CN115047042B - 一种铅酸蓄电池电化学测试方法及装置 - Google Patents

一种铅酸蓄电池电化学测试方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种铅酸蓄电池电化学测试方法及装置，所述装置包括：电化学工作站、测试模块；铅酸蓄电池设置有汇流排，所述铅酸蓄电池中的每个极板均通过汇流排连接到极柱，每一个极板与汇流排之间设置有开关，用于控制对应的极板与汇流排之间的通断；所述测试模块包括参比电极，辅助电极和工作电极；所述方法使用上述装置实现。通过在每一个极板与汇流排之间设置开关，使得每块极板可随意切换独立性从而实现对电池内任意一块极板上的电化学测试，使得对电池的检验不仅仅及于外部检验，提高了检验的全面性，并且在对电池内部进行检验时，无需对电池进行拆解，降低了检验的复杂性。

Description

一种铅酸蓄电池电化学测试方法及装置
技术领域
本发明涉及电池检验技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池电化学测试方法及装置。
背景技术
铅酸蓄电池主要应用于变电站/换流站直流电源、通讯电源、UPS电源、计算机及数据中心，处于浮充备用状态，承担自动化设备、继电保护、断路器跳合闸机构、自动装置等重要的直流负荷供电任务，当交流失电时，充电机不能输出直流电，蓄电池组作为唯一的直流电源对直流负荷进行供电，紧急情况下的蓄电池失效将可能导致变电站的重大运行事故。因此，蓄电池组是直流电源***的核心，其性能质量关乎电网设备的安全稳定运行。但是由于电网***中铅酸蓄电池出现容量不足、寿命短、可靠性低等问题，需要对投入运营的铅酸蓄电池进行专项检测。
现有技术中对铅酸蓄电池的检验主要是对电池外部进行检验，如对蓄电池进行核容，对电池开路端电压进行核验或对电池进行均充浮充检验等，但是上述检验方式只能反映电池的外部状态，由于铅酸蓄电池外壳是密封的，难以对其内部的正极、负极电化学反应的情况进行检验，无法获知电池内部电化学反应中存在的问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种铅酸蓄电池电化学测试方法及装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
一方面，本发明提出一种铅酸蓄电池电化学测试装置，包括：电化学工作站、测试模块；
所述测试模块包括参比电极，辅助电极和工作电极，其中，所述工作电极的接线与待测铅酸蓄电池的每一个所述正极板和所述负极板连接，所述待测铅酸蓄电池设置有汇流排，所述待测铅酸蓄电池中的每个正极板均通过正极汇流排连接到正极柱，所述待测铅酸蓄电池中的每个负极板均通过负极汇流排连接到负极柱；每一个所述正极板与所述正极汇流排之间设置有开关，所述开关用于控制对应的所述正极板与所述正极汇流排之间的通断；每一个所述负极板与所述负极汇流排之间设置有开关，所述开关用于控制对应的所述负极板与所述负极汇流排之间的通断；通过所述开关控制所述正极板与所述正极汇流排断开，将所述正极板作为工作电极，或者通过所述开关控制所述负极板与所述负极汇流排断开，将所述负极板作为工作电极；所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中；
所述电化学工作站与所述测试模块电连接，用于接收所述测试模块的反馈信号。
进一步的，所述参比电极为银-硫酸银参比电极。
进一步的，所述辅助电极为铂电极或碳电极。
第二方面，本发明提供一种采用上述任一实施例所述的铅酸蓄电池电化学测试装置的铅酸蓄电池电化学测试方法，包括：
对所述参比电极和所述辅助电极进行电极活化；其中，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中；
对每个电极板进行电极电位测试；其中，在对单个电极板进行电极电位测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述开关为断开的所述正极板或所述负极板在进行电极电位测试时作为所述工作电极。
进一步的，对所述参比电极和所述辅助电极进行电极活化的时间为12h。
第三方面，本发明提供一种采用上述任一实施例所述的铅酸蓄电池电化学测试装置的铅酸蓄电池电化学测试方法，包括：对所述参比电极和所述辅助电极进行电极活化；
其中，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中；
对每个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；其中，在对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述电极板在进行电极电位测试时作为所述工作电极。
进一步的，对每个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试，包括：
对所述电极板施加激扰动信号，接收回路中的反馈信号；
根据所述反馈信号，对所述电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试。
进一步的，对所述参比电极和所述辅助电极进行电极活化的时间为12h。
