铅酸蓄电池木质素含量及使用过程变化趋势的测定方法与流程

本发明属于铅酸电池，具体涉及一种铅酸蓄电池木质素含量及生产/使用过程变化趋势的测定方法。

背景技术：

1、铅酸蓄电池的低温放电性能与负极活性物质（nam）的表面积密切相关，负极活性物质的比表面积在蓄电池使用过程中有降低的倾向。为了保持铅酸蓄电池负极活性物质的高比表面积，通常在负极铅膏中添加“膨胀剂”以分散负极活性物质，并遏制蓄电池放电时在负极活性物质表面生成连续的pbso4钝化层，维持多孔的硫酸铅层结构。

2、木质素为铅酸蓄电池最常见的有机“膨胀剂”，研究表明：铅酸蓄电池负极活性物质中的木质素含量不足会造成铅酸蓄电池低温性能和循环容量的显著下降。鉴于木质素对铅酸蓄电池性能的重要作用，以及木质素在电池的使用过程中存在活性逐渐降低的现象，有必要详细研究木质素含量在电池制造和使用过程中的具体变化。电解液木质素一般采用紫外-可见光分光光度法测得，但极板中木质素暂无明确的测试方法。

技术实现思路

1、本发明针对以上背景中的不足提供一种铅酸蓄电池极板及电解液木质素含量及生产/使用过程变化趋势的测定方法，通过测量电池极板（包括生极板和熟极板）及电解液中的木质素在化成前、后及性能测试后的含量变化，预判铅酸蓄电池低温下的放电性能变化趋势。

2、本发明的技术解决方案是：铅酸蓄电池木质素含量及使用过程变化趋势的测定方法，其特征是包括以下内容：

3、(1) 待测蓄电池极板同批次木质素紫外标准曲线绘制：将待测蓄电池极板同批次木质素样品完全溶解在溶剂中，并配制成系列不同浓度的标准溶液，采用紫外-可见光分光光度法测试，绘制紫外标准曲线并同时生成标准曲线方程a=ac+b，其中a为吸光度，c为浓度，a和b为线性模拟所得的值；

4、(2) 待测铅酸蓄电池测试木质素含量的极板及电解液取样：取待测铅酸蓄电池生极板、待测铅酸蓄电池化成后极板及电解液和待测铅酸蓄电池性能测试后极板及电解液；

5、(3) 待测铅酸蓄电池生极板中木质素测试方法：从待测铅酸蓄电池生极板取铅膏，研磨成铅膏粉末并使木质素完全溶解在溶剂中，采用紫外-可见光分光光度法测试得到紫外吸光度，代入标准曲线方程a=ac+b可得当前溶液木质素的浓度，进而计算出待测铅酸蓄电池单格木质素总量，即为待测铅酸蓄电池单格初始木质素含量；

6、(4) 待测铅酸蓄电池化成后极板及电解液中木质素测试方法：从干燥后待测铅酸蓄电池化成后极板取铅膏，研磨成铅膏粉末并使木质素完全溶解在溶剂中，采用紫外-可见光分光光度法测试得到紫外吸光度，代入标准曲线方程a=ac+b可得当前溶液木质素的浓度，进而计算出待测铅酸蓄电池化成后单格极板木质素含量；

7、取待测铅酸蓄电池化成后电解液，采用定浓度碱性溶液中和至与标准曲线绘制时的初始空白溶剂ph一致，采用紫外-可见光分光光度法测试得到紫外吸光度，代入标准曲线方程a=ac+b可得当前电解液木质素的浓度，进而计算出待测铅酸蓄电池化成后单格电解液木质素含量；

8、待测铅酸蓄电池化成后单格极板木质素含量与单格电解液木质素含量之和为待测铅酸蓄电池化成后单格木质素总量；

9、(5) 待测铅酸蓄电池性能测试后极板及电解液中木质素测试方法：从干燥后待测铅酸蓄电池性能测试后极板取铅膏，研磨成铅膏粉末并使木质素完全溶解在溶剂中，采用紫外-可见光分光光度法测试得到紫外吸光度，代入标准曲线方程a=ac+b可得当前溶液木质素的浓度，进而计算出待测铅酸蓄电池性能测试后单格极板木质素含量；

10、取待测铅酸蓄电池性能测试后电解液，采用定浓度碱性溶液中和至与标准曲线绘制时的初始空白溶剂ph一致，采用紫外-可见光分光光度法测试得到紫外吸光度，代入标准曲线方程a=ac+b可得当前电解液木质素的浓度，进而计算出待测铅酸蓄电池性能测试后单格电解液木质素含量；

11、待测铅酸蓄电池性能测试后单格极板木质素含量与单格电解液木质素含量之和为待测铅酸蓄电池性能测试后单格木质素总量；

12、(6) 将待测铅酸蓄电池单格初始木质素含量减去待测铅酸蓄电池化成后单格极板木质素含量，得化成过程单格极板木质素降低量，再减去待测铅酸蓄电池化成后单格电解液木质素含量，得化成过程电池单格木质素降低总量；

