一种钒电池用橡胶密封件的检测方法技术

本发明专利技术涉及钒电池制造领域，具体为一种钒电池用橡胶密封件的检测方法。试验装置容积能盛下所规定的试验液体的体积，以使试样完全浸泡在试验液体中。试样悬挂在盛有试验液体的试验装置内，试验液体的体积不得少于试样总体积的15倍，在设定温度下浸泡一定时间，取出并测试其硬度和拉伸性能，参照标准对比前后数值的变化，得出橡胶密封件能否满足钒电池密封要求的一种检测方法。本发明专利技术的优点是通过对钒电池工作环境的模拟来对橡胶密封件进行测试，制定检测方法，方法快速、科学、可靠，有效的填补了强酸强氧化体系目前无检测手段的空缺，很好地解决钒电池电堆用密封圈可靠性的问题，为橡胶密封件的耐酸耐氧化性能满足使用要求提供了依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钒电池制造领域，具体为。
技术介绍
钒电池，全称为全钒离子氧化还原液流电池，是一种新型绿色环保电池。其能量以正负极电解液的形式储存，正负极反应分别为正极反应V02++2H++e-— V02++H20 E0 = 1. OOV负极反应V3++e-— V2+E0 = -0. 26V钒电池的正负极电解液分别是含有V( V )/V(IV)、V(III)/V( II )钒化合物的酸性溶液，其活性物质是以溶液形式分别存储于正负极储液罐中，正负极电解液由质子交换膜隔开，因此不会产生交叉污染，电极反应速度快且电池的功率、容量可调，有着广泛的用途。钒电池电堆设计，首要考虑的是密封如何解决，在解决了密封以后，下一个问题才是性能，密封技术是困扰钒电池产业化的关键问题。目前，在燃料电池、氯碱、换热器等行业里面有很多成熟的密封方法和技术，按理说做钒电池的密封不难。但是，要把几十片面积上千平方厘米的单片电池集成到一起，确保不发生任何的泄漏，并且是在10年之内任何时间、任何场景下都不能漏，却是制约钒电池长期稳定运行的一个关键因素。目前，密封最大的问题是密封圈，采用的是橡胶圈密封，随着使用时间增长，会慢慢腐蚀脱落，最严重的情况是，电堆长时间运行后，密封圈脱落的橡胶会出现石墨毡上，会把液流通道堵死，所以从系统层面来分析必须要有一种切实可行的检测方法来检测橡胶密封件的性能。至今为止，只有耐酸碱橡胶密封件材料标准，所适用范围为单一的酸性条件，而钒电池电解液为酸和钒水溶液，具有更强的氧化性，对橡胶性能的检测需要更高的标准和检测手段，保证橡胶密封件的耐酸耐氧化性能满足使用要求，解决钒电池电堆的密封问题，显然作为检测橡胶密封件的检测标准已不再适合用于钒电池。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出，通过对钒电池工作环境的模拟来对橡胶密封件进行测试，制定检测方法，方法快速、科学、可靠。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为，包括如下步骤(1)试样的制备，硫化橡胶的试样制成长条形；(2)硫化橡胶试样拉伸至一定长度后，悬挂在盛有试验液体的试验装置内，试验液体的体积不得少于试样总体积的15倍；(3)在一定温度下浸泡一定时间；(4)取出后测试其硬度和拉伸性能，按标准GB/T 531. 1和GB/T 528进行，参照标准(表幻对比前后数值的变化，得出橡胶密封件能否满足钒电池密封。本专利技术中，试验液体为钒化合物的酸性溶液。本专利技术中，酸性溶剂为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸或碳酸等无机酸。本专利技术中，酸性溶剂浓度为lmol/L 5mol/L。本专利技术中，钒化合物为五氧化二钒或硫酸氧钒等。本专利技术中，钒浓度为lmol/L 3mol/L。本专利技术中，试样可以采用硅橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶或氟橡胶等胶料，制备硫化程度相当的试样，硫化橡胶或制品试样的环境调节和试验的标准温度、湿度及时间按GB/T 2941中的规定。本专利技术中，硫化橡胶的试样其长和宽分别为(160-180) 士 1mm、(2. 0-4. 0) 士 0. 2mm，厚度为(1. 0-2. 0) 士 0. 2mm。本专利技术中，硫化橡胶的试样的技术要求选用以下一个或一个以上浸泡温度-10士 1°C ；20士 1°C ；30士 1°C ；40士 1°C ；50士 1°C ；60士 1°C ；70士 1°C。