第四方面，本发明提供一种采用上述任一实施例所述的铅酸蓄电池电化学测试装置的铅酸蓄电池电化学测试方法，包括：
对所述铅酸蓄电池进行恒流充电；其中，所述正极板与所述汇流排之间设置的开关和所述负极板与所述汇流排之间设置的开关处于闭合状态；
当充电至第一预设值时，停止充电，对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；其中，在对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述电极板在进行流阻抗测试和/或线性极化测试时作为所述工作电极，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中。
进一步的，还包括：
对所述铅酸蓄电池进行放电；其中，所述正极板与所述汇流排之间设置的所述开关处于闭合状态，所述负极板与所述汇流排之间设置的所述开关处于闭合状态；
当放电至第二预设值时，停止放电，对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；其中，在对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述电极板在进行流阻抗测试和/或线性极化测试时作为所述工作电极，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中。
进一步的，所述第一预设值为所述铅酸蓄电池额定容量的25％、50％、75％和100％。
进一步的，所述第二预设值为所述铅酸蓄电池额定容量的75％、50％、25％和0％。
进一步的，对所述开关为断开的所述正极板或所述负极板进行流阻抗测试和/或线性极化测试，包括：
对所述电极板施加激扰动信号，接收回路中的反馈信号；
根据所述反馈信号，对所述电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试。
本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法及装置，通过在每一个极板与汇流排之间设置开关，使得每块极板可在与蓄电池连通或者断开的状态间切换从而实现对电池内任意一块极板上的电化学测试，使得对电池的检验不仅仅及于外部检验，提高了检验的全面性，并且在对电池内部进行检验时，无需对电池进行拆解，降低了检验的复杂性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试装置的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的银-硫酸银参比电极在5％硫酸中的电位-时间曲线图。
图3为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图。
图4为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图。
图5为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图。
图6为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图。
图7为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1是本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试装置，包括：电化学工作站1和测试模块；
铅酸蓄电池设置有汇流排，所述铅酸蓄电池中的每个正极板2均通过正极汇流排3连接到正极柱4，所述铅酸蓄电池中的每个负极板5均通过负极汇流排6连接到负极柱7；每一个正极板2与正极汇流排3之间设置有开关8，开关8用于控制对应的正极板2与正极汇流排3之间的通断；每一个负极板5与负极汇流排7之间设置有开关9，开关9用于控制对应的负极板5与负极汇流排6之间的通断；
所述测试模块包括参比电极10，辅助电极11和工作电极，其中，所述工作电极的接线与所述铅酸蓄电池的每一个正极板2和负极板5连接，通过开关8控制正极板2与正极汇3流排断开，将正极板2作为工作电极，或者通过开关9控制负极板5与负极汇流排6断开，将负极板5作为工作电极；参比电极10和辅助电极11***所述铅酸蓄电池的电解液中；
电化学工作站1与所述测试模块电连接，用于接收所述测试模块的反馈信号。
具体的，本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试装置中的铅酸蓄电池，电池内部的所有正极板2均与正极汇流排3连接，正极汇流排3将所有正极板2的接线汇集后，与正极柱4连接，并且，每一个正极板2与正极汇流排3之间的接线上设置有一开关8。
开关8断开时，该正极板2从正极汇流排3中断开，与其他正极板2之间独立，以作为测量模块中的工作电极进行电化学测试。
当开关8闭合时，该正极板2与正极汇流排3接通，继续作为铅酸蓄电池的反应极板进行工作。
同样的，电池内部的所有负极板5均与负极汇流排6连接，负极汇流排6将所有负极板5的接线汇集后，与负极柱7连接，并且，每一个负极板5与负极汇流排6之间的接线上设置有一开关8。
开关9断开时，该负极板5从负极汇流排6中断开，与其他负极板5之间独立，以作为测量模块中的工作电极进行电化学测试。
