一種快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種評(píng)價(jià)動(dòng)力電池用合金粉性能的方法，尤其涉及一種快速評(píng)價(jià)大倍 率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎳氫電池是近年來儲(chǔ)氫合金技術(shù)和鎘鎳電池技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型電 池，作為一種新型能源載體成為電池行業(yè)研究的熱點(diǎn)，代表著堿性電池的發(fā)展方向。由于鎳 氫電池具有比能量、比功率高、高倍率充放電性能、范圍寬廣的溫度適用范圍、使用安全、無 記憶效應(yīng)、不對(duì)環(huán)境造成污染等優(yōu)點(diǎn)，因此被稱為綠色電池。在能源緊張，環(huán)境污染的今天， 鎳氫電池顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 鎳氫動(dòng)力電池作為一種重要的車用及其它動(dòng)力和儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要化學(xué)電源，鎳氫 動(dòng)力電池制備過程中的貯氫合金表面處理工序是影響電池性能的關(guān)鍵工序。按照傳統(tǒng)的評(píng) 價(jià)方法，把已進(jìn)行表面處理的合金粉配置成負(fù)極漿料，采用刷漿的方式將其制成小片，最后 組裝成單片電池進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試包括化成分容、常溫充放、常溫倍充倍放和低溫測(cè)試。這一 系列工序緊密銜接大概需要10天左右才能完成基本性能的測(cè)試評(píng)價(jià)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)周期 延長；而且貯氫合金在經(jīng)過表面處理后不宜長時(shí)間保存，因此迫切需要一種快速的測(cè)試評(píng) 價(jià)技術(shù)對(duì)經(jīng)過表面處理后的貯氫合金進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)該工序有效和及時(shí)的質(zhì)量控制， 并縮短生產(chǎn)周期，進(jìn)一步改善和保證鎳氫動(dòng)力電池的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中儲(chǔ)氫合金粉電化學(xué)性能的檢驗(yàn)方法復(fù)雜的 缺點(diǎn)，提供一種快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方法。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方 法，先確定大倍率放電動(dòng)力電池用儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)范圍，然后采用磁天平測(cè) 定儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)，最后判斷大倍率放電動(dòng)力電池用儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng) 度是否在上述設(shè)定的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)范圍內(nèi)，其采用磁天平測(cè)定儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度 參數(shù)的步驟如下： ① .洗滌烘干直徑12_規(guī)格試管，將其確定為質(zhì)量m i (精確至0.0 Olg)，將試管置于 錐形漏斗下，用藥品勺將干燥后的合金粉沿漏斗壁加入試管中，使其至試管12mm以上，稱 取其質(zhì)量m 2; ② .調(diào)整好特斯拉計(jì)探頭的位置，確保特斯拉計(jì)探頭在兩個(gè)磁極中間，并且平行于磁 極端面；然后將裝有合金粉的試管懸掛于分析天平掛鉤上，使試管下端與探頭保持規(guī)定距 離； ③ .將磁天平歸零，打開磁天平電源，緩慢調(diào)大電流調(diào)節(jié)電位器，直至磁天平顯示的數(shù) 據(jù)為規(guī)定數(shù)值時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；隨后繼續(xù)緩慢調(diào)大電流調(diào)節(jié)電位器，至磁天平顯 示的數(shù)據(jù)為規(guī)定數(shù)值時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度； ④.最后再將電流調(diào)節(jié)電位器緩慢調(diào)低至磁天平顯示的數(shù)據(jù)為規(guī)定數(shù)值時(shí)，記錄對(duì)應(yīng) 的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
[0006] 在確定儲(chǔ)氫合金粉的質(zhì)量時(shí)，精確至0.0 OOlg。
[0007] 在加入合金粉過程中，待合金粉裝入試管5mm處時(shí)，輕輕敲打試管壁Imin，然后再 加入少量合金粉至試管IOmm處，再輕輕敲打試管壁lmin，再加入少量合金粉至試管15_ 處，再輕輕敲打試管壁lmin，最后稱取其質(zhì)量m 2。
[0008] 所述試管中心線與磁天平上的磁極中心線同在一垂直平面內(nèi)，調(diào)節(jié)試管下端與探 頭的距離為10mm 〇
[0009] 將分析天平歸零，打開磁天平電源，慢慢調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)電位器，直至分析天平顯示 的數(shù)據(jù)為〇. 5000時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；繼續(xù)調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)電位器，至分析天平顯示 的數(shù)據(jù)為〇. 7000時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；再將電流調(diào)節(jié)電位器慢慢調(diào)低至分析天平顯 示的數(shù)據(jù)為〇. 5000時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
