基于小极板的铅粉电化学性能测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电化学技术，具体涉及一种基于小极板的铅粉电化学性能快速评价装置。
【背景技术】
[0002]铅酸蓄电池从发明至今已经历了150余年的发展历程，其在二次电池工业中仍占据主导地位。目前国内大多铅酸蓄电池制造企业采用铅粉作为铅酸蓄电池的活性材料，其组成是指由70%?80%的PbO和20%?30%的自由铅(Pb、Pb02和Pb3O4)组成的混合物。
[0003]由于铅酸蓄电池的应用早于现代电化学检测方法的出现，目前，现有方法一般先制作成品电池，后测试其容量、循环指标等。这类方法工艺流程长，制作过程容易受干扰，且铅粉量消耗大。中国实用新型专利说明书CN202075263 U提供了一种《基于超微电极的铅粉电化学性能检测装置》，利用超微电极作为工作电极，其中填充少量铅粉。但这种方法只能测试铅粉的性能和杂质对铅粉的影响，而无法探究电池制备过程中的工艺参数对铅膏性能的影响，然而由于铅粉量少，电化学测试结果的稳定性差。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足而提供了一种基于小极板的铅粉电化学性能测试系统，大大提高了检测效率。
[0005]本实用新型的技术方案是:该装置包括对电极、参比电极、工作电极和电解槽，电解槽内注有电解液，对电极、参比电极和工作电极的一端均插入电解槽，工作电极是2 6 ±
0.5mm X 28 ± 0.5mm X 3 ± 0.5 mm的板栅，板栅其内涂覆用待评价铅粉制备的铅膏作为活性物质。
[0006]本实用新型所述的对电极采用单片或双片惰性电极，其表面积小于工作电极的表面积。
[0007]本实用新型所述工作电极的结构为:板栅的顶部为突出的极耳，内部有横竖交错的脊柱。
[0008]本实用新型所述用待评价铅粉制备的活性物质铅膏中，评价铅粉的使用量6-8g，由评价铅粉的视密度而定。
[0009]采用填充用待评价铅粉制备的铅膏活性物质的小极板结合了上述两种现有技术方法的优势，并且有效的避免了两者的劣势。既可以缩短工艺流程，减少铅粉消耗量，提高测试效率，还可以提高实验的稳定性和重复性。既可以利用铅粉和膏制备的生极板直接进行电化学性能测试，也可以利用化成后的熟极板进行测试。既可以获得评价电池的性能，也可以直接评价铅粉的电化学性能，还可以对电池制作工艺进行评价，如固化温度、化成工艺参数、碳材料等活性物质添加剂对电池性能的影响等。
[0010]本实用新型具有以下优点:
[0011](I)本实用新型针对现有铅粉性能检测方法的局限性，提供了一种基于超微电极的铅粉电化学性能检测装置，消耗电极活性物质较少，工艺流程短，实验的稳定性和重复性高，检测效率高。
[0012](2)使用小极板测试铅膏的电化学性能，无需制作成品电池，缩短测试周期，减少了电池装配以及加入添加剂等过程，不但可以检测铅粉的电化学性能，还可以探究固化温度、化成工艺参数等电池制作等工艺参数对活性物质性能的影响。也可以评价碳材料等活性物质添加剂对电池性能的影响
[0013](3)本实用新型结构简单，可以减少活性物质的消耗，有效降低高效率探测的成本。
[0014](4)本实用新型装置可直接连接电化学工作站，实施循环伏安、交流阻抗等的电化学检测。这些检测可以迅速得到铅膏电荷容量、循环性能等。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型提供的检测装置的结构示意图。
[0016]图2为图1中工作电极的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面通过借助附图和实例更加详细地说明本实用新型，但以下实施例仅是说明性的，本实用新型的保护范围并不受这些实施例的限制。
[0018]如图1所示，本实用新型提供的检测装置包括对电极2、参比电极3、工作电极4和电解槽5，电解槽5内注有电解液6，对电极2、参比电极3和工作电极4的一端均插入电解槽5，在工作电极4内涂覆有活性物质7，活性物质即为待检测对象，如待评价铅粉制备的铅膏活性物质。待评价铅粉的使用量8 go