当开关9闭合时，该负极板5与负极汇流排6接通，继续作为铅酸蓄电池的反应极板进行工作。
由此，当需要对铅酸蓄电池内部的极板的电化学性能进行检查时，无需完全对铅酸蓄电池进行拆解后，单独以该极板为工作电极组装三电极体系的测试装置进行测试。
所述测试模块，根据电化学三电极体系原理，设置有工作电极，参比电极10和辅助电极11。与所述工作电极相同，在进行电化学性能测试时，参比电极10和辅助电极11也***所述铅酸蓄电池的电解质溶液中。
如前所述，所述工作电极为选定的一待测正极板2或负极板5，断开与汇流排之间的开关，使该正极板2或负极板5与其他极板独立，作为所述工作电极，与参比电极10和辅助电极11构成三电极体系对极板进行电化学性能测试。
参比电极10在进行选取时，由于在测量两个电极的电势时，参比电极10不能被极化，即需要参比电极10电位保持稳定，一般的，参比电极10选取镉电极、汞-硫酸亚汞电极和银-硫酸银电极等。
对于镉电极，镉电极广泛应用于工业质量控制型的实验室，用来测量批量生产电池的电极电势，因为镉不会生成难溶性的硫酸盐，所以测量过程中电解液吸收的镉离子杂质很少，采用镉电极不会影响电池性能。
对于汞-硫酸亚汞电极，其主要应用于研究型的实验室，以及需要精确测量铅酸蓄电池电极电势的场合。
对于银-硫酸银电极，其较多应用于工业场景中。
辅助电极11与所述工作电极构成极化回路，通过电流以实现工作电极的极化。三电极体系测试要求辅助电极本身电阻小，并且不容易极化，辅助电极一侧的反应产物不能够影响工作电极的反应。例如，可以使用铂电极或碳电极作为辅助电极。
电化学工作站1与所述测试模块中的所述工作电极、参比电极10和辅助电极11电连接，向回路中施加激扰动信号并接收回路中的反馈信号。
本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试装置，通过在每一个极板与汇流排之间设置开关，使得每块极板可随意切换独立性从而实现对电池内任意一块极板上的电化学测试，使得对电池的检验不仅仅及于外部检验，提高了检验的全面性，并且在对电池内部进行检验时，无需对电池进行拆解，降低了检验的复杂性。
在上述各个实施例的基础上，进一步的，参比电极10为银-硫酸银参比电极。
具体的，虽然银-硫酸银参比电极较多应用于工业生成中，但目前市面上的型号尺寸、性能参数都不满足对铅酸蓄电池测试所需要求。
本发明实施例提供一种银-硫酸银参比电极，其稳定的性能能够解决上述问题。
背面发明实施例提供的银-硫酸银参比电极，为高纯度银丝，其上覆盖的硫酸银膜在制备时采用的极化电流密度为6mA/cm2、极化时间为20s。
图2为本发明实施例提供的银-硫酸银参比电极在5％硫酸中的电位-时间曲线图，如图2所示，本实施例提供的银-硫酸银参比电极在5％硫酸中连续测试40h后，电极电位稳定在166.8mV附近，其电位波动不超过1mV，表现出极强的电极电位稳定性。将本实施例提供的银-硫酸银参比电极用于三电极体系进行电化学性能测试时，由于其具有极强的电极电位稳定性，在测量两个电极的电势时，银-硫酸银参比电极难以被极化。
优选的，为了便于将参比电极10安装进工业用200Ah铅酸电池内部，本实施例提供的银-硫酸银参比电极尺寸设计为长度250mm×直径1mm，其上覆的硫酸银膜长度为125mm。
在上述各个实施例的基础上，进一步的，辅助电极11为铂电极或碳电极。
优选的，由于铂电极具有较好的电极性能稳定性，可以选用铂电极为辅助电极。并且，由于辅助电极11需要安装与铅酸电池正、负极板间的超细玻璃纤维膜中，为了便于安装，所述铂电极的尺寸设计为长125mm×宽8mm×厚1mm。
图3为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图，如图3所示，本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法，包括：
S101：对参比电极10和辅助电极11进行电极活化；其中，参比电极10和辅助电极11***所述铅酸蓄电池的电解液中；
该步骤中，在进行电化学测试前，对参比电极10和辅助电极11进行电极活化。
具体的，将参比电极10和辅助电极11预先***所述铅酸蓄电池内部反应池的电解液中，进行预设时间的电极活化。
优选的，电极活化的时间为12h。
S102：对每个电极板进行电极电位测试；其中，在对单个电极板进行电极电位测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板，所述开关为断开的所述正极板或所述负极板在进行电极电位测试时作为所述工作电极。
该步骤中，对待测的电极板进行电极电位测试。
具体的，由于铅酸蓄电池进行充放电时，其主要反应发生于正极板2和负极板5上，因此在对铅酸蓄电池内部反应情况进行检查时，对正极板2和负极板5上的电化学反应的情况进行检查是题中应有之义。
在参比电极10和辅助电极11活化后，对铅酸蓄电池内部的每一个电极板进行电极电位测试，在对当前的电极板进行测试前，断开该电极板与相应的汇流排之间的开关8，保持其他电极板与汇流排间的开关处于闭合状态，使所述电极板与其他电极板独立，以所述电极板作为工作电极，与电解液中的参比电极10和辅助电极11构成三电极体系对所述电极板进行电极电位测试。在对当前电极板的电极电位测试完成后，闭合该极板与汇流排之间的开关，使其重新接入铅酸蓄电池中，继续依次选取剩余待测的极板，重复上述步骤，完成对铅酸蓄电池内部所有极板的电极电位测试。
