[發(fā)明專利]電堆中膜電極陰陽極顛倒的診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011565441.8
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112701334B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚汛;紀(jì)志星;理查德·格里菲斯·費(fèi)洛斯;羅伯特·約翰·基霍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海韻量新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04537
• 分類號: H01M8/04537;G01R31/378;G01R31/389
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 鄭沖

本發(fā)明提供一種電堆中膜電極陰陽極顛倒的診斷方法，包括如下步驟：向電堆的陽極通入燃料，并向電堆的陰極通入氧化劑，當(dāng)電堆的陽極與陰極的壓差達(dá)到設(shè)定壓差后，停止向電堆的陽極通入燃料，同時向電堆的陽極通入吹掃氣體，測試電堆的各個單體電池的電壓下降速度；若測得第N節(jié)單體電池的電壓下降速度小于設(shè)定速度，則第N節(jié)單體電池的膜電極的陰陽極出現(xiàn)顛倒，其中N為自