[发明专利]一种钒电池用橡胶密封件的检测方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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：VO₂⁺+2H⁺+e^-→VO²⁺+H₂O    E₀＝1.00V

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。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种钒电池用橡胶密封件的检测方法，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，本发明的技术方案为：

一种钒电池用橡胶密封件的检测方法，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8)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。

本发明中，试验液体为钒化合物的酸性溶液。

本发明中，酸性溶剂为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸或碳酸等无机酸。

本发明中，酸性溶剂浓度为1mol/L～5mol/L。

本发明中，钒化合物为五氧化二钒或硫酸氧钒等。

本发明中，钒浓度为1mol/L～3mol/L。

本发明中，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。

本发明中，硫化橡胶的试样其长和宽分别为：(160-180)±1mm、(2.0-4.0)±0.2mm，厚度为(1.0-2.0)±0.2mm。

本发明中，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±1℃；20±1℃；30±1℃；40±1℃；50±1℃；60±1℃；70±1℃。

本发明中，浸泡试验周期可以选用以下一个或一个以上浸泡周期：24±1小时；48±2小时；72±3小时；24天±1天。

本发明中，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1-3m³范围内。

本发明中，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％。

本发明中，试验液体的体积与试样总体积的比为15∶1-20∶1。