一種用于監(jiān)測電池充放電過程中極群壓力變化的工裝及監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蓄電池制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于監(jiān)測電池充放電過程中極群壓力變化的工裝及監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛酸電池被廣泛應用于各種使用領(lǐng)域，雖然已歷經(jīng)150多年，但仍有很多蓄電池研究者進行各種課題的攻關(guān)性研究，從蓄電池的原材料、裝配方式以及使用方式等都在尋找更優(yōu)的應用方案，尤其在目前電動車電池市場上的競爭越來越嚴峻，迫使研究人員必須著手從各方面進行立項攻關(guān)，使得產(chǎn)品更貼切市場需求。
[0003]對退回電池進行失效模式的分析發(fā)現(xiàn)，大部分失效模式均為正極物質(zhì)軟化與脫落，很多研究人員也紛紛對如何延緩正極物質(zhì)軟化問題進行立項攻關(guān)，主要關(guān)注點在于極板制造與極群裝配上。在極群裝配壓力上也作了很多方面的試驗，從干態(tài)到濕態(tài)壓力都有在研究，例如:
[0004]授權(quán)公告號為CN203405295U的發(fā)明專利文獻公開了一種蓄電池極群裝配壓力檢測裝置，該裝置包括下壓機構(gòu)、傳感器、壓力數(shù)據(jù)顯示器，待測極群擱置于下壓機構(gòu)的壓板下方，傳感器設(shè)置在下壓機構(gòu)的傳壓桿上，傳感器與壓力數(shù)據(jù)顯示器連接，所述下壓機構(gòu)包括底座、導柱、壓板、固定板、傳壓桿和平面軸承，所述底座四角設(shè)置有向上延伸的導柱，壓板四角滑動連接在導柱上，壓板與底座之間留有放置待測極群的空間，固定板位于壓板上方，其四角固定連接在導柱上端，傳壓桿固定板中心位置，其下端為臺階軸與壓板連接，臺階軸上連接有平面軸承，傳感器設(shè)置在平面軸承與壓板之間。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，操作簡單，檢測數(shù)據(jù)直觀可靠。
[0005]授權(quán)公告號為CN204464403U的發(fā)明專利文獻公開了一種蓄電池極群組壓力檢測裝置，該裝置包括極群輸送機構(gòu)、壓力檢測裝置、極群組、上頂裝置，所述極群組設(shè)置在極群輸送機構(gòu)上，壓力檢測裝置設(shè)置在極群輸送機構(gòu)的上方并與其兩側(cè)固定，上頂裝置設(shè)置在極群輸送機構(gòu)和壓力檢測裝置的下方，并與極群輸送機構(gòu)兩側(cè)固定。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，還能嵌入至蓄電池包板機中，蓄電池極群組壓力檢測裝置即能檢測每個極群組的壓力又能壓縮極群組，降低極群組入夾具或電池殼時的損傷率，保證蓄電池單格極群組壓力的一致性，從而提高蓄電池產(chǎn)品質(zhì)量和延長蓄電池壽命。
[0006]授權(quán)公告號為CN203561462U的發(fā)明專利文獻公開了一種鉛酸蓄電池極群裝配壓力測試裝置，該裝置包括底座板和兩根豎直布置的滑桿，所述滑桿與所述底座板相互固定連接，所述鉛酸蓄電池極群裝配壓力測試裝置還包括螺桿、升降塊、壓力測試儀、固定塊和手輪，所述固定塊與所述滑桿的上端固定連接，所述螺桿與所述升降塊螺紋連接，所述螺桿與所述固定塊轉(zhuǎn)動連接，所述壓力測試儀與所述升降塊固定連接，所述手輪與所述螺桿固定連接，所述壓力測試儀下側(cè)設(shè)置有一測量桿。
[0007]雖然，上述裝置都能較為精確的測量電池極群壓力，但是，大家往往忽略了電池在充放電過程中的實際壓力變化情況，準確掌握電池內(nèi)部狀態(tài)后才能拿出準確的優(yōu)化方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)測電池充放電過程中極群壓力變化的工裝及監(jiān)測方法，該工裝配合相應的監(jiān)測方法能夠為極群提供一種與實際循環(huán)充放電過程相同的環(huán)境，從而實現(xiàn)電池充放電過程中極群壓力變化的實時監(jiān)測。