本专利技术中，浸泡试验周期可以选用以下一个或一个以上浸泡周期 士 1小时；48士2小时；72士3小时；24天士 1天。本专利技术中，一组试样中每个试样的形状和大小及取样部位要求尽量一致，试样的体积应在l_3m3范围内。本专利技术中，将试样悬挂在盛有试验液体的试验装置内，将试样拉伸至一定长度，其伸长率(即抗拉伸率)在20-40%。本专利技术中，试验液体的体积与试样总体积的比为15 1-20 1。本专利技术中，拉伸强度按GB/T 528硫化橡胶或热塑性胶拉伸应力应变性能的测定(GB/T 528-1998，cqv ISO 37 :1994)进行。本专利技术中，硬度按GB/T 531. 1硫化橡胶或热塑性胶压力硬度试验方法第一部分邵氏硬度计(邵尔硬度)按GB/T 531. 1-2008，idt ISO 7619. 1 :2004进行。本专利技术中，试验装置可以使用玻璃器皿、塑料器皿，用于称量试样的天枰应精确到Img0本专利技术的优点1、本专利技术提供的钒电池用橡胶密封件的检测方法不需要特殊的设备，且操作过程简单、科学，分析结果准确可靠，很好地解决钒电池电堆用密封圈可靠性的问题，为橡胶密封件的耐酸耐氧化性能满足使用要求提供了依据。2、本专利技术方法规定了耐酸耐氧化橡胶密封件材料的要求、试验方法、检验规则，适用于耐酸、耐氧化橡胶密封件材料经液体浸泡前、后性能的测定。具体实施例方式实施例1(1)硫化橡胶选用硅橡胶，试样其长和宽分别为160士 1mm、2士0.2mm，厚度为2. 0 士 0. 2mm。(2)硫化橡胶试样拉伸长度30%后悬挂在盛有试验液体的试验装置内，试验液体中，酸性溶剂为3mol/L硫酸，钒化合物为硫酸氧钒，钒的浓度为1. 2mol/L，其体积为试样总体积的15倍。(3)在-10士 1°C下，浸泡 72 小时。(4)取出后，硬度按GB/T 531. 1、拉伸强度按GB/T 5 进行测试，其硬度和拉伸性能，测试结果见表1。表 权利要求1.，其特征在于，包括如下步骤(1)试样的制备，硫化橡胶的试样制成长条形；(2)硫化橡胶试样拉伸至一定长度，硫化橡胶试样拉伸20-40%后，悬挂在盛有试验液体的试验装置内，试验液体的体积不得少于试样总体积的15倍，试验液体为钒化合物的酸性溶液；(3)在一定温度下浸泡一定时间；选用以下一个或一个以上浸泡温度-10士 1°C ；20士 1°C ；30士 1°C ；40士 1°C ；50士 1°C ；60 士 1°C ；70 士 1°C ；浸泡试验周期选用以下一个或一个以上浸泡周期 士 1小时；48士2小时；72士3小时；对天士1天；(4)取出后测试其硬度和拉伸性能，按标准GB/T531. 1和GB/T 5 进行，参照标准对比前后数值的变化，得出橡胶密封件能否满足钒电池密封。2.按照权利要求1所述的钒电池用橡胶密封件的检测方法，其特征在于，酸性溶液的酸性溶剂为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸或碳酸。3.按照权利要求2所述的钒电池用橡胶密封件的检测方法，其特征在于，酸性溶剂浓度为 lmol/L 5mol/L。4.按照权利要求1所述的钒电池用橡胶密封件的检测方法，其特征在于，钒化合物为五氧化二钒或硫酸氧钒。5.按照权利要求1所述的钒电池用橡胶密封件的检测方法，其特征在于，钒浓度为lmol/L 3mol/L。6.按照权利要求1所述的钒电池用橡胶密封件的检测方法，其特征在于，试样采用硅橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶或氟橡胶。7.按照权利要求1所述的钒电池用橡胶密封件的检测方法，其特征在于，硫化橡胶的试样其长和宽分别为(160-180) 士 1mm、(2. 0-4. 0) 士0. 2mm,厚度为(1. 0-2. 0) 士0. 2mm。8.按照权利要求1所述的钒电池用橡胶密封件的检测方法，其特征在于，一组试样中每个试样的形状和大小及取样部位要求尽量一致，试样的体积应在l_3m3范围内。9.按照权利要求1所述的钒电池用橡胶密封件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯绍宇，刘建国，严川伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：