專利名稱：一種釩電池用橡膠密封件的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及釩電池制造領(lǐng)域，具體為一種釩電池用橡膠密封件的檢測方法。
背景技術(shù)：
釩電池，全稱為全釩離子氧化還原液流電池，是一種新型綠色環(huán)保電池。其能量以正負(fù)極電解液的形式儲存，正負(fù)極反應(yīng)分別為正極反應(yīng)V02++2H++e-— V02++H20 E0 = 1. OOV負(fù)極反應(yīng)V3++e-— V2+E0 = -0. 26V釩電池的正負(fù)極電解液分別是含有V( V )/V(IV)、V(III)/V( II )釩化合物的酸性溶液，其活性物質(zhì)是以溶液形式分別存儲于正負(fù)極儲液罐中，正負(fù)極電解液由質(zhì)子交換膜隔開，因此不會產(chǎn)生交叉污染，電極反應(yīng)速度快且電池的功率、容量可調(diào)，有著廣泛的用途。釩電池電堆設(shè)計，首要考慮的是密封如何解決，在解決了密封以后，下一個問題才是性能，密封技術(shù)是困擾釩電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問題。目前，在燃料電池、氯堿、換熱器等行業(yè)里面有很多成熟的密封方法和技術(shù)，按理說做釩電池的密封不難。但是，要把幾十片面積上千平方厘米的單片電池集成到一起，確保不發(fā)生任何的泄漏，并且是在10年之內(nèi)任何時間、任何場景下都不能漏，卻是制約釩電池長期穩(wěn)定運行的一個關(guān)鍵因素。目前，密封最大的問題是密封圈，采用的是橡膠圈密封，隨著使用時間增長，會慢慢腐蝕脫落，最嚴(yán)重的情況是，電堆長時間運行后，密封圈脫落的橡膠會出現(xiàn)石墨氈上，會把液流通道堵死，所以從系統(tǒng)層面來分析必須要有一種切實可行的檢測方法來檢測橡膠密封件的性能。至今為止，只有耐酸堿橡膠密封件材料標(biāo)準(zhǔn)，所適用范圍為單一的酸性條件，而釩電池電解液為酸和釩水溶液，具有更強(qiáng)的氧化性，對橡膠性能的檢測需要更高的標(biāo)準(zhǔn)和檢測手段，保證橡膠密封件的耐酸耐氧化性能滿足使用要求，解決釩電池電堆的密封問題，顯然作為檢測橡膠密封件的檢測標(biāo)準(zhǔn)已不再適合用于釩電池。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種釩電池用橡膠密封件的檢測方法，通過對釩電池工作環(huán)境的模擬來對橡膠密封件進(jìn)行測試，制定檢測方法，方法快速、科學(xué)、可靠。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種釩電池用橡膠密封件的檢測方法，包括如下步驟(1)試樣的制備，硫化橡膠的試樣制成長條形；(2)硫化橡膠試樣拉伸至一定長度后，懸掛在盛有試驗液體的試驗裝置內(nèi)，試驗液體的體積不得少于試樣總體積的15倍；(3)在一定溫度下浸泡一定時間；(4)取出后測試其硬度和拉伸性能，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 531. 1和GB/T 528進(jìn)行，參照標(biāo)準(zhǔn)(表幻對比前后數(shù)值的變化，得出橡膠密封件能否滿足釩電池密封。本發(fā)明中，試驗液體為釩化合物的酸性溶液。本發(fā)明中，酸性溶劑為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸或碳酸等無機(jī)酸。本發(fā)明中，酸性溶劑濃度為lmol/L 5mol/L。本發(fā)明中，釩化合物為五氧化二釩或硫酸氧釩等。本發(fā)明中，釩濃度為lmol/L 3mol/L。本發(fā)明中，試樣可以采用硅橡膠、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠或氟橡膠等膠料，制備硫化程度相當(dāng)?shù)脑嚇樱蚧鹉z或制品試樣的環(huán)境調(diào)節(jié)和試驗的標(biāo)準(zhǔn)溫度、濕度及時間按GB/T 2941中的規(guī)定。本發(fā)明中，硫化橡膠的試樣其長和寬分別為(160-180) 士 1mm、(2. 0-4. 0) 士 0. 2mm，厚度為(1. 0-2. 0) 士 0. 2mm。本發(fā)明中，硫化橡膠的試樣的技術(shù)要求選用以下一個或一個以上浸泡溫度-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。本發(fā)明中，浸泡試驗周期可以選用以下一個或一個以上浸泡周期 士 1小時；48士2小時；72士3小時；24天士 1天。本發(fā)明中，一組試樣中每個試樣的形狀和大小及取樣部位要求盡量一致，試樣的體積應(yīng)在l_3m3范圍內(nèi)。本發(fā)明中，將試樣懸掛在盛有試驗液體的試驗裝置內(nèi)，將試樣拉伸至一定長度，其伸長率(即抗拉伸率)在20-40%。本發(fā)明中，試驗液體的體積與試樣總體積的比為15 1-20 1。本發(fā)明中，拉伸強(qiáng)度按GB/T 528硫化橡膠或熱塑性膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定(GB/T 528-1998，cqv ISO 37 :1994)進(jìn)行。本發(fā)明中，硬度按GB/T 531. 