[0010] 由于貯氫合金粉末的磁化率與體相成分、表面成分、粉末粒徑、比表面積等相關(guān)， 對(duì)于一種體相成分和粉末粒徑已經(jīng)確定和穩(wěn)定生產(chǎn)的貯氫合金產(chǎn)品的磁化率主要與貯氫 合金粉末的表面狀態(tài)有關(guān)。采用對(duì)貯氫合金合金表面進(jìn)行處理就是要改善其表面狀態(tài)，從 而改善貯氫合金、貯氫電極和鎳氫動(dòng)力電池的充放電性能。貯氫合金經(jīng)表面處理后的磁感 應(yīng)強(qiáng)度變化和充放電性能變化都是由處理后的表面狀態(tài)決定。因此，采用這種方法后，可以 通過測(cè)儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度來反應(yīng)其磁化率大小，通常情況下，儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng) 強(qiáng)度mT值越小，大倍率放電性能越優(yōu)。
【具體實(shí)施方式】 [0011] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作講一步的詳細(xì)說明。
[0012] 先通過公式
確定大倍率放電動(dòng)力電池用儲(chǔ) 氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)范圍，式中：h為樣品裝入高度，m為樣品質(zhì)量，H為磁場(chǎng)強(qiáng)度， Λ m。為空樣品管在有磁場(chǎng)和無磁場(chǎng)時(shí)的稱量值的變化，Λ m為裝樣品后在有磁場(chǎng)和無磁場(chǎng) 時(shí)的稱量值的變化，M為儲(chǔ)氫合金粉的摩爾質(zhì)量（(kg ·πι〇廠1Kg為重力加速度（9.81m ·?Γ 2)(參考普通高等教育"十一五"規(guī)劃教材：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)；王愛榮編，出版社：化學(xué)工業(yè)出 版社)，磁場(chǎng)強(qiáng)度H可由B =μ。H關(guān)系式計(jì)算得到，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T(特斯拉），H的 單位為A · πΓ \ μ。為真空磁導(dǎo)率（4 π X 10 - 7N · A' 2)(參考面向21世紀(jì)課程教材：大學(xué) 物理學(xué)（第2版），盧德馨著，出版社：高等教育出版社）；然后采用磁天平測(cè)定儲(chǔ)氫合金 粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)，最后判斷大倍率放電動(dòng)力電池用儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度是否在上 述設(shè)定的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)范圍內(nèi)，其采用磁天平測(cè)定儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)的步驟 如下： ① .洗滌烘干直徑12_規(guī)格試管，將其確定為質(zhì)量m 1 (精確至0.0 OOlg)，將試管置 于錐形漏斗下，用藥品勺將干燥后的合金粉沿漏斗壁加入試管中，使其至試管12_以上， 稱取其質(zhì)量m 2;在加入合金粉過程中，待合金粉裝入試管5mm處時(shí)，輕輕敲打試管壁lmin， 然后再加入少量合金粉至試管IOmm處，再輕輕敲打試管壁lmin，再加入少量合金粉至試 管15mm處，再輕輕敲打試管壁lmin，最后稱取其質(zhì)量m 2; ② .調(diào)整好特斯拉計(jì)探頭的位置，確保特斯拉計(jì)探頭在兩個(gè)磁極中間，并且平行于磁 極端面；然后將裝有合金粉的試管懸掛于分析天平掛鉤上，使試管下端與探頭保持規(guī)定距 離；所述試管中心線與磁天平上的磁極中心線同在一垂直平面內(nèi)，調(diào)節(jié)試管下端與探頭的 距離為IOmm ; ③ .將磁天平歸零，打開磁天平電源，緩慢調(diào)大電流調(diào)節(jié)電位器，直至磁天平顯示的數(shù) 據(jù)為0. 5000時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；隨后繼續(xù)緩慢調(diào)大電流調(diào)節(jié)電位器，至磁天平顯 示的數(shù)據(jù)為〇. 7000時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度； ④ .最后再將電流調(diào)節(jié)電位器緩慢調(diào)低至磁天平顯示的數(shù)據(jù)為0. 5000時(shí)，記錄對(duì)應(yīng) 的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
[0013] 1.按照上述所述的測(cè)試方法，對(duì)進(jìn)行處理后的合金粉樣品進(jìn)行磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè) 試，通過平穩(wěn)的速率調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的數(shù)值，使固定天平輸出值為：〇. 35、0. 5、0. 7、0. 9g，再讀 取對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。測(cè)試項(xiàng)目和數(shù)據(jù)如下： 表1 :
2.由于磁感應(yīng)強(qiáng)度和合金充放電性存在一種對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此根據(jù)測(cè)試的合金粉mT值 的大小對(duì)其進(jìn)行對(duì)應(yīng)的大倍率放電性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下： 表2.