[0019]对电极2采用单片或双片惰性电极(如:铂片电极、金片电极)，表面积小于工作电极。参比电极3采用硫酸亚汞电极。检测池为可密封的用于电化学检测的专用三口烧瓶或电解槽。三个电极置于电解槽5中，其间距通过电解槽盖子的孔距固定。
[0020]如图2所示，工作电极4的结构为:板栅41的顶部为突出的极耳42，内部存在横竖交错的脊柱43。所述横竖交错的脊柱43为上下等间距排布多条横向脊柱(横向导电筋条)、一条纵向脊柱(纵向导电筋条)，所述横向脊柱与纵向脊柱形成格栅。
[0021 ]实例:
[0022]将对电极2、参比电极3、工作电极4(使用铅钙合金熔融后铸模制成)三电极体系连接在电化学工作站I上，进行循环伏安(CV)和电化学阻抗(PEIS)测试。CV测试的测试参数可以为:dE/dt = 0.1?100 mV/s，20 mV/s最优(根据评价铅粉用量，可相应的增加或减少扫描速度);当测试正极活性物质时，Ei=0.5 V、Ef=l.5 V，当测试负极活性物质时，Ei=-0.5V、Ef=-1.5 Vc3PEIS测试的参数可以为:Vpp=5 mV，频率范围200 KHz?50 mHz。
[0023]通过本实用新型进行CV测试可得到不同铅膏的循环伏安图，比较其氧化还原峰的大小可以获得不同铅膏的电荷容量性能信息。同时，对同一铅膏进行多次CV测试，可通过铅膏多次循环后的电荷容量变化得到其循环性能信息。
[0024]经试验后证实了本实用新型所说的优点，获得了低成本下的高效率电化学检测信息，工艺流程短，实验的稳定性和重复性高，检测效率高。
[0025]以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。
【主权项】
1.一种基于小极板的铅粉电化学性能测试系统，其特征在于:该系统包括电化学工作站(I)、对电极(2)、参比电极(3)、工作电极(4)和电解槽(5)，电解槽(5)内注有电解液(6)，对电极(2)、参比电极(3)和工作电极(4)的一端均插入电解槽(5)，工作电极(4)为一 26 土0.5mm X 28 ± 0.5mm X 3 ± 0.5 mm的板栅，该板栅上涂覆用待评价铅粉制备的活性物质铅膏。2.根据权利要求1所述的基于小极板的铅粉电化学性能测试系统，其特征在于:对电极(2)采用单片或双片惰性电极，其表面积小于工作电极(4)的表面积。3.根据权利要求1或2所述的基于小极板的铅粉电化学性能测试系统，其特征在于:工作电极(4)的结构包括板栅(41)、脊柱(43)，板栅(41)的顶部为突出的极耳(42)，板栅(41)内部有横竖交错的脊柱(43)。4.根据权利要求1所述的基于小极板的铅粉电化学性能测试系统，其特征在于:所述用待评价铅粉制备的活性物质铅膏中，评价铅粉的使用量6-8 go
【专利摘要】一种基于小极板的铅粉电化学性能测试系统，包括对电极、参比电极、工作电极和电解槽，电解槽内注有电解液，对电极、参比电极和工作电极的一端均插入电解槽，工作电极是26±0.5mm×28±0.5mm×3±0.5mm的板栅，板栅其内涂覆用待评价铅粉制备的铅膏作为活性物质。本实用新型用待评价铅粉制备的铅膏活性物质的小极板结合了现有技术方法的优势，并且有效的避免了其劣势。既可以缩短工艺流程，减少铅粉消耗量，提高测试效率，还可以提高实验的稳定性和重复性；既可以获得评价电池的性能，也可以直接评价铅粉的电化学性能，还可以对电池制作工艺进行评价，如固化温度、化成工艺参数、碳材料等活性物质添加剂对电池性能的影响等，大大提高了检测效率。
【IPC分类】G01N27/416
【公开号】CN205246596
【申请号】CN201521080397
【发明人】杨家宽, 李富元, 董金鑫, 张伟, 胡雨辰, 王俊雄, 王琴, 杨丹妮, 吴旭, 梁莎, 胡敬平, 王进, 周锋
【申请人】湖北金洋冶金股份有限公司, 华中科技大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月22日