值得一提的是，铅酸蓄电池内部一般采用11块正极板和12块负极板的组合，或者12块正极板和13块负极板的组合，正极板与负极板之间交叉排列。
本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法，通过在每一个极板与汇流排之间设置开关，使得每块极板可随意切换独立性从而实现对电池内任意一块极板上的电化学测试，使得对电池的检验不仅仅及于外部检验，提高了检验的全面性，并且在对电池内部进行检验时，无需对电池进行拆解，降低了检验的复杂性。
图4为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图，如图4所示，本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法，包括：
S201：对参比电极10和辅助电极11进行电极活化；其中，参比电极10和辅助电极11***所述铅酸蓄电池的电解液中；
该步骤中，在进行电化学测试前，对参比电极10和辅助电极11进行电极活化。
具体的，将参比电极10和辅助电极11预先***所述铅酸蓄电池内部反应池的电解液中，进行预设时间的电极活化。
优选的，电极活化的时间为12h。
S202：对每个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；其中，在对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板，所述电极板在进行电极电位测试时作为所述工作电极。
该步骤中，对待测的电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试。
具体的，在参比电极10和辅助电极11活化后，电化学工作站1对铅酸蓄电池内部的电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试，选取一待测电极板，在对该电极板进行测试前，断开该电极板与相应的汇流排之间的开关8，保持其他电极板与汇流排间的开关处于闭合状态，使所述电极板与蓄电池断开，以所述电极板作为工作电极，与电解液中的参比电极10和辅助电极11构成三电极体系对所述电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试。在对当前电极板的交流阻抗测试和/或线性极化测试完成后，闭合该极板与汇流排之间的开关8，使其重新接入铅酸蓄电池中。
继续依次选取剩余待测的电极板，重复上述步骤，完成对铅酸蓄电池内部所有极板的交流阻抗测试和/或线性极化测试。
本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法，通过在每一个极板与汇流排之间设置开关，使得每块极板可随意切换独立性从而实现对电池内任意一块极板上的电化学测试，使得对电池的检验不仅仅及于外部检验，提高了检验的全面性，并且在对电池内部进行检验时，无需对电池进行拆解，降低了检验的复杂性。
图5为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图，如图5所示，S202：对每个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；包括：
S2021：对所述电极板施加激扰动信号，接收回路中的反馈信号；
该步骤中，通过电化学工作站1对作为工作电极的电极板施加激扰动信号，收集反馈信号。
具体的，在工作电极、参比电极10和辅助电极11组成的三电极体系中，工作电极与辅助电极11构成激励回路，辅助电极11与工作电极构成测量回路，通过激励回路对负极板5施加激扰动信号，在测量回路中检测反馈信号。
S2022：根据所述反馈信号，对所述电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试。
该步骤中，电化学工作站1根据测量回路中的反馈信号，进行电极板的交流阻抗测试和/或线性极化测试。
具体的，在收集S2021中的测量回路的反馈信号后，对电极板进行交流阻抗测试、线性极化测试，研究电极板腐蚀、活性物质脱落、热失控状况下的反应机理。
图6为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图，如图6所示，本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法，包括：
S301：对所述铅酸蓄电池进行恒流充电；其中，正极板2与汇流排之间设置的开关8和负极板5与汇流排之间设置的开关9处于闭合状态；
该步骤中，对铅酸蓄电池进行恒流充电，使其蓄能至额定容量的预设值。
具体的，对铅酸蓄电池进行恒流充电，在进行充电时，所述铅酸蓄电池中的各个电极板与汇流排之间的开关8处于闭合状态，以使所有电极板均处于连通状态。此时将参比电极10和辅助电极11***铅酸蓄电池的电解液中。
S302：当充电至第一预设值时，停止充电，对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；其中，在对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述电极板在进行流阻抗测试和/或线性极化测试时作为所述工作电极，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中。
