[发明专利]一种燃料电池测漏及磨合测试方法

说明书

本发明涉及燃料电池测漏及磨合测试方法，燃料电池板经过质检后、叠加成整堆前，以如下方法进行测漏和磨合测试：将若干片膜电极和双极板堆叠在堆叠夹具上，形成测漏单元，膜电极和双极板为5‑10组；将测漏单元从堆叠夹具中取出，放入测漏夹具中，进行泄漏性测试；对满足要求的测漏单元安装C型夹，形成测试单元；将测试单元放入测试台进行磨合测试；对测试合格的测试单元，拆除C型夹，取出膜电极和双极板，用于燃料电池堆的组装。本发明的测漏及磨合测试方法，能快速、高效、可靠的完成检测单元组装，在燃料电池装堆之前，对膜电极和双极板进行泄漏全检和磨合测试，可有效提高电堆的组装效率和成功率，减少成堆后的磨合时间，保证电堆性能的一致性。

技术领域

本发明涉及燃料电池生产技术领域，特别是一种燃料电池测漏及磨合测试方法。

背景技术

燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应将燃料化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高。另外，燃料电池使用燃料和氧气作为原料，没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。燃料电池非常适用于交通运输、固定式发电以及便携式领域。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。近年来，世界各国都在积极研究将燃料电池作为动力源，应用于汽车领域。

典型的水冷质子交换膜燃料电池由膜电极、阳极流场板、阴极流场板组成，膜电极一般放在两块导电的流场板中间，流场板既作为电流集流板，也作为膜电极的机械支撑。阳极流场板的一面为阳极流场，另一面为冷却流场，阴极流场板的一面为阴极流场，另一面为冷却流场，阳极流场和阴极流场的流道提供燃料、氧化剂进入阳极、阴极参与反应的通道，冷却流场的流道提供了冷却水经过的通道，以便带走燃料电池运行过程产生的热量。

水冷燃料电池堆由若干组这样的单电池串联组成，相邻的阳极流场板和阴极流场板的冷却面相接触，接触面必须保证密封性能，以防止冷却液泄露。每一个发电单元的性能直接影响整体电堆性能，如果其中一个发电单元出现问题，整个电堆都无法运行。燃料电池电堆各发电单元性能的一致性是很重要的指标。

燃料电池主要是通过生产过程的质量控制保证产品质量，生产完成后，再进行机械测漏，测漏合格即判定为产品合格。商用化电堆都是由几十个甚至上百个发电单元组成，电堆的四角上设有定位孔，内定位杆穿过定位孔，下端以盖形螺母锁紧，上端以锁紧螺母锁紧。测漏及磨合测试方式如图1所示，在极板质检后，将几十个至上百个发电单元的膜电极和双极板一次性组装成整堆，然后对整个燃料电池堆进行压力测漏和磨合测试。如果测试中发现整堆有泄漏和磨合测试不合格的情况，则需要将整堆拆除，松掉螺母，取出螺杆，从上百个发电单元中将有问题的发电单元找出，剔除性能较低或测漏不合格的发电单元，再将其余无问题的双极板和膜电极重新装配成整堆。多次拆装容易造成多片膜电极的损伤，导致性能下降。且整堆拆装的耗费时长，效率较低。

公告号为201069807Y的实用新型专利，提供了一种燃料电池膜电极检测系统样品夹具装置，公告号为206057234U的实用新型专利，提供了一种燃料电池用膜电极检测装置，两个专利均是针对单片膜电极的检测方法，因此均不适用于燃料电池批量化生产和检测。公布号为CN103900773A的发明专利，提供了一种燃料电池堆在线气密性检测装置及方法，其检测对象为被压机施压到组装压力但尚未旋紧螺母的电池堆。由于燃料电池堆尚未旋紧螺母紧固，在此种状态下进行气密性测试，可能发生堆叠的电池单元在施压中发生错位，无法保证各个电池单元的流道在测试过程中一直对齐，因此检测出的电堆气密性数值可能并不完全准确。公告号为CN207703414U的实用新型专利，提供了一种用于燃料电池堆的气密性检测装置，公告号为CN103063375A的发明专利，提供了一种燃料电池电堆组装力与密封性的在线测试方法，均是针对一次性成型电堆的检测装置，都存在前述说的多次拆装易造成多片膜电极的损伤，导致性能下降，以及电堆的拆装耗费时长，效率较低等问题。

发明内容