1硫化橡膠或熱塑性膠壓力硬度試驗方法第一部分邵氏硬度計(邵爾硬度)按GB/T 531. 1-2008，idt ISO 7619. 1 :2004進(jìn)行。本發(fā)明中，試驗裝置可以使用玻璃器皿、塑料器皿，用于稱量試樣的天枰應(yīng)精確到Img0本發(fā)明的優(yōu)點1、本發(fā)明提供的釩電池用橡膠密封件的檢測方法不需要特殊的設(shè)備，且操作過程簡單、科學(xué)，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠，很好地解決釩電池電堆用密封圈可靠性的問題，為橡膠密封件的耐酸耐氧化性能滿足使用要求提供了依據(jù)。2、本發(fā)明方法規(guī)定了耐酸耐氧化橡膠密封件材料的要求、試驗方法、檢驗規(guī)則，適用于耐酸、耐氧化橡膠密封件材料經(jīng)液體浸泡前、后性能的測定。
具體實施例方式實施例1(1)硫化橡膠選用硅橡膠，試樣其長和寬分別為160士 1mm、2士0.2mm，厚度為2. 0 士 0. 2mm。(2)硫化橡膠試樣拉伸長度30%后懸掛在盛有試驗液體的試驗裝置內(nèi)，試驗液體中，酸性溶劑為3mol/L硫酸，釩化合物為硫酸氧釩，釩的濃度為1. 2mol/L，其體積為試樣總體積的15倍。(3)在-10士 1°C下，浸泡 72 小時。(4)取出后，硬度按GB/T 531. 1、拉伸強(qiáng)度按GB/T 5 進(jìn)行測試，其硬度和拉伸性能，測試結(jié)果見表1。表 權(quán)利要求
1.一種釩電池用橡膠密封件的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟(1)試樣的制備，硫化橡膠的試樣制成長條形；(2)硫化橡膠試樣拉伸至一定長度，硫化橡膠試樣拉伸20-40%后，懸掛在盛有試驗液體的試驗裝置內(nèi)，試驗液體的體積不得少于試樣總體積的15倍，試驗液體為釩化合物的酸性溶液；(3)在一定溫度下浸泡一定時間；選用以下一個或一個以上浸泡溫度-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 ；浸泡試驗周期選用以下一個或一個以上浸泡周期 士 1小時；48士2小時；72士3小時；對天士1天；(4)取出后測試其硬度和拉伸性能，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T531. 1和GB/T 5 進(jìn)行，參照標(biāo)準(zhǔn)對比前后數(shù)值的變化，得出橡膠密封件能否滿足釩電池密封。
2.按照權(quán)利要求1所述的釩電池用橡膠密封件的檢測方法，其特征在于，酸性溶液的酸性溶劑為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸或碳酸。
3.按照權(quán)利要求2所述的釩電池用橡膠密封件的檢測方法，其特征在于，酸性溶劑濃度為 lmol/L 5mol/L。
4.按照權(quán)利要求1所述的釩電池用橡膠密封件的檢測方法，其特征在于，釩化合物為五氧化二釩或硫酸氧釩。
5.按照權(quán)利要求1所述的釩電池用橡膠密封件的檢測方法，其特征在于，釩濃度為lmol/L 3mol/L。
6.按照權(quán)利要求1所述的釩電池用橡膠密封件的檢測方法，其特征在于，試樣采用硅橡膠、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠或氟橡膠。
7.按照權(quán)利要求1所述的釩電池用橡膠密封件的檢測方法，其特征在于，硫化橡膠的試樣其長和寬分別為(160-180) 士 1mm、(2. 0-4. 0) 士0. 2mm,厚度為(1. 0-2. 0) 士0. 2mm。
8.按照權(quán)利要求1所述的釩電池用橡膠密封件的檢測方法，其特征在于，一組試樣中每個試樣的形狀和大小及取樣部位要求盡量一致，試樣的體積應(yīng)在l_3m3范圍內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求1所述的釩電池用橡膠密封件的檢測方法，其特征在于，試驗液體的體積與試樣總體積的比為15 1-20 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及釩電池制造領(lǐng)域，具體為一種釩電池用橡膠密封件的檢測方法。試驗裝置容積能盛下所規(guī)定的試驗液體的體積，以使試樣完全浸泡在試驗液體中。試樣懸掛在盛有試驗液體的試驗裝置內(nèi)，試驗液體的體積不得少于試樣總體積的15倍，在設(shè)定溫度下浸泡一定時間，取出并測試其硬度和拉伸性能，參照標(biāo)準(zhǔn)對比前后數(shù)值的變化，得出橡膠密封件能否滿足釩電池密封要求的一種檢測方法。本發(fā)明的優(yōu)點是通過對釩電池工作環(huán)境的模擬來對橡膠密封件進(jìn)行測試，制定檢測方法，方法快速、科學(xué)、可靠，有效的填補(bǔ)了強(qiáng)酸強(qiáng)氧化體系目前無檢測手段的空缺，很好地解決釩電池電堆用密封圈可靠性的問題，為橡膠密封件的耐酸耐氧化性能滿足使用要求提供了依據(jù)。
文檔編號G01M3/36GK102564701SQ201210004688
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者嚴(yán)川偉, 侯紹宇, 劉建國 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所