该步骤中，当铅酸蓄电池电量达到第一预设值时，停止充电，对单个电极板进行充电过程中的交流阻抗测试和/或线性极化测试。
具体的，所述第一预设值可以按梯度设置，例如，在充电至电池额定容量的25％、50％、75％和100％时，均停止充电，对单个电极板进行充电过程中的交流阻抗测试和/或线性极化测试。
第一预设值的也可以选择其他梯度，例如，以10％为梯度值，从充电至额定容量的10％时起，按梯度对单个电极板进行充电过程中的交流阻抗测试和/或线性极化测试。对于梯度值的选取，本领域技术人员根据实际需要进行设置，本发明实施例不做具体限定。
当充电达到额定容量的第一预设值时，停止恒流充电，选取一电极板作为测试电极板，断开所述测试电极板与对应的汇流排之间的开关且保持其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关仍然处于闭合状态。此时开始对所述测试电极板进行充电时的交流阻抗测试和/或线性极化测试。
所述测试电极板可以选取蓄电池内的任一正极板或者负极板，本领域技术人员根据实际需要进行选取，本发明实施例不做具体限定。
本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法，通过在每一个极板与汇流排之间设置开关，使得每块极板可随意切换独立性从而实现对电池内任意一块极板上的电化学测试，使得对电池的检验不仅仅及于外部检验，提高了检验的全面性，并且在对电池内部进行检验时，无需对电池进行拆解，降低了检验的复杂性。
图7为本发明一实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法的流程示意图，如图7所示，本发明实施例提供的铅酸蓄电池电化学测试方法，还包括：
S303：对所述铅酸蓄电池进行放电；其中，所述正极板与所述汇流排之间设置的所述开关处于闭合状态，所述负极板与所述汇流排之间设置的所述开关处于闭合状态；
该步骤中，对铅酸蓄电池进行放电，使其电量降低至额定容量的预设值。
具体的，对铅酸蓄电池进行放电，在进行放电时，所述铅酸蓄电池中的各个电极板与汇流排之间的开关处于闭合状态，以使所有电极板均处于连通状态。此时将参比电极10和辅助电极11***铅酸蓄电池的电解液中。
S304：当放电至第二预设值时，停止放电，对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；其中，在对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述电极板在进行流阻抗测试和/或线性极化测试时作为所述工作电极，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中。
该步骤中，当铅酸蓄电池电量达到第二预设值时，停止放电，对单个电极板进行放电过程中的交流阻抗测试和/或线性极化测试。
具体的，所述第二预设值可以按梯度设置，例如，在充电至电池额定容量的75％、50％、25％和0％时，均停止放电，对单个电极板进行放电过程中的交流阻抗测试和/或线性极化测试。
第二预设值的也可以选择其他梯度，例如，以10％为梯度值，从放电至额定容量的90％时起，按梯度对单个电极板进行放电过程中的交流阻抗测试和/或线性极化测试。对于梯度值的选取，本领域技术人员根据实际需要进行设置，本发明实施例不做具体限定。
当放电达到额定容量的第二预设值时，停止放电，选取一电极板作为测试电极板，断开所述测试电极板与对应的汇流排之间的开关8且保持其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关8仍然处于闭合状态。此时开始对所述测试电极板进行放电时的交流阻抗测试和/或线性极化测试。
所述测试电极板可以选取蓄电池内的任一正极板或者负极板，本领域技术人员根据实际需要进行选取，本发明实施例不做具体限定。
在上述各个实施例的基础上，进一步的，对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试，包括：
S1：对所述电极板施加激扰动信号，接收回路中的反馈信号；
该步骤中，通过电化学工作站对作为工作电极的电极板施加激扰动信号，收集反馈信号。
具体的，在工作电极、参比电极10和辅助电极11组成的三电极体系中，工作电极与辅助电极11构成激励回路，辅助电极11与工作电极10构成测量回路，通过激励回路对负极板施加激扰动信号，在测量回路中检测反馈信号。
S2：根据所述反馈信号，对所述电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试。
该步骤中，电化学工作站根据测量回路中的反馈信号，进行电极板的交流阻抗测试和/或线性极化测试。
具体的，在收集S1中的测量回路的反馈信号后，对电极板进行交流阻抗测试、线性极化测试，研究电极板腐蚀、活性物质脱落、热失控状况下的反应机理。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种铅酸蓄电池电化学测试装置，其特征在于，所述装置包括：电化学工作站、测试模块；
