本申请提供了一种多孔材料受压状态下孔隙率的测量方法和测量装置。该测量方法包括：获得待测多孔材料样本的表观体积；将待测多孔材料样本在润湿液中完全浸润；将待测多孔材料样本从润湿液中分离，并使待测多孔材料样本在非受压状态下静置滴液，所滴下的润湿液全部进入浸渍槽中；采用加压单元逐步挤压待测多孔材料样本，在执行每步挤压时，沿待测多孔材料样本的厚度方向移动第一加压件和/或第二加压件，使间距缩小为当前间距，记录每步挤压之后的当前间距，当待测多孔材料样本不再滴液时，记录浸渍槽中的润湿液的当前重量；根据表观体积、润湿液的初始重量、当前重量和密度计算待测多孔材料样本在当前受压状态下的当前孔隙率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
多孔材料受压状态下孔隙率的测量方法和测量装置
[0001]本专利技术主要涉及多孔材料表征
，尤其涉及一种多孔材料受压状态下孔隙率的测量方法和测量装置。
技术介绍
[0002]孔隙率是多孔材料介质内相互连通的微小孔隙的总体积与该多孔材料介质的外表体积的比率。液流电池中的电极是一种多孔材料介质，电解液在电极中的流动速率对电堆的性能起着关键作用，而电极材料的孔隙率则是影响电极传液性能的一项关键参数。液流电池的电堆在组装时需通过外加紧固力将电极压缩，以便电极与导电极板紧密贴合以降低电堆内阻。随着电极的压缩，其孔隙率也会随之变化，进而影响反应过程中电解液的分布和传输。尤其在高电流密度下，电化学反应速度加快，过低的孔隙率会导致电解液中的反应物扩散速度无法匹配电极表面反应物的消耗速度，即产生浓差极化，大大降低电池的电压效率和功率密度。因此，明确不同压缩状态下电极材料的孔隙率，对于筛选电极材料、确定合适的外加紧固力、优化电堆结构及电池性能是十分有必要的。
[0003]目前常用的孔隙率测量方法包括压汞法、气体吸附法、称重法、理论计算法等。其中，压汞法是相对成熟的孔隙率测试方法，但采用汞作为非润湿溶剂，不仅会对材料造成不可逆损伤，还极易发生汞泄露扩散造成实验人员中毒的安全事故。气体吸附法可较为准确的获得多孔材料的孔隙率，但该方法主要用于测试2～100nm的中小微孔隙，并且整个测试周期相对较长。更重要的是，这些方法仅适于测量材料在非受压状态下的孔隙率，而对于受压时的孔隙率往往参考卸压后的测量数值，其与该多孔材料在压缩状态下的真实孔隙率相比存在较大的误差。对于一些具有回弹性的多孔材料，例如碳毡、石墨毡类电极材料，卸压后测量得到的数值更是无法反映实际工况下的孔隙率大小。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于测量多孔材料在受压状态下的真实孔隙率的测量方法和测量装置。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多孔材料受压状态下孔隙率的测量方法，其特征在于，包括：获得待测多孔材料样本的表观体积；将所述待测多孔材料样本在润湿液中完全浸润，所述润湿液具有初始重量，所述润湿液装载在浸渍槽中；将所述待测多孔材料样本从所述润湿液中分离，并使所述待测多孔材料样本在非受压状态下静置滴液，所滴下的润湿液全部进入所述浸渍槽中，当所述待测多孔材料样本不再滴液时，记录所述浸渍槽中的润湿液的当前重量；采用加压单元逐步挤压所述待测多孔材料样本，所述加压单元包括第一加压件和第二加压件，所述待测多孔材料样本位于所述第一加压件和所述第二加压件之间，所述第一加压件和所述第二加压件之间具有一间距；在执行每步挤压时，沿所述待测多孔材料样本的厚度方向移动所述第一加压件和/或所述第二加压件，使所述间距缩小为当前间距，同时使所述待测多孔材料样本处于当前受压状态，记录每步挤压之后的
当前间距，使所述待测多孔材料样本在当前受压状态下静置滴液，所滴下的润湿液全部进入所述浸渍槽中，当所述待测多孔材料样本不再滴液时，记录所述浸渍槽中的润湿液的当前重量；以及采用下面的公式计算所述待测多孔材料样本在所述当前受压状态下的当前孔隙率：
[0006]当前孔隙率(％)＝(m0‑
m
c
)V0/ρ；
[0007]其中，当前孔隙率(％)表示所述待测多孔材料样本在所述当前受压状态下的当前孔隙率，m0表示所述初始重量，m
c
表示所述当前重量，V0表示所述表观体积，ρ表示所述润湿液的密度。
[0008]在本申请的一实施例中，还包括：采用下面的公式计算所述待测多孔材料样本在所述当前受压状态下的当前压缩率：
[0009]当前压缩率(％)＝(d
‑
d
c
)/d；
[0010]其中，当前压缩率(％)表示所述待测多孔材料样本在当前受压状态下的当前压缩率，d表示所述待测多孔材料样本的原始厚度，d
c
表示所述当前间距。
[0011]在本申请的一实施例中，还包括：根据多个所述当前压缩率和多个所述当前孔隙率建立所述待测多孔材料样本的压缩率和孔隙率之间的关系曲线。
[0012]在本申请的一实施例中，所述润湿液包括非极性烃类油。
[0013]在本申请的一实施例中，所述表观体积等于所述待测多孔材料样本的原始长度、原始宽度和原始厚度的乘积。
[0014]在本申请的一实施例中，所述待测多孔材料样本是碳素多孔材料。
