基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法技术

本发明专利技术实施例公开了基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，包括如下步骤：将PPTC极板阳极样品采用无水乙醇进行超声清洗，然后在室温中吹干即得待测的PPTC材料的极板阳极；将得到的待测的极板阳极置于预设浓度的腐蚀介质中，在预设温度下，分别在预设的若干组电流下使其发生电化学腐蚀极化达到第一预设时长；将腐蚀极化后的极板阳极置于预设浓度的第一溶液中加热沸腾第二预设时长，放入烘箱烘干；称量腐蚀前后的极板阳极的质量，从而评估极板阳极耐腐蚀性能。该方法具有操作简单、检测速率快等特点。

【技术实现步骤摘要】
基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法
本专利技术实施例涉及铅蓄电池
，尤其涉及基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法。
技术介绍
能源是人类赖以生存和发展的基础。由于近百年的工业革命，正被普遍大量使用的石油、天然气等不可再生能源已面临枯竭，促使各国能源结构展开多种形式的调整，寻找绿色、可再生的新型能源和能源转换技术成为了当今国际关注的焦点。因此，大力开发新型能源、改进传统化学电源是21世纪发展迫切需要攻克的重要课题。阀控电池是一种新型电池，使用过程中不用加酸加水维护，要求正极板阳极合金耐腐蚀性好，自放电性小，不同厂家采用的正极板阳极合金不完全相同，主要有：铅-钙、铅-钙-锡、铅-钙-锡-铝、铅-锑-镉等，不同合金性能不同，铅-钙、铅-钙-锡合金具有良好的浮充性能，但铅钙合金易形成致密的硫酸铅和硫酸钙阻挡层使电池早期失效，合金抗蠕变性差，不适合循环使用。在铅酸蓄电池中，正极极板阳极比负极极板阳极厚，原因之一是在充电时，特别是在过充电时，正极极板阳极要遭到腐蚀，逐渐被氧化成二氧化铅而失去极板阳极的作用，为补偿其腐蚀量必须加粗加厚正极极板阳极。所以在实际运行过程中，一定要根据环境温度选择合适的浮充电压，浮充电压过高，除引起水损失加速外，也引起正极极板阳极腐蚀加速。当合金极板阳极发生腐蚀时，产生应力，致使极取决于正极寿命，其设计寿命是按极板阳极合金的腐蚀速率进行计算的，正极极板阳极被腐蚀的越多，电池的剩余容量就越少，电池寿命就越短。这是一个重要的研究方向，伴随着铅酸蓄电池工业的发展，人们陆续引入了多种经典或现代的金属材料的来改善或替代传统的正极极板阳极材料Pb-Ca-Sn合金。PPTC(PolymericPositiveTemperatureCoefficient)，即高分子聚合物正系数温度材料，PPTC核心由高分子材料和导电颗粒制成，是美商Raychem(现已经并入TycoElectronics)在1981年专利技术，主要应用在电池、计算机、电机、通讯行业的过电流保护上。如何通过测试蓄电池极板阳极的耐腐蚀性能来确定各项参数的优劣，以及保证最佳的蓄电池极板阳极耐腐蚀性能作用最大，常规的蓄电池极板阳极耐腐蚀测试往往通过组装成电池方式来进行，其缺点是检测时间长，不能全面地比较PPTC材料的极板阳极与传统极板阳极的腐蚀性能。
技术实现思路
本专利技术实施例提供基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，通过使用失重法对铅酸蓄电池用传统正极极板阳极材料Pb-Ca-Sn合金和新型半导体材料PPTC的耐腐蚀性能进行研究，较全面地对比了两种正极极板阳极材料的耐腐蚀性能，操作简单，检测速率快。本专利技术实施例提供了基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，包括如下步骤：(1)预处理：将PPTC极板阳极样品采用无水乙醇进行超声清洗，除去表面的杂质和油脂，然后在室温中吹干即得待测的PPTC材料的极板阳极；(2)腐蚀前称重：称量步骤(1)得到的所述待测PPTC材料的极板阳极的质量(g)，记为m0；(3)腐蚀极化：将步骤(1)中得到的待测的极板阳极置于预设浓度的腐蚀介质中，在预设温度下，分别在预设的若干组电流下使其发生电化学腐蚀极化达到第一预设时长；(4)将步骤(3)中腐蚀极化后的极板阳极置于预设浓度的第一溶液中加热沸腾第二预设时长，溶解掉腐蚀层，放入烘箱烘干达到第三预设时长；(5)腐蚀后称重：称量腐蚀后的极板阳极的质量(g)，记为m1；(6)评估耐腐蚀性能：计算出单位面积、单位时间内的质量的变化值，从而评估极板阳极耐腐蚀性能，其计算公式:其中:V为腐蚀速率(g/h·m-2)；m0为阳极极化前的质量(g)；m1为阳极极化后的质量(g)；S为电极的工作表面积(m2)；t为阳极极化时间(h)。由此，本专利技术上述实施例的基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，通过采用失重法评估金属耐腐蚀性能，利用腐蚀的阳极的质量损失来计算极化腐蚀速率，提高了耐腐蚀检测速率。另外，根据本专利技术上述实施例的基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中所述腐蚀介质为硫酸。在本专利技术的一些实施例中，所述硫酸为1.23g/cm3的H2SO4。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中预设温度为30～60℃，所述预设的若干组电流范围为jN＝500～2000A/m2，其中，N为自然数。在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)中所述第一溶液为85～95g/L的葡萄糖-氢氧化钠溶液。在本专利技术的一些实施例中，所述葡萄糖-氢氧化钠溶液的浓度比为1：1。进一步地，步骤(1)中所述PPTC极板阳极样品厚度为1mm～10mm，极板阳极尺寸为39mm×69mm。进一步地，步骤(4)中所述第二预设时长为20～60min，所述第三预设时长为1～5h。进一步地，步骤(3)中第一预设时长为12～36h。采用上述方法分析基于高分子半导体材料PPTC的阳极极板与传统Pb-Ca-Sn合金极板阳极材料的腐蚀性能。本专利技术实施例提供的基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，通过采用失重法评估金属耐腐蚀性能，利用腐蚀的阳极的质量损失来计算极化腐蚀速率，提高了耐腐蚀检测速率，通过使用失重法对传统极板阳极材料Pb-Ca-Sn合金和高分子半导体材料PPTC的极板阳极的耐腐蚀性能进行研究，较全面地对比了两种极板阳极材料的耐腐蚀性能。附图说明图1是本专利技术实施例测试方法流程图；图2是本专利技术实施例在35℃时，Pb-Ca-Sn合金电极和PTTC电极样品在不同电流密度下的腐蚀速率；图3是在不同温度时，Pb-Ca-Sn合金和PPTC电极样品的耐腐蚀速率；图4是本专利技术实施例耐腐蚀试验后的Pb-Ca-Sn合金电极的5000倍表面形貌(a)和为阳极材料40000倍的表面形貌(a')的扫描电子显微镜(SEM)图；图5是本专利技术实施例提供的耐腐蚀试验后的PTTC电极样品的5000倍表面形貌(b)和为阳极材料40000倍的表面形貌(b')的扫描电子显微镜(SEM)图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。如图1所述，本专利技术实施例提供了基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，包括如下步骤：S1、预处理：将PPTC极板阳极样品采用无水乙醇进行超声清洗，除去表面的杂质和油脂，然后在室温中吹干即得待测的PPTC材料的极板阳极；S2、腐蚀前称重：称量S1得到的待测PPTC材料的极板阳极的质量(g)，记为m0；S3、腐蚀极化：将S1中得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)预处理：将PPTC极板阳极样品采用无水乙醇进行超声清洗，除去表面的杂质和油脂，然后在室温中吹干即得待测的PPTC材料的极板阳极；/n(2)腐蚀前称重：称量步骤(1)得到的所述待测PPTC材料的极板阳极的质量(g)，记为m

