密封蓄電池高溫試驗(yàn)時(shí)間篩選

周秀清，黃景清

（廣東省測(cè)試分析研究所廣東省化學(xué)危害應(yīng)急檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣東 廣州 510020）

0 引言

由于在運(yùn)輸蓄電池的過(guò)程中處理不當(dāng)就會(huì)造成的一定的危害，因此應(yīng)該按照聯(lián)合國(guó)出臺(tái)的《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書(shū)規(guī)章范本》和《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書(shū) 試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》規(guī)定的危險(xiǎn)品的分類(lèi)及其判別的方法進(jìn)行試驗(yàn)[1]。但是，對(duì)于55 ℃ 高溫試驗(yàn)，該如何選擇試驗(yàn)時(shí)間，相關(guān)文獻(xiàn)也沒(méi)有給出統(tǒng)一的答案，一般情況下大多數(shù)人選擇 2～6 h[2-4]。筆者主要通過(guò)選擇不同品種的蓄電池，在不同的試驗(yàn)時(shí)間下觀察試驗(yàn)結(jié)果，確認(rèn)不同品種的蓄電池進(jìn)行 55 ℃ 高溫試驗(yàn)的最佳試驗(yàn)時(shí)間。

1 試驗(yàn)背景

1.1 帶液蓄電池安全運(yùn)輸相關(guān)規(guī)定

帶液的蓄電池由于其內(nèi)部含有強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性液體，如果在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生泄漏，不但會(huì)對(duì)所使用的儀器設(shè)備或運(yùn)輸工具帶來(lái)極大的腐蝕性作用，還有可能引起蓄電池短路，導(dǎo)致火災(zāi)等嚴(yán)重后果[5-6]。按照聯(lián)合國(guó)《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書(shū) 規(guī)章范本》規(guī)定，帶液蓄電池在運(yùn)輸中屬于第 8 類(lèi)危險(xiǎn)品[1]。此外，規(guī)章范本中特殊規(guī)定第 238 條明確指出：如果電池能夠經(jīng)受振動(dòng)試驗(yàn)和壓差試驗(yàn)而沒(méi)有電解液漏出，則可以認(rèn)為其是不漏的；如果在溫度 55 ℃ 時(shí)不漏電池的電解液不會(huì)從裂開(kāi)或有裂縫的外殼流出，也沒(méi)有游離液體可流出，而且在包裝供運(yùn)輸時(shí)對(duì)電極作了防短路的保護(hù)，那么該電池不受本規(guī)章限制[7]。對(duì)于振動(dòng)試驗(yàn)和壓差試驗(yàn)，都有明確規(guī)定了具體的試驗(yàn)時(shí)間、條件、步驟等，但對(duì) 55 ℃ 高溫試驗(yàn)只規(guī)定了試驗(yàn)溫度，并未明確試驗(yàn)時(shí)間。

1.2 55 ℃高溫實(shí)驗(yàn)的目的和作用

55 ℃ 高溫實(shí)驗(yàn)主要是模擬蓄電池在運(yùn)輸過(guò)程中可能承受的極端高溫環(huán)境。高溫條件下，電解液受熱膨脹，粘度降低，流動(dòng)性增強(qiáng)。原來(lái)吸附在隔板中的電解液可能會(huì)被析出，從而導(dǎo)致蓄電池的電解液泄漏。從常溫環(huán)境進(jìn)入高溫試驗(yàn)環(huán)境，蓄電池內(nèi)部的電解液需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的平衡才能處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)電解液處于穩(wěn)定狀態(tài)后粘度和流動(dòng)性基本上將處于穩(wěn)定不變的狀態(tài)。從運(yùn)輸安全方面出發(fā)，55 ℃ 高溫試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間越長(zhǎng)，越能保證電解液已處于穩(wěn)定狀態(tài)，通過(guò)試驗(yàn)的貨物在運(yùn)輸過(guò)程中將越有安全保證。但是，試驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，試驗(yàn)成本就會(huì)增加，貨運(yùn)方也將相應(yīng)地增加成本和時(shí)間，造成一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 振動(dòng)試驗(yàn)

將蓄電池牢固地固定在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上，并防止電池的正負(fù)極之間發(fā)生短路現(xiàn)象。對(duì)蓄電池 3 個(gè)互相垂直的位置（包括注入孔和排氣孔在內(nèi)）施加振幅為0.8 mm 的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。振動(dòng)過(guò)程從 10 Hz 開(kāi)始，并以1 Hz/min 的速度變化。當(dāng)振動(dòng)頻率增加到 55 Hz后，再?gòu)?55 Hz 降低至 10 Hz，至此完成一次試驗(yàn)。

2.2 壓差試驗(yàn)

在振動(dòng)試驗(yàn)之后，把沒(méi)發(fā)生泄漏的蓄電池置于真空干燥箱中，對(duì)電池的 3 個(gè)互相垂直的位置（包括注入孔和排氣孔在倒轉(zhuǎn)位置）都進(jìn)行至少 6 h 的試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度為 24 ℃ ± 4 ℃，同時(shí)施加至少88 kPa 的壓差。

2.3 55 ℃ 高溫試驗(yàn)

對(duì)通過(guò)振動(dòng)和壓差試驗(yàn)后沒(méi)有電解液流出的蓄電池進(jìn)行 55 ℃ ± 1 ℃ 高溫試驗(yàn)。電池的注入孔和排氣孔（如有）或經(jīng)過(guò)前面 2 個(gè)試驗(yàn)后有裂縫或裂孔的面朝下。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

表1 所示為經(jīng)過(guò)振動(dòng)和壓差試驗(yàn)后在沒(méi)有漏液的電池中選擇大小、形狀、質(zhì)量不一的 20 只蓄電池進(jìn)行 55 ℃ 高溫試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果。

表1 55 ℃ 高溫試驗(yàn)結(jié)果

從表1 中所測(cè)得的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在 55 ℃高溫試驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)振動(dòng)和壓差試驗(yàn)后沒(méi)有發(fā)生漏液現(xiàn)象的試驗(yàn)電池，一般會(huì)在試驗(yàn)的第 2.5 h 和第3 h 出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)了 3 h 的高溫試驗(yàn)而沒(méi)有發(fā)生泄漏現(xiàn)象的電池，雖然繼續(xù)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，但未漏液的電池仍然不會(huì)發(fā)生漏液的現(xiàn)象。這是因?yàn)樵诮?jīng)過(guò)了 3 h 的高溫試驗(yàn)后，電池內(nèi)部的溫度早已經(jīng)達(dá)到了平衡，高溫對(duì)電池內(nèi)部電解液的性狀影響也已完成，所以已沒(méi)有必要再繼續(xù)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間了。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)上述高溫試驗(yàn)情況的分析，可以得出密封蓄電池安全運(yùn)輸試驗(yàn)中的高溫試驗(yàn)時(shí)間只需 3 h，經(jīng)過(guò) 3h 后，高溫對(duì)電池內(nèi)部電解液狀態(tài)的影響已完成，電解液處于穩(wěn)定的狀態(tài)。既能保證通過(guò)實(shí)驗(yàn)合格的蓄電池在運(yùn)輸過(guò)程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，確保運(yùn)輸過(guò)程的安全，同時(shí)也能為蓄電池企業(yè)和鑒定機(jī)構(gòu)節(jié)省時(shí)間和成本。