一种agm隔板干态压缩回复循环耐久性的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蓄电池隔板检测技术领域，具体涉及一种AGM隔板干态压缩回复循环耐久性的检测方法。
【背景技术】
[0002]蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置，通过可逆的化学反应实现再充电，是可再充电的电池。铅酸蓄电池因其价格低廉、原材料易获取、使用上安全可靠，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点，在化学电源中一直占有绝对优势。随着铅酸蓄电池的发展，对电池性能方面提出更高的要求，尤其是在高功率、长寿命的性能要求上。随着技术的不断进步，发现电池装配压力是确保长寿命的关键因素，而用于包覆极板的隔板的性能是控制电池装配压力的决定因素。
[0003]玻璃纤维(AGM)隔板是国内铅酸蓄电池应用最广的一种隔板。AGM隔板主要材料是玻璃纤维，由中碱性或高碱玻璃加工而成，其主要成分是二氧化硅，约占总成分的65-73 %，余量为金属元素的氧化物。通过选择不同粗细度、不同长度的玻璃纤维材料的混合比例制造出不同性能的隔板。
[0004]隔板是有弹性的，受压大小不同，厚度就不同，按照JB/T7630.1《铅酸蓄电池超细玻璃纤维隔板标准》和GB/T28535-2012《铅酸蓄电池隔板》中隔板的厚度是指隔板在1KPa压力下测得的厚度，这一厚度为标称厚度，常压下，隔板厚度大于标称厚度。隔板受压会减少厚度，释放压力又可恢复或部分恢复原来厚度。不同国家对隔板测量有不同的压力规定，我国采用1KPa的压力。
[0005]在电池中，因为有隔板压力存在，极板受隔板压力影响，电池的寿命会增加，原因如下:1、压力可有效防止正极板活性物质的脱落;2、隔板压力的存在可以降低电解液的分层;3、隔板的压力可以使电解液始终供给极板，避免极板在充放电时酸的供给不足。因此，隔板的压缩性能对电池性能影响很大。
[0006]在跟踪电池循环寿命时发现电池寿命短的电池单格往往装配压过低，也就是AGM隔板压缩能力过差。分析原因，蓄电池在使用过程中，AGM隔板有“呼吸”现象，蓄电池在放电时对AGM隔板进行释放相当于“吸气”，而在充电时对AGM隔板进行压缩相当于“出气”，电池在循环使用就需要AGM反复“呼吸”，AGM隔板在反复“呼吸”过程中，隔板压力逐渐下降，以至于电池使用后期，内阻增大、容量减少、衰减加快，造成电池寿命短。这就要求对AGM隔板的“呼吸”能力进行检测，也就是AGM隔板的压缩耐久进行测试。
[0007]在日常检测中，只有在蓄电池生产工序对AGM隔板进行干态压缩的抽测，没有对压缩耐久性能进行检测。查阅文献和资料目前只是有人对AGM隔板压缩耐久性能提出关注，但是没有相关的测试方法和专门用来检测的设备。
【发明内容】
[0008]针对上述技术问题，本发明提供了一种AGM隔板干态压缩回复循环耐久性的检测方法，通过检测AGM隔板的循环耐久性表征来隔板性能，为蓄电池设计和装配时选择合适的AGM隔板提供依据。
[0009]一种AGM隔板干态压缩回复循环耐久性的检测方法，包括以下步骤:
[00?0] (I)取若干张隔板样品，整齐叠放；
[0011](2)设定峰值压力为NI，压缩隔板样品至总厚度为dl，20KPa X样品面积< NI <200KPaX样品面积；
[0012](3)撤销压力，使隔板样品完全回复；
[0013](4)再次压缩隔板样品至总厚度为dl，然后撤销压力，使其完全回复；
[0014](5)重复步骤(4)若干次，测量最后一次压缩隔板样品至厚度为dl时的压力，记为N2，以NI与N2的差值表征隔板干态压缩回复循环耐久性。
[0015]在生产研究中发现极板组压迫力下降(主要原因为隔板厚度的降低)是密封式铅蓄电池寿命劣化的主要原因。因此，本发明基于干态下模拟AGM隔板在蓄电池充放电过程中作反复压缩回复，循环若干次之后，计算压力差值表征隔板的循环耐久性。
[0016]模拟蓄电池组装时隔板的装配压力，步骤(2)中对隔板样品施加NI的固定压力。测量的隔板样品总厚度dl表示在初始装配压力为NI时AGM隔板的厚度。
[0017]蓄电池在组装生产中，选择合适的装配压力至关重要。不同的蓄电池会选择不同的装配压力，一般生产中，6-DZM-12Ah电池选用装配压力在90?I 1KPa，6-DZM-20Ah电池选用40?60KPa。使用本发明的检测方法，可分别从20KPa、40KPa、60KPa、80KPa、100KPa、120KPa至200KPa进行模拟试验来确定隔板材料性能。
[0018]待隔板样品完全回复后，再施加压力使其压缩，理论上压缩至总厚度dl时，隔板样品受到的压力均为NI，但是由于隔板本身性能因素影响，随着压缩回复的反复进行，受压会逐渐减小，N2表示循环了若干次之后的装配压力。研究数据表明，隔板样品在压缩到某一厚度后，压强会随时间变化逐渐降低至稳定，因此，N2可以为隔板受压时的峰值压力，也可以为压强达到稳定时的稳定压力。隔板受压时的峰值压力与稳定压力之差表征隔板的性能。
[0019]本发明通过对多张重叠的隔板样品进行测量，一方面方便操作，另一方面减少测量误差，提高准确性。作为优选，步骤(I)中，隔板样品的张数为10?30张。
[0020]模拟蓄电池在充放电过程中，AGM隔板在压缩和回复时厚度的增减是以相对固定的速率变化。作为优选，步骤(2)中，压缩速率为4?6mm/min。
[0021]对隔板样品施加压力或撤销压力之后需静置一段时间，使隔板样品趋于相对稳定。作为优选，步骤(2)中，对隔板样品施加NI的压力保持5?7min。步骤(3)中，撤销压力后，静置I?3min。
[0022]同理，在此后的循环动作中，每进行完一个压缩或回复动作，都静置一段时间，再进行下一个动作。作为优选，步骤(4)中，压缩隔板样品至总厚度为dl时，保持I?6min;撤销压力后，静置I?5min。
[0023]一般蓄电池的100 % DOD循环次数在100-400次，作为优选，步骤(5)中，重复次数为100 ?400次。
[0024]本发明具备的有益效果:(I)本发明通过干态下模拟AGM隔板在充放电过程中的压缩回复动作，计算循环前后的受力差来表征AGM隔板的循环耐久性，为隔板性能检测提供一种新的检测方法；(2)循环耐久性是确保蓄电池寿命的关键因素，为蓄电池选择合适的AGM隔板，是提高蓄电池品质的有效手段。
【附图说明】
[0025]图1为实施例1中的AGM隔板干态压缩回复循环耐久性曲线图。
[0026]图2为实施例2中的AGM隔板干态压缩回复循环耐久性曲线图。
[0027]图3为实施例3中不同AGM隔板干态压缩回复循环耐久性比较图。
[0028]图4为实施例4中AGM隔板在不同装配压力下干态循环耐久性比较图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0030]实施例1
[0031 ] A厂家某型号隔板10KPa干态循环耐久测试
[0032](I)样品:裁成50mm*50mm小片，样品面积2500mm2;取15片叠放整齐。
[0033](2)计算N=P*S=100KPa*2500mm2/1000 = 250N;编辑试验方案，条件为力控制，终止力大小为250N，压