[0015]本申请为解决上述技术问题还提出一种多孔材料受压状态下孔隙率的测量装置，其特征在于，包括固定单元、加压单元、承托件和称重单元，所述固定单元包括沿竖直方向延伸的固定架；所述加压单元包括第一加压件和第二加压件，所述第一加压件和所述第二加压件可升降地设置在所述固定架上，所述第一加压件和/或所述第二加压件沿水平方向的位置可调；所述承托件穿设在所述第一加压件和所述第二加压件之间，所述承托件具有漏液通孔，所述承托件用于承载待测多孔材料样本；所述称重单元包括称重器和用于装载润湿液的浸渍槽，所述浸渍槽位于所述称重器上，所述承托件沿竖直方向的投影完全位于所述浸渍槽沿竖直方向的投影内部。
[0016]在本申请的一实施例中，所述固定架包括第一侧架和第二侧架，所述第一加压件可升降地设置在所述第一侧架上，所述第二加压件可升降地设置在所述第二侧架上。
[0017]在本申请的一实施例中，所述第一侧架上包括第一卡槽和至少一个第一限位件，所述第二侧架上包括第二卡槽和至少一个第二限位件，所述第一加压件通过所述第一限位件被设置在所述第一卡槽中，所述第二加压件通过所述第二限位件被设置在所述第二卡槽中。
[0018]在本申请的一实施例中，还包括调节杆，所述调节杆穿过所述固定架与所述加压单元连接，所述调节杆用于沿所述水平方向移动所述第一加压件和/或所述第二加压件。
[0019]在本申请的一实施例中，所述第一加压件包括第一通孔，所述第二加压件包括第二通孔，所述承托件穿过所述第一通孔和所述第二通孔而设置。
[0020]在本申请的一实施例中，所述承托件是细丝网。
[0021]在本申请的一实施例中，所述第一加压件具有第一加压面，所述第二加压件具有
第二加压面，所述第一加压面和所述第二加压面相对设置，当采用加压单元逐步挤压所述待测多孔材料样本时，所述第一加压面和所述第二加压面分别与所述待测多孔材料样本接触，所述第一加压面上和所述第二加压面上都具有疏润湿液涂层。
[0022]在本申请的一实施例中，所述疏润湿液涂层包括聚四氟乙烯或有机硅树脂。
[0023]在本申请的一实施例中，所述第一加压面和所述第二加压面的材料是碳钢或合金钢。
[0024]在本申请的一实施例中，所述固定单元还包括沿水平方向延伸的上端板，所述上端板上包括沿水平方向排列的多个刻度，所述多个刻度用于测量所述第一加压件和所述第二加压件的间距。
[0025]在本申请的一实施例中，所述测量装置用于采用如上所述的测量方法测量所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多孔材料受压状态下孔隙率的测量方法，其特征在于，包括：获得待测多孔材料样本的表观体积；将所述待测多孔材料样本在润湿液中完全浸润，所述润湿液具有初始重量，所述润湿液装载在浸渍槽中；将所述待测多孔材料样本从所述润湿液中分离，并使所述待测多孔材料样本在非受压状态下静置滴液，所滴下的润湿液全部进入所述浸渍槽中，当所述待测多孔材料样本不再滴液时，记录所述浸渍槽中的润湿液的当前重量；采用加压单元逐步挤压所述待测多孔材料样本，所述加压单元包括第一加压件和第二加压件，所述待测多孔材料样本位于所述第一加压件和所述第二加压件之间，所述第一加压件和所述第二加压件之间具有一间距；在执行每步挤压时，沿所述待测多孔材料样本的厚度方向移动所述第一加压件和/或所述第二加压件，使所述间距缩小为当前间距，同时使所述待测多孔材料样本处于当前受压状态，记录每步挤压之后的当前间距，使所述待测多孔材料样本在当前受压状态下静置滴液，所滴下的润湿液全部进入所述浸渍槽中，当所述待测多孔材料样本不再滴液时，记录所述浸渍槽中的润湿液的当前重量；以及采用下面的公式计算所述待测多孔材料样本在所述当前受压状态下的当前孔隙率：当前孔隙率(％)＝(m0‑
m
c
)V0/ρ；其中，当前孔隙率(％)表示所述待测多孔材料样本在所述当前受压状态下的当前孔隙率，m0表示所述初始重量，m
c
表示所述当前重量，V0表示所述表观体积，ρ表示所述润湿液的密度。2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，还包括：采用下面的公式计算所述待测多孔材料样本在所述当前受压状态下的当前压缩率：当前压缩率(％)＝(d
‑
d
c
)/d；其中，当前压缩率(％)表示所述待测多孔材料样本在当前受压状态下的当前压缩率，d表示所述待测多孔材料样本的原始厚度，d
c
表示所述当前间距。3.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，还包括：根据多个所述当前压缩率和多个所述当前孔隙率建立所述待测多孔材料样本的压缩率和孔隙率之间的关系曲线。4.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述润湿液包括非极性烃类油。5.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述表观体积等于所述待测多孔材料样本的原始长度、原始宽度和原始厚度的乘积。6.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述待测多孔材料样本是碳素多孔材料。7.一种多孔材料受压状态下孔隙率的测量装置，其特征在于，包括固定单元、加压单元、...
【专利技术属性】
技术研发人员：方滔，赵文斌，姜宏东，林柏生，徐陆澎，
申请(专利权)人：寰泰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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