下支撐座72受到向上提升的力，從而使下支撐座72與下夾具接頭14完全固定，不會發(fā)生松動。上支撐座71與下支撐座72通過萬向節(jié)73連接。

支撐桿6與測試平臺2中部螺紋連接，支撐桿6上部的螺紋段62上還穿套有固定螺母61，固定螺母61將支撐桿6與測試平臺2完全固定，避免兩者之間可能發(fā)生松動。支撐桿6共有兩個，沿測試平臺2軸線對稱設(shè)置在兩側(cè)。支撐桿6下方設(shè)有支撐板15，支撐板15通過螺栓與底座11固定連接，支撐桿6底部為圓頭63，圓頭63以方面自身體積較大，重量較重，另一方面與支撐板15相對接觸面積較小，使支撐桿6盡量保持豎直狀態(tài)，從而測試平臺2保持水平狀態(tài)。

測試平臺2遠離萬能測試儀1的一端設(shè)有限位塊9，限位塊9通過插銷91固定在測試平臺2上。除了極板之外，對于其他一些檢測的樣品，有些可以通過一端掛在限位塊9上進行固定。測試平臺2上靠近限位塊9處設(shè)有壓板8，壓板8為測試平臺兩個的兩塊，通過螺栓與測試平臺2固定。兩塊壓板8用于與極板兩側(cè)緣配合將極板壓緊固定。測試平臺2靠近萬能測試儀1的一端具有滑輪5，滑輪5通過滑輪安裝座51安裝在測試平臺2上。

檢測時，先將待檢測的極板用兩塊壓板8壓住，通過螺栓將壓板8固定，從而將極板壓緊固定在測試平臺2上。滑塊3壓在極板上，其正對極板的表面設(shè)置有至少三個針腳31，針腳31上設(shè)有刻度，使針腳31插入極板的活性物質(zhì)一定深度，拉繩4一端連接滑塊3，另一端繞過滑輪5連接上夾具接頭13。測試平臺2依靠一端的支撐座7與中部的兩根支撐桿6支撐固定，并保持水平狀態(tài)，支撐座7的上支撐座71與下支撐座72之間通過萬向節(jié)73連接，所以只需通過調(diào)節(jié)支撐桿6的高度(即通過旋轉(zhuǎn)支撐桿6使伸入測試平臺內(nèi)的長度改變)使測試平臺2保持水平。然后啟動萬能試驗儀1，中梁12上升，勻速拉動滑塊3運行一定距離，至拉力基本保持穩(wěn)定，滑塊3運動過程中確保針腳31插入極板活性物質(zhì)中的深度保持基本不變，必要時，可以在滑塊3上放置一定質(zhì)量的砝碼或重物，增加壓力，從而減小在測試平臺2發(fā)生輕微傾斜時，在運動過程中空氣產(chǎn)生作用力的影響。計算獲得極板與針腳31之間的摩擦系數(shù)μ(即保持靜止的極板與運動的滑塊之間的摩擦系數(shù))，以1/μ表征極板的軟化程度，對于相同類型的極板，其1/μ的值越大表示軟化程度越高。

實施例2

(1)解剖300次循環(huán)充放電的12ah電池，取出正極板a；

(2)將正極板放置于測試平臺上，用壓板固定；

(3)在滑塊(重量100g)上放置一定質(zhì)量的砝碼(重量500g)，使滑塊下面的針腳深入活性物質(zhì)約1mm深度；

(4)啟動萬能試驗機，勻速水平拉動滑塊運行500mm，至拉力f基本保持穩(wěn)定(35n)；

(5)計算摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)μ＝f/(mg)，其中g(shù)為重力加速度(取值9.8m/s²)，所以1/μ＝mg/f＝(100+500)×9.8÷35＝168。

同樣采用上述方法，測量另一塊循環(huán)后、未經(jīng)水洗干燥的極板b。經(jīng)計算，該極板1/μ為82，則認定極板a的軟化程度更高。

實施例3

(1)取某公司固化后的正極板a；

(2)將正極板放置于測試平臺上，用壓板固定；

(3)在滑塊(重量95g)上放置一定質(zhì)量的砝碼(重量1000g)，使滑塊下面的針腳深入活性物質(zhì)約1mm深度；

(4)啟動萬能試驗機，勻速水平拉動滑塊運行500mm，至拉力f基本保持穩(wěn)定(122n)；

(5)計算摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)μ＝f/(mg)，其中g(shù)為重力加速度(取值9.8m/s²)，所以1/μ＝mg/f＝(95+1000)×9.8÷122＝87.9。

同樣采用上述方法，測量另一塊固化后的極板b。經(jīng)計算，該極板1/μ為95.6，則認定極板a活性物質(zhì)的結(jié)合強度更高，極板b的軟化程度較高。