[0009]一種用于監(jiān)測電池充放電過程中極群壓力變化的工裝，包括放置極群的槽體以及和槽體相配合的蓋板，所述槽體和蓋板之間設(shè)有環(huán)形密封圈，所述槽體的一側(cè)壁上開有極柱孔和安全閥孔。
[0010]取化成好的極群放置于槽體內(nèi)部后，蓋上并壓緊蓋板，通過壓力測試儀可以對工裝內(nèi)部極群充放電過程中的壓力變化進行測定。為便于極群充放電過程中收縮和膨脹情況的觀測，所述槽體和蓋板采用的材料為有機玻璃、ABS、PP和PC中的一種。作為優(yōu)選，所述蓋板和槽體采用的材料厚度為8?10mm。
[0011]所述的密封圈為耐酸橡膠密封圈，該材料的邵氏硬度(shore A)為30?40，厚度為1.0?2.0mm。所述安全閥孔上設(shè)有安全閥，安全閥的外周可以設(shè)置盛水凹槽，能夠在極群充放電過程中觀察安全閥排氣情況，以及安全閥排氣量與工裝內(nèi)壓力的關(guān)系。
[0012]作為優(yōu)選，所述極柱孔內(nèi)設(shè)有保護極柱的保護套，測試時，極柱穿過所述保護套。更優(yōu)選，所述極柱孔與保護套螺紋配合。極柱在穿過該保護套時，為提高密封性，可在極柱與極柱貼靠保護套內(nèi)壁之間設(shè)置環(huán)形密封圈。
[0013]作為優(yōu)選，所述保護套由內(nèi)、外兩段組成，內(nèi)段直徑小于外段直徑，內(nèi)段與極柱孔螺紋配合，外段位于槽體外部。
[0014]更優(yōu)選，所述外段貼靠槽體的外壁，且它們之間設(shè)有環(huán)形密封圈。
[0015]作為優(yōu)選，槽體設(shè)有極柱孔和安全閥孔的側(cè)板通過螺栓固定連接在槽體上，側(cè)板與槽體之間設(shè)有環(huán)形密封圈。上述側(cè)板的設(shè)置有利于極群的取放，防止極群在放置和取出時受到破壞。
[0016]本發(fā)明提供了一種利用所述的工裝監(jiān)測電池充放電過程中極群壓力變化的方法，包括以下步驟:
[0017](1)在所述工裝的空裝狀態(tài)下，利用壓力測試儀壓緊工裝，調(diào)節(jié)壓力測試儀的壓力值為零，并記錄此時壓力測試儀上下壓板的位移；
[0018](2)將待測極群置于所述工裝的槽體內(nèi)，形成單體電池；
[0019](3)通過壓力測試儀的上下壓板壓緊單體電池，并保持步驟(1)中所述位移，開始單體電池的充放電過程，并記錄壓力測試儀的壓力變化值。
[0020]上述單體電池與充放電儀連接后，進行單體電池的充放電。上述單體電池還與數(shù)據(jù)采集儀連接，記錄單體電池的電壓和溫度數(shù)據(jù)。
[0021]作為優(yōu)選，步驟(1)中，壓力測試儀壓緊工裝時，所述工裝承受的壓強為55?65kPa，并保持4?7秒。
[0022]作為優(yōu)選，步驟(1)中，壓力測試儀壓緊工裝時，槽體和蓋板之間的環(huán)形密封圈的壓縮度為0.05?0.15_。密封圈為耐酸橡膠密封圈，該材料的邵氏硬度(shore A)為30?40，密封圈的壓縮程度決定了密封程度，鉛酸動力電池的密封強度一般以測試氣壓強度可達到50?60kPa即為密封良好，故密封圈的壓縮度無需太多，被壓縮0.05?0.15mm,即可滿足電池密封要求。
[0023]作為優(yōu)選，步驟⑴中，壓力測試儀壓緊工裝時，壓緊位移速度為3?8mm/min，以減少與工裝接觸時的沖擊力，避免影響極群測試值。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0025]本發(fā)明采用上述可拆卸且密封性好的工裝并配合相應的監(jiān)測方法為極群提供一種與實際循環(huán)充放電過程相同的環(huán)境，實現(xiàn)了電池充放電過程中極群壓力變化的實時監(jiān)測。
【附圖說明】
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