[發明專利]燃料電池內部溫度-電流密度分布測量插片

在審

• 申請號: 201410636187.4
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104359571A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 郭航;王政;葉芳;馬重芳
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01R19/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.燃料電池內部溫度-電流密度分布測量插片，包括導電基片(1)、漏縫(2)、筋(3)、溫度-電流密度聯測傳感器(4)、引線(5)、定位孔(7)；所述漏縫(2)、筋(3)設置在導電基片(1)上，筋(3)位于兩相鄰漏縫(2)之間，漏縫(2)和筋(3)的形狀和尺寸分別與燃料電池流場板上流道和脊的形狀和尺寸相同，漏縫(2)和筋(3)的位置分別與燃料電池流場板流道和脊相對應；其特征在于：所述溫度-電流密度聯測傳感器(4)設置在筋(3)上；引線(5)的一端與溫度-電流密度聯測傳感器(4)的接線引出端相接，另一端延伸至導電基片(1)的邊緣并放大形成引腳(6)；定位孔(7)對稱、均勻設置在導電基片(1)四周，用以將導電基片(1)固定在燃料電池流場板上；燃料電池組裝時，溫度-電流密度分布測量插片布置在燃料電池流場板與膜電極中間，其設置有溫度-電流密度聯測傳感器(4)的面朝向膜電極側并與之緊密接觸；

所述溫度-電流密度聯測傳感器(4)為采用真空蒸發鍍膜方法在筋(3)上蒸鍍的六層薄膜：第一層為在筋(3)上蒸鍍一層厚為0.08-0.12μm的二氧化硅絕緣層(14)；第二層為蒸鍍在二氧化硅絕緣層(14)上厚為0.1-0.12μm的薄膜熱電偶銅鍍層(15)；第三層為蒸鍍在二氧化硅絕緣層(14)上厚為0.1-0.12μm的薄膜熱電偶鎳鍍層(16)；所述薄膜熱電偶銅鍍層(15)和薄膜熱電偶鎳鍍層(16)的形狀為長條形，中間相互搭接，搭接處構成薄膜熱電偶熱端結點(27)，首端為薄膜熱電偶接線引出端(26)；第四層為在薄膜熱電偶金屬鍍層上方蒸鍍的厚為0.08-0.12μm的二氧化硅保護層(17)；第五層為在二氧化硅保護層(17)上方蒸鍍的厚為1.5-2.0μm的電流密度測量銅鍍層(18)；第六層為在電流密度測量銅鍍層(18)上方蒸鍍的厚為0.1-0.12μm的電流密度測量金鍍層(19)；所述電流密度測量銅鍍層(18)和電流密度測量金鍍層(19)相互重疊，首端為電流密度測量金屬鍍層接線引出端(29)；

所述薄膜熱電偶接線引出端(26)和電流密度測量金屬鍍層接線引出端(29)均制作成圓形，且均布置于二氧化硅絕緣層(14)的同一側。

2.根據權利要求1所述的燃料電池內部溫度-電流密度分布測量插片，其特征在于：所述導電基片(1)的形狀可制作成方形、圓形、多邊形、梯形、三角形、不規則圖形。

3.根據權利要求1所述的燃料電池內部溫度-電流密度分布測量插片，其特征在于：所述導電基片(1)上漏縫(2)的形狀可為蛇形漏縫、平行漏縫、孔狀漏縫、交錯型漏縫。

4.根據權利要求1所述的燃料電池內部溫度-電流密度分布測量插片，其特征在于：所述溫度-電流密度聯測傳感器(4)中由銅和鎳組成的薄膜熱電偶金屬鍍層材料還可以選用鎢和鎳、銅和鈷、鉬和鎳、銻和鈷替代，也可采用金屬混合物材料如銅和康銅替代。

5.根據權利要求1所述的燃料電池內部溫度-電流密度分布測量插片，其特征在于：所述溫度-電流密度聯測傳感器(4)中薄膜熱電偶銅鍍層和薄膜熱電偶鎳鍍層的形狀是根據掩膜的形狀而設定的，其形狀還可以為橢圓形、弧形、波浪形、菱形以及不規則形狀，相互搭接后的形狀可為弧形、波浪形、鋸齒形。

6.根據權利要求1所述的燃料電池內部溫度-電流密度分布測量插片，其特征在于：所述溫度-電流密度聯測傳感器(4)中電流密度測量金屬鍍層(28)的形狀是根據掩膜的形狀而設定的，其形狀可為方形、圓形、橢圓形，梯形。

7.根據權利要求1所述的燃料電池內部溫度-電流密度分布測量插片，其特征在于：所述薄膜熱電偶接線引出端(26)和電流密度測量金屬鍍層接線引出端(29)可分別相對的布置在二氧化硅絕緣層(14)的兩側，其形狀還可為橢圓形、矩形、梯形、三角形。

8.根據權利要求1所述的燃料電池內部溫度-電流密度分布測量插片，其特征在于：所述引線(5)的寬度為0.1-0.2mm，在導電基片(1)的邊緣處進行放大，形成引腳(6)；

引線(5)是采用真空蒸發鍍膜方法蒸鍍的四層薄膜構成，第一層為厚0.08-0.12μm的引線二氧化硅絕緣層(30)，第二層為厚0.1-0.12μm的引線銅鍍層(31)，第三層為厚0.1-0.12μm的引線金鍍層(32)，最上一層為厚0.05-0.1μm的引線二氧化硅保護層(33)；其中，在引腳(6)處不蒸鍍引線二氧化硅保護層(33)。