本发明涉及一种电池极板填充空隙密度的计算方法。
背景技术：
极板作为电池的关键组成，其填充均匀性是电池性能一致性的关键性因素，尤其对于一致性要求极高的车载用汽车动力电池，因此在极片拉浆过程中，一般会监测极板的填充均匀性来保证极片质量，从而确保电池一致性。而极板的填充均匀性的判断标准较多，例如填充空隙率等，但由于极板的填充空隙实际面积小，形状不规则，极板中未填充浆料的空白部分分布较分散，量化计算难度大。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种操作简单、准确率较高的电池极板填充空隙密度的计算方法。
本发明通过以下方案实现：
一种电池极板填充空隙密度的计算方法，所述极板采用的基体为三维多孔金属材料，如泡沫镍等，首先取一块填充好浆料的极板，将极板分成若干列分极板，在每列分极板上分别取若干个方形样品，之后将每个样品两端的横向切断端面进行整体树脂固化，接着对每个样品一端的经树脂固化后的横向切断端面整体进行表面研磨抛光处理，直至每个样品的该横向切断端面露出完整的基体骨架，然后采用扫描电镜按一定扫描放大倍率对每个样品的露出基体骨架的横向切断端面沿端面长度方向分若干份进行观察并拍照，之后使用图片亮度处理软件对照片进行亮度调整直至能清晰分辨出样品图像部分，并将每个样品的照片分别按顺序依次沿x轴方向无缝拼接在一起形成图片，采用图像颜色喷涂软件对图片中初步判断为未填充浆料部分进行颜色填充，接着使用图形面积计算软件对各图片中初步判断为未填充浆料部分进行确定并将经确定为未填充浆料部分的填充颜色改变为其他颜色，再使用图形面积计算软件对各图片的长度及各图片上确定为未填充浆料部分的总面积进行量化，使用公式(a)计算得到每个样品的填充空隙密度ρ，最后取若干个样品的填充空隙密度ρ的平均值得到该极板的填充空隙密度；
ρ＝s空÷l………………………………………………(a)
其中，l为各图片的长度，s空为各图片上确定为未填充浆料部分的总面积。
实际使用时，图片亮度处理软件可以根据需要进行选择，只要处理后能清晰分辨出样品图像部分即可很清晰地分辨出浆料填充部分和浆料未填充部分就可以，例如microsoftofficepicturemanager等；图像颜色喷涂软件可以根据需要进行选择，例如windows附件中自带的画图软件等；图形面积计算软件可以根据需要进行选择，例如winroof等。实际采样时，极板可随机取样，数量可根据需要选择，在极板上取样品时，样品尽可能分布在整个极板的各部分。图形面积计算软件在确定是否为未填充浆料部分时只需要根据技术人员输入的关于未填充浆料的相关设定进行判定即可，比如技术人员将在扫描过程中由于气泡造成的图像不作为未填充浆料部分，也就是排除一些异常情况，则图形面积计算软件在确定过程中就不改变该部分填充颜色。
进一步地，所述扫描电镜的扫描放大倍率为50倍以上。
一般情况下，对于初步判断为未填充浆料部分的填充颜色可根据需要进行选择，之后确定为未填充浆料部分的填充颜色也可根据需要进行选择，只要与初步判断为未填充浆料部分的填充颜色不同即可，但考虑到色差及人类视觉习惯，所述图像颜色喷涂软件对图片中初步判断为未填充浆料部分的填充颜色选择为红色，图形面积计算软件将经确定为未填充浆料部分的填充颜色从红色改变为绿色。
本发明的电池极板填充空隙密度的计算方法，操作简单，数据准确性较高，可以对极板制作过程中的拉浆工艺参数进行有效调整控制，同时也可以给极板制作工艺优化提供数据参考，确保极板填充的均匀性、一致性，提供电池容量的一致性，本发明方法计算得到的极板填充空隙密度可作为极板开发和优化阶段进行判定和改善的重要依据。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种电池极板填充空隙密度的计算方法，极板采用的基体为三维多孔金属材料，如泡沫镍等，首先取一块填充好浆料的极板，将极板分成若干列分极板，在每列分极板上分别取若干个方形样品，之后将每个样品两端的横向切断端面进行整体树脂固化，接着对每个样品一端的经树脂固化后的横向切断端面整体进行表面研磨抛光处理，直至每个样品的该横向切断端面露出完整的基体骨架，然后采用扫描电镜按50倍以上放大倍率对每个样品的露出基体骨架的横向切断端面沿端面长度方向分若干份进行观察并拍照，之后使用microsoftofficepicturemanager对照片进行亮度调整直至能清晰分辨出样品图像部分，并将每个样品的照片分别按顺序依次沿x轴方向无缝拼接在一起形成图片，采用windows附件中自带的画图软件对图片中初步判断为未填充浆料部分进行红色填充，接着使用winroof图形面积计算软件对各图片中初步判断为未填充浆料部分进行确定并将经确定为未填充浆料部分的填充颜色从红色改变为绿色，再使用winroof图形面积计算软件对各图片的长度及各图片上确定为未填充浆料部分即绿色填充部分的总面积进行量化，使用公式(a)计算得到每个样品的填充空隙密度ρ，最后取若干个样品的填充空隙密度ρ的平均值得到该极板的填充空隙密度；
ρ＝s空÷l………………………………………………(a)
其中，l为各图片的长度，s空为各图片上确定为未填充浆料部分的总面积。
例如，取某个镍氢电池型号的正极板，在正极板中按要求取8个样品，每个样品采用扫描电镜按75倍扫描放大倍率分成4份进行观察并拍照，先使用microsoftofficepicturemanager对各个样品的照片进行亮度调整，之后将每个样品的照片分别按顺序依次沿x轴方向无缝拼接，并采用windows附件中自带的画图软件对图片中初步判断为未填充浆料部分填充成红色，使用winroof图形面积计算软件将经确定为未填充浆料部分的填充红色改变成绿色，使用winroof图形面积计算软件对各图片的长度及各图片上未填充浆料部分的总面积进行量化，分别按照公式(a)计算得到8个样品的填充空隙密度为：0.1953mm2/mm、0.1236mm2/mm、0.2823mm2/mm、0.1053mm2/mm、0、0、0、0.0436mm2/mm，计算得到这8个样品的填充空隙密度的平均值即该正极板的填充空隙密度为0.0938mm2/mm。