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方法，其特征在于：先確定大倍 率放電動(dòng)力電池用儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)范圍，然后采用磁天平測(cè)定儲(chǔ)氫合金粉的 磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)，最后判斷大倍率放電動(dòng)力電池用儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度是否在上述設(shè) 定的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)范圍內(nèi)，其采用磁天平測(cè)定儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)的步驟如 下： ① .洗滌烘干直徑12mm規(guī)格試管，將其確定為質(zhì)量m i，將試管置于錐形漏斗下，用藥 品勺將干燥后的合金粉沿漏斗壁加入試管中，使其至試管12mm以上，稱取其質(zhì)量m2; ② .調(diào)整好特斯拉計(jì)探頭的位置，確保特斯拉計(jì)探頭在兩個(gè)磁極中間，并且平行于磁 極端面；然后將裝有合金粉的試管懸掛于分析天平掛鉤上，使試管下端與探頭保持規(guī)定距 離； ③ .將磁天平歸零，打開磁天平電源，緩慢調(diào)大電流調(diào)節(jié)電位器，直至磁天平顯示的數(shù) 據(jù)為規(guī)定數(shù)值時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；隨后繼續(xù)緩慢調(diào)大電流調(diào)節(jié)電位器，至磁天平顯 示的數(shù)據(jù)為規(guī)定數(shù)值時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度； ④ .最后再將電流調(diào)節(jié)電位器緩慢調(diào)低至磁天平顯示的數(shù)據(jù)為規(guī)定數(shù)值時(shí)，記錄對(duì)應(yīng) 的磁感應(yīng)強(qiáng)度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方法，其 特征在于：在確定儲(chǔ)氫合金粉的質(zhì)量時(shí)，精確至0.0 OOlg。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方法， 其特征在于：在加入合金粉過程中，待合金粉裝入試管5mm處時(shí)，輕輕敲打試管壁lmin，然 后再加入少量合金粉至試管IOmm處，再輕輕敲打試管壁lmin，再加入少量合金粉至試管 15mm處，再輕輕敲打試管壁lmin，最后稱取其質(zhì)量m 2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方法，其 特征在于：所述試管中心線與磁天平上的磁極中心線同在一垂直平面內(nèi)，調(diào)節(jié)試管下端與 探頭的距離為IOmm 05. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方法，其 特征在于：將分析天平歸零，打開磁天平電源，慢慢調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)電位器，直至分析天平顯 示的數(shù)據(jù)為〇. 5000時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；繼續(xù)調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)電位器，至分析天平顯 示的數(shù)據(jù)為〇. 7000時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；再將電流調(diào)節(jié)電位器慢慢調(diào)低至分析天平 顯示的數(shù)據(jù)為〇. 5000時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了這樣一種快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的方法。先確定大倍率放電動(dòng)力電池用儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)范圍，然后采用磁天平測(cè)定儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)，最后判斷大倍率放電動(dòng)力電池用儲(chǔ)氫合金粉的磁感應(yīng)強(qiáng)度是否在上述設(shè)定的磁感應(yīng)強(qiáng)度參數(shù)范圍內(nèi)。從而具有能快速評(píng)價(jià)大倍率放電動(dòng)力電池用合金粉性能的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01R31/36, G01N27/72
【公開號(hào)】CN105044199
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510463808
【發(fā)明人】蘇耿, 彭軍文, 劉開宇, 卞永巖, 劉又年, 紀(jì)效波, 鄭禮華
【申請(qǐng)人】福建衛(wèi)東新能源有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日