【技术特征摘要】
1.基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预处理：将PPTC极板阳极样品采用无水乙醇进行超声清洗，除去表面的杂质和油脂，然后在室温中吹干即得待测的PPTC材料的极板阳极；
(2)腐蚀前称重：称量步骤(1)得到的所述待测PPTC材料的极板阳极的质量(g)，记为m0；
(3)腐蚀极化：将步骤(1)中得到的待测的极板阳极置于预设浓度的腐蚀介质中，在预设温度下，分别在预设的若干组电流下使其发生电化学腐蚀极化达到第一预设时长；
(4)将步骤(3)中腐蚀极化后的极板阳极置于预设浓度的第一溶液中加热沸腾第二预设时长，溶解掉腐蚀层，放入烘箱烘干达到第三预设时长；
(5)腐蚀后称重：称量腐蚀后的极板阳极的质量(g)，记为m1；
(6)评估耐腐蚀性能：计算出单位面积、单位时间内的质量的变化值，从而评估极板阳极耐腐蚀性能，其计算公式:



其中:V为腐蚀速率(g/h·m-2)；m0为阳极极化前的质量(g)；m1为阳极极化后的质量(g)；S为电极的工作表面积(m2)；t为阳极极化时间(h)。


2.根据权利要求1所述的基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，其特征在于，步骤(3)中所述腐蚀介质为硫酸。


3.根据权利要求2所述的基于高分子半导体材料PPTC的极板阳极耐腐蚀性的测试方法，其特征在于，所述硫酸为1.23g/cm3的H2SO4。


4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：高士元，蔡伟波，高芳开，
申请(专利权)人：肇庆理士电源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44