CN102353606B - 一种胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法，用浊度法测不同浓度的标准液的浊度值，并绘制浓度与浊度关系相对应的标准曲线。将待测样品分成不同位置的试样进行检测其中电解质的气相二氧化硅质量百分比浓度，利用超声机将固定在隔板中的电解质均匀分散到添加的蒸馏水中，过滤出滤液，再测出滤液的浊度值，并从标准曲线中找到对应的稀释后的电解质中气相二氧化硅的质量百分比浓度，测出每份试样隔板作为滤渣的干重，计算出未稀释的隔板中胶体电解质中气相二氧化硅的质量百分比浓度，比较不同样品不同位置的试样之间的浓度差异，表征胶体电池灌胶后胶体分布的均匀性。

Description

一种胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法

技术领域

本发明涉及一种胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法，尤其是使用超细玻璃纤维隔板的动力型胶体电池中胶体电解质分布均匀性的检测方法。

背景技术

铅酸蓄电池中使用胶体电解质对产品的好处是寿命更长，低荷电态循环能力更强，但是传统的胶体电池是使用瓦楞状隔板，该种隔板明显的缺点是电阻较大，该类胶体电池不宜作为动力电池。动力型胶体电池，需选用电阻更小的AGM隔板或玻璃丝复合隔板做胶体电解质的载体，此类隔板没有瓦楞状有利于电解质流动的通道，会阻碍胶体电解质中的二氧化硅团聚体在隔板中的分布均匀性。因此，用AGM隔板或玻璃丝复合隔板做胶体电池，电解质在隔板中分布均匀性的检测尤为重要。因为隔板材质的主要成分也是二氧化硅，且胶体电解质中是含有硫酸成分，所以用普通的化学方法不能检测出气相二氧化硅在隔板中的质量百分比浓度值，还停留在依靠感官目测或电池实际性能检测结果来判断灌胶效果。前者人为的影响因素多，后者周期长，且不能作为生产过程质量监控手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法，根据光散射原理引入浊度法，检测胶体电池隔板中不同部位单位重量的隔板中含有二氧化硅的量，依据检测结果差异大小来衡量胶体电池灌胶的均匀性。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法，包括以下步骤：

A.配制标准电解质：配制和待检体系液体成分相同的溶液，分成20份，分别向其中加入气相二氧化硅，配制成二氧化硅质量百分比浓度从0.05％到1％，浓度梯度为0.05％的标准电解质；

B.测标准电解质浊度：用浊度仪分别测上述20份标准电解质的浊度值；

C.绘制标准曲线：根据标准电解质的浊度值与其气相二氧化硅质量百分比浓度的关系绘制浊度随浓度变化的标准曲线；

D.制备试样：分别截取待测样品的同一片隔板的几个不同部位做试样，并编号；

E.稀释试样电解质：将取得的试样分别置于烧杯中，并精确称重烧杯重记为G₀，连同试样重记为G₁，再向烧杯中加入5～30倍(G₁-G₀)的蒸馏水，连同烧杯总重记为G₂，将超声机的超声棒置于烧杯中间进行超声分散直至气相二氧化硅在乳液中均匀分散；

F.确定气相二氧化硅的质量百分比浓度：将超声分散后的乳液过滤，用浊度仪测量滤液的浊度，如果前后两次浊度相同，则记录该乳液的浊度值，并通过标准曲线查得乳液中气相二氧化硅的质量百分比浓度，记为x；

G.确定试样隔板重量：上述乳液过滤前需烘干滤纸并称重，滤纸重记为g₀，过滤后将滤渣用蒸馏水水洗至pH为6.5～7范围内，然后抽真空烘干至恒重，滤纸和滤渣总重记为g₁；

H.计算试样电解质的浓度：电解质中二氧化硅质量百分比浓度X：

$X=\frac{(G_2-G_0)-(g_1-g_0)}{(G_1-G_0)-(g_1-g_0)}\·x$

I.比较样品各试样之间浓度差异：比较各试样中二氧化硅质量百分比浓度，其相对标准值的偏差小于5％则说明胶体电解质在隔板中分布比较均匀，相对标准值的偏差超过5％，则需要改善灌胶效果。

作为优选，所述步骤E中超声机频率为20～80kHz。

作为优选，所述步骤G中将滤渣用蒸馏水水洗至pH为6.5～7范围内，在40～80℃下抽真空烘干。

与现有技术相比，本发明的优点是：量化分析出电解质灌注入超细玻璃纤维隔板或玻璃丝复合隔板后的胶体电解质中的固质量百分比浓度。检测速度快，灵敏度高，重现性好，对胶体电池灌胶效果的评价具有直接的指导意义。

附图说明

图1为本发明胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法的流程图

图2为隔板取样部位示意图

图3为二氧化硅胶体电解质浓度-浊度对应标准曲线

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步描述。

图1所示为本发明胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法，包括以下步骤：

A.配制标准电解质。配制和待检体系液体成分相同的溶液，分成20份，分别向其中加入气相二氧化硅，配制成质量百分比浓度0.05％、0.10％、......、1％浓度梯度为0.05％的标准胶体电解质。