所述测试模块包括参比电极，辅助电极和工作电极，其中，所述工作电极的接线与待测铅酸蓄电池的每一个正极板和负极板连接，所述待测铅酸蓄电池设置有汇流排，所述待测铅酸蓄电池中的每个正极板均通过正极汇流排连接到正极柱，所述待测铅酸蓄电池中的每个负极板均通过负极汇流排连接到负极柱；每一个所述正极板与所述正极汇流排之间设置有开关，所述开关用于控制对应的所述正极板与所述正极汇流排之间的通断；每一个所述负极板与所述负极汇流排之间设置有开关，所述开关用于控制对应的所述负极板与所述负极汇流排之间的通断；通过所述开关控制所述正极板与所述正极汇流排断开，将所述正极板作为工作电极，或者通过所述开关控制所述负极板与所述负极汇流排断开，将所述负极板作为工作电极；所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中；
所述电化学工作站与所述测试模块电连接，用于接收所述测试模块的反馈信号。
2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电化学测试装置，其特征在于，所述参比电极为银-硫酸银参比电极。
3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池电化学测试装置，其特征在于，所述辅助电极为铂电极或碳电极。
4.一种采用权利要求1-3任一项所述的铅酸蓄电池电化学测试装置的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，包括：
对所述参比电极和所述辅助电极进行电极活化；其中，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中；
对每个电极板进行电极电位测试；其中，在对单个电极板进行电极电位测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述开关为断开的所述正极板或所述负极板在进行电极电位测试时作为所述工作电极。
5.根据权利要求4所述的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，对所述参比电极和所述辅助电极进行电极活化的时间为12h。
6.一种采用权利要求1-3任一项所述的铅酸蓄电池电化学测试装置的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，包括:
对所述参比电极和所述辅助电极进行电极活化；
其中，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中；
对每个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；其中，在对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述电极板在进行电极电位测试时作为所述工作电极。
7.根据权利要求6所述的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，对每个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试，包括：
对所述电极板施加激扰动信号，接收回路中的反馈信号；
根据所述反馈信号，对所述电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试。
8.根据权利要求6所述的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，对所述参比电极和所述辅助电极进行电极活化的时间为12h。
9.一种采用权利要求1-3任一项所述的铅酸蓄电池电化学测试装置的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，包括:
对所述铅酸蓄电池进行恒流充电；其中，所述正极板与所述汇流排之间设置的开关和所述负极板与所述汇流排之间设置的开关处于闭合状态；
当充电至第一预设值时，停止充电，对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；其中，在对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述电极板在进行流阻抗测试和/或线性极化测试时作为所述工作电极，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中。
10.根据权利要求9所述的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，还包括：
对所述铅酸蓄电池进行放电；其中，所述正极板与所述汇流排之间设置的所述开关和所述负极板与所述汇流排之间设置的所述开关处于闭合状态；
当放电至第二预设值时，停止放电，对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试；其中，在对单个电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试时，单个电极板与对应的汇流排之间的开关断开且其余电极板与各自对应的汇流排之间的开关闭合；其中，所述电极板为正极板或者负极板；
