CN111829737A - 一种固体氧化物燃料电池的气密性检测方法 - Google Patents

一种固体氧化物燃料电池的气密性检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种固体氧化物燃料电池的气密性检测方法。将电池一端密封后设置应变片，在电池另一端插入导管；利用电池夹具夹紧电池，观察应变片显示的数据，当数据变化超过一定量时判断电池发生形变而导致裂纹，检测完毕；反之，通过导管向电池内部抽真空，当压力达到一定值后停止抽真空，并且密封电池的另一端，经过一定时间后电池内部压力稳定不变，则电池合格，反之电池不合格。该方法简单易行，检测准确率高，能够防止外力过大而导致电池破裂，具有良好的应用前景。

Description

一种固体氧化物燃料电池的气密性检测方法
技术领域
本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池的气密性检测方法。
背景技术
固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种可以直接将化学能转化为电能的能量转换装置。SOFC具有能量转化效率高，对环境友好等优点，因此受到了研究者们的广泛关注。
SOFC的基本结构包括多孔阳极，多孔阴极以及致密的电解质层。在阳极中通入燃料，同时在阴极通入氧化剂气体后，电解质和电极三相界面处会发生电化学反应产生电子，电子通过外电路形成回路，就会产生电能与热能。
在固体氧化物燃料电池的制作过程中，为了制作性能较好的电池，需要保证电池的气密性，使电池孔隙率量化在一定的范围内。但是，目前无法直观的用肉眼检测电池的气密性，使用相关设备检测电池的气密性时，由于电池的多孔结构，气密检测中所施加的力过大很容易导致电池破裂。
发明内容
针对上述技术现状，本发明提供一种固体氧化物燃料电池的气密性检测方法，该方法简单易行，能够保护电池在检测过程中不破裂，同时检测出电池是否合格。
本发明提供的技术方案为：一种固体氧化物燃料电池的气密性检测方法，其特征是：包括如下步骤：
(1)将电池一端(称为电池A端)密封后设置应变片，在电池另一端(称为电池B端)插入导管；利用电池夹具夹紧电池，观察应变片显示的数据，当应变片显示的数据变化超过一定量，则电池不合格，检测完毕，取下电池；反之，进行下述步骤(2)；
作为优选，在电池A端的不同位置设置应变片，当发生形变时能够进一步确定裂纹的位置；
(2)通过导管向电池内部抽真空，当压力达到一定值后停止抽真空，并且密封电池B端；观察电池内部压力，经过一定时间后电池内部压力稳定不变，则电池合格，反之电池不合格。
所述固体氧化物燃料电池的结构不限，作为一种结构，电解质层包覆在阳极外围，阴极包覆在电解质外围，与电池A端、B端形成封闭的电池结构。作为优选，所述固体氧化物燃料电池呈柱状结构。
所述导管能够将电池内部与抽真空设备进行连通，从而对电池内部进行抽真空。作为一种实现方式，所述导管可以是针管等。
本发明使用电池夹具、应变片、密封设备、抽真空设备对固体氧化物燃料电池进行气密性检测，具有如下有益效果：
(1)使用应变片，通过应变片显示的数据判断电池是否发生形变而导致裂纹，当应变片显示的数据变化超过一定量时判断电池发生形变而导致裂纹，则电池不合格，检测完毕，因此能够观测电池夹具对电池施加的外力，可防止外力过大而导致电池破裂，同时若发生破裂可直接结束检测；
(2)使用导管与抽真空设备，向电池内部抽真空后通过检测一定时间后压力稳定与否而获知电池是否有裂纹，从而实现电池的气密性检测，检测完毕后打开电池夹具，取出电池即可；
(3)该方法简单易行，检测准确率高，具有应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例中的气密性设备装配图。
图1中的附图标记为：1-支架；2-电池夹具；3-安装板；4-螺母垫片；5-压紧机构；6-球阀；7-真空泵；8-气压表；9-直角接头；10-密封夹具；11-固体氧化物燃料电池；12-应变片。
具体实施方式
下面结合实施例与附图对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
实施例1：
本实施例中，利用气密性检测设备对该固体氧化物燃料电池的气密性进行检测，气密性检测设备的装配图如图1所示，由支架1、电池夹具2、安装板3、螺母垫片4、压紧机构5、球阀6、真空泵7、气压表8、直角接头9、密封夹具10以及应变片12构成。
待测固体氧化物燃料电池11中，电解质层包覆在阳极外围，阴极包覆在电解质外围，与电池A端、B端形成封闭的柱状结构，其横截面呈带圆角的矩形结构，对电池外围进行密封。
检测方法如下：
(1)将待测固体氧化物燃料电池11的一端(即A端)密封后贴置应变片，电池的另一端插入针管；利用密封夹具10，在压紧机构5作用下夹紧电池，观察应变片12显示的数据，通过应变片数据判断在夹紧过程中电池是否发生形变而产生裂纹，当应变片数据变化超过一定量时则判断电池发生裂纹，电池不合格，检测完毕，取下电池；反之电池合格，进行下述步骤(2)。
若在待测电池11的A端不同位置设置应变片，当发生形变时能够进一步确定裂纹的位置。
(2)针管连接球阀6和真空泵7，通过针管向电池内部抽真空，使压力保持在-90KPa，然后延迟4s关闭球阀和真空泵，并且密封电池B端，观察电池内部压力下降速度并记录，经过10min后电池内部压力稳定不变，则电池合格，将电池编号储存；反之，电池不合格。
(3)经步骤(2)后打开电池夹具，取出电池。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种固体氧化物燃料电池的气密性检测方法，其特征是：包括如下步骤：
(1)将电池A端密封后设置应变片，在电池B端插入导管；利用电池夹具夹紧电池，观察应变片显示的数据，当应变片显示的数据变化超过一定量，则电池不合格，检测完毕，取下电池；反之，进行下述步骤(2)；
(2)通过导管向电池内部抽真空，当压力达到一定值后停止抽真空，并且密封电池的另一端；观察电池内部压力，经过一定时间后电池内部压力稳定不变，则电池合格，反之电池不合格。
2.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池的气密性检测方法，其特征是：所述固体氧化物燃料电池中，电解质层包覆在阳极外围，阴极包覆在电解质外围。
3.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池的气密性检测方法，其特征是：所述的固体氧化物燃料电池呈柱状结构。
4.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池的气密性检测方法，其特征是：所述导管是针管。
5.如权利要求1、2、3或4所述的固体氧化物燃料电池的气密性检测方法，其特征是：在电池A端的不同位置设置应变片。
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