B.测标准电解质浊度。用浊度仪分别测20份标准电解质的浊度值。

C.绘制标准曲线。根据标准电解质的浊度值与其气相二氧化硅浓度的关系绘制浊度随浓度变化的标准曲线(如图3所示)。

D.制备试样。解剖待测样品，剥离待测样品的隔板，用陶瓷剪刀分别取待测样品的隔板的上、中、下三个部位(如图2，对应附图标记1、2、3)，并编号。

E.稀释试样中胶体电解质。将取得的试样分别置于烧杯中，并精确称重烧杯重G₀，连同试样重G₁，再向烧杯中加入10倍(G₁-G₀)的蒸馏水，连同烧杯总重记为G₂。将超声机超声棒置于烧杯中间，选用40kHz频率超声至气相二氧化硅在乳液中均匀分散。

F.确定气相二氧化硅的质量百分比浓度。将超声分散后的乳液过滤，用浊度仪测量滤液的浊度，如果前后两次浊度相同，则认为气相二氧化硅已经从隔板中被完全超声，已均匀分散至乳液中。并记录对应均匀分散的乳液的浊度值，并通过标准曲线查得乳液中气相二氧化硅的质量百分比浓度，记为x；

G.测试样隔板重量。过滤前需烘干滤纸并称重，记滤纸重为g₀，将滤渣用蒸馏水水洗至pH为6.5～7范围内，在50℃下抽真空烘干至恒重，及滤纸和滤渣总重g₁。待测样品的隔板的上、中、下三个部位的测试数据如下表：

H.计算试样电解质的浓度。将上表中G₀、G₁、G₂、g₀、g₁以及x_上、x_中、x_下的值带入电解质中二氧化硅质量百分比浓度X计算公式：

$X=\frac{(G_2-G_0)-(g_1-g_0)}{(G_1-G_0)-(g_1-g_0)}\·x$

即可计算得到X_上、X_中、X_下分别为X_上＝4.42％、X_中＝4.25％、X_下＝4.31％

I.比较样品各试样之间浓度差异。比较上中下三部分隔板电解质中二氧化硅质量百分比浓度X_上、X_中、X_下三者之间关系，其相对标准偏差为1.99％＜5％。检测样品的胶体电解质在隔板中分布胶均匀。

本发明胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法用浊度法测不同浓度的标准液的浊度值，并绘制浓度与浊度关系相对应的标准曲线。将待测样品分成不同位置的试样进行检测其中电解质的气相二氧化硅质量百分比浓度，利用超声机将固定在隔板中的电解质均匀分散到添加的蒸馏水中，过滤出滤液，再测出滤液的浊度值，并从标准曲线中找到对应的稀释后的电解质中气相二氧化硅的质量百分比浓度，测出每份试样隔板作为滤渣的干重，计算出未稀释的隔板中胶体电解质中气相二氧化硅的质量百分比浓度，比较不同样品不同位置的试样之间的浓度差异，表征胶体电池灌胶后胶体分布的均匀性。

Claims (3)

1.胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

A.配制标准电解质：配制和待检体系液体成分相同的溶液，分成20份，分别向其中加入气相二氧化硅，配制成二氧化硅质量百分比浓度从0.05%到1%，浓度梯度为0.05%的标准电解质；

B.测标准电解质浊度：用浊度仪分别测上述20份标准电解质的浊度值；

C.绘制标准曲线：根据标准电解质的浊度值与其二氧化硅质量百分比浓度的关系绘制浊度随浓度变化的标准曲线；

D.制备试样：分别截取待测样品的同一片隔板的几个不同部位做试样，并编号；

E.稀释试样电解质：将取得的试样分别置于烧杯中，并精确称重烧杯重记为G₀，连同试样重记为G₁，再向烧杯中加入5~30倍（G₁-G₀）的蒸馏水，连同烧杯总重记为G₂，将超声机的超声棒置于烧杯中间进行超声分散直至气相二氧化硅在乳液中均匀分散；

F.确定二氧化硅的质量百分比浓度：将超声分散后的乳液过滤，用浊度仪测量滤液的浊度，如果前后两次浊度相同，则记录该乳液的浊度值，并通过标准曲线查得乳液中二氧化硅的质量百分比浓度，记为x；

G.确定试样隔板重量：上述乳液过滤前需烘干滤纸并称重，滤纸重记为g₀，过滤后将滤渣用蒸馏水水洗至pH为6.5~7范围内，然后抽真空烘干至恒重，滤纸和滤渣总重记为g₁；

H.计算试样电解质的浓度：电解质中二氧化硅质量百分比浓度X：

$X=\frac{(G_2-G_0)-(g_1-g_0)}{(G_1-G_0)-(g_1-g_0)}\·x$

I.比较样品各试样之间浓度差异：比较各试样中二氧化硅质量百分比浓度，其相对标准值的偏差小于5%则说明胶体电解质在隔板中分布比较均匀，相对标准值的偏差超过5%，则需要改善灌胶效果。

2.根据权利要求1所述胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法，其特征在于：所述步骤E中超声机频率为20~80kHz。

3.根据权利要求1所述胶体电池中胶体分布均匀性的检测方法，其特征在于：所述步骤G中将滤渣用蒸馏水水洗至pH为6.5~7范围内，在40~80℃下抽真空烘干。

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