其中，所述电极板在进行流阻抗测试和/或线性极化测试时作为所述工作电极，所述参比电极和所述辅助电极***所述铅酸蓄电池的电解液中。
11.根据权利要求9所述的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，所述第一预设值为所述铅酸蓄电池额定容量的25％、50％、75％和100％。
12.根据权利要求10所述的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，所述第二预设值为所述铅酸蓄电池额定容量的75％、50％、25％和0％。
13.根据权利要求9或10任一项所述的铅酸蓄电池电化学测试方法，其特征在于，对所述开关为断开的所述正极板或所述负极板进行流阻抗测试和/或线性极化测试，包括：
对所述电极板施加激扰动信号，接收回路中的反馈信号；
根据所述反馈信号，对所述电极板进行交流阻抗测试和/或线性极化测试。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004192989A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池の検査方法
JP2009104914A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Panasonic Corp 鉛蓄電池
CN103399274A (zh) * 2013-07-09 2013-11-20 超威电源有限公司 一种蓄电池单片极板的容量的测试方法
CN105424782A (zh) * 2015-12-22 2016-03-23 湖北金洋冶金股份有限公司 基于小极板的铅粉电化学性能检测方法及其测试***
CN205749224U (zh) * 2016-05-11 2016-11-30 双登集团股份有限公司 铅酸蓄电池不同质阳极板栅腐蚀及蠕变速率同步测量装置
CN107017438A (zh) * 2016-06-12 2017-08-04 保定钰鑫电气科技有限公司 一种开关内置式铅酸蓄电池
CN107621608A (zh) * 2017-08-30 2018-01-23 国家电网公司 一种2v阀控式铅酸蓄电池极板硫酸盐化检测方法
CN208690435U (zh) * 2018-08-16 2019-04-02 超威电源有限公司 一种极群极板电流分布的测试装置
CN112698211A (zh) * 2020-12-16 2021-04-23 超威电源集团有限公司 一种用于检测蓄电池单片极板容量的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7538517B2 (en) * 2006-07-05 2009-05-26 Lear Corporation Method for detecting battery stratification

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004192989A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池の検査方法
JP2009104914A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Panasonic Corp 鉛蓄電池
CN103399274A (zh) * 2013-07-09 2013-11-20 超威电源有限公司 一种蓄电池单片极板的容量的测试方法
CN105424782A (zh) * 2015-12-22 2016-03-23 湖北金洋冶金股份有限公司 基于小极板的铅粉电化学性能检测方法及其测试***
CN205749224U (zh) * 2016-05-11 2016-11-30 双登集团股份有限公司 铅酸蓄电池不同质阳极板栅腐蚀及蠕变速率同步测量装置
CN107017438A (zh) * 2016-06-12 2017-08-04 保定钰鑫电气科技有限公司 一种开关内置式铅酸蓄电池
CN107621608A (zh) * 2017-08-30 2018-01-23 国家电网公司 一种2v阀控式铅酸蓄电池极板硫酸盐化检测方法
CN208690435U (zh) * 2018-08-16 2019-04-02 超威电源有限公司 一种极群极板电流分布的测试装置
CN112698211A (zh) * 2020-12-16 2021-04-23 超威电源集团有限公司 一种用于检测蓄电池单片极板容量的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
In situ analysis of creep behavior of pure Pb using electrochemical creep system;Masami Taguchi 等;Journal of Power Sources;第196卷;470–474 *
阀控式铅酸蓄电池负极汇流排的腐蚀成因及防护对策;朱华;李国民;赵光金;吴文龙;汪的华;;材料保护(第12期);61-63 *

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