13、将待测铅酸蓄电池单格初始木质素含量减去待测铅酸蓄电池性能测试后单格极板木质素含量，再减去待测铅酸蓄电池性能测试后与测试前单格电解液木质素变化差值，得性能测试过程电池单格木质素降低总量；

14、(7) 根据化成过程及性能测试过程待测铅酸蓄电池木质素含量变化程度，评估木质素在充放电下的变化程度。

15、本发明的技术解决方案中所述的第(1)步骤中，系列不同浓度均小于等于100mg/l，系列不同浓度的标准溶液采用容量瓶精确配制，不少于6个，系列不同浓度需呈现一定梯度下降。

16、本发明的技术解决方案中所述的系列不同浓度分别为100mg/l、80gm/l、60mg/l、40mg/l、20mg/l、10mg/ml、8mg/l、6mg/l、4mg/l和2mg/l。

17、本发明的技术解决方案中所述的第(1)、(3)-(5)步骤中，溶剂为碱性溶液溶剂。

18、本发明的技术解决方案中所述的碱性溶液溶剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种。

19、本发明的技术解决方案中所述的第 (3)-(5)步骤中，铅膏粉末为定量过筛的铅膏粉末，置于定量可完全溶解木质素的溶剂中，磁力搅拌确保铅膏中木质素完全溶出；将溶液进行过滤处理，按最大吸收峰位置的波长进行紫外吸光度测试；所述待测电池单格初始木质素含量、化成后单格极板木质素含量或性能测试后单格极板木质素含量是根据溶液或电解液浓度、体积、单片生极板或化成后极板或性能测试后极板铅膏重量、以及单格负极板数量计算得到的；所述第 (4)-(5)步骤中，待测铅酸蓄电池化成后电解液或性能测试后电解液测量密度，取定量滤液，采用定浓度碱性溶液中和至与标准曲线绘制时的初始空白溶剂ph一致，记录中和使用的碱性溶液体积，中和后溶液进行紫外吸光度测试，根据中和使用的碱性溶液量及中和反应生成的水量计算稀释倍数，根据待测电池单格总电解液体积，计算得出待测铅酸蓄电池化成后单格电解液木质素含量或性能测试后单格电解液木质素含量。

20、本发明的技术解决方案中所述的第 (3)-(5)步骤中，研磨后铅膏粉末过60目-120目筛，定量铅膏粉末为0.5g-5g，定量木质素全溶剂为100ml-500ml，磁力搅拌时间为2h-6h。

21、本发明的技术解决方案中所述的第 (4)-(5)步骤中，电解液滤液密度采用电子或玻璃密度计测量，定量滤液为1ml-10ml，标准曲线绘制时的初始空白溶剂及滴定终点ph采用ph计准确测量，滴定使用的碱性溶液浓度为初始空白溶剂的5-20倍。

22、本发明的技术解决方案中所述的第(2)步骤中，化成后或性能测试后极板，需去除表面附着的涂板纸、玻璃纤维毡等，极板不清洗，在室温下自然晾干或30℃以下干燥箱中烘干。

23、本发明的技术解决方案中所述的第(1)、(3)-(5)步骤中，采用紫外分光光度计进行最大波长吸光度测试；所述的第 (5)步骤中，性能测试为参考国家标准、汽车厂家标准或其他标准对待测铅酸蓄电池进行的试验，包括容量试验、低温试验、水损耗试验、充电接收试验、不同soc下的循环寿命试验和腐蚀耐久寿命试验中一种或多种。

24、标准曲线方程跟随木质素自身种类、批次和测试溶剂不同而不同，需在每次使用标准曲线方程前进行相应的标准曲线测试，因此无固定的具体数值表达式，但表达式形式可确定为a=ac+b，a为吸光度，c为浓度，a、b为线性模拟所得系数。

25、本发明通过对铅酸蓄电池极板及电解液中木质素含量的定量测定，间接计算出在充电化成及性能测试后溶出、降解或分解的木质素的量，从而可知化成过程及不同类型性能测试后电池木质素的变化趋势。本发明研究表明，化成过程蓄电池木质素总含量呈下降趋势，性能测试后，蓄电池木质素总含量降低。尤其是测试周期较长、放电深度较深的50%dod寿命测试，以及测试周期较长、蓄电池温度较高的sae j2801测试，蓄电池木质素含量的降低更为显著。该方法可运用于铅酸蓄电池低温启动或大电流放电性能及性能测试后低温启动或大电流放电性能的预评估及负极耐电化学木质素膨胀剂的选型。

26、本发明采用紫外分光光度计对木质素的含量进行测试，测试出的吸光度数据代入其标准曲线方程a=ac+b即可得木质素的浓度，在取样量、测量体积已知的情况下即可得出该部分木质素的量。注意每次测试前需进行初始空白溶剂紫外吸光度的剔除。

27、本发明具备的有益效果是：可详细研究木质素含量在电池制造和使用过程中的具体变化，可根据木质素在充电化成及性能测试后的木质素变化趋势，在不组装电池前提下高效准确的评价所添加木质素的电池是否可以满足使用需求。

28、本发明主要用于铅酸蓄电池铅膏用木质素在生产制造过程及使用过程的含量测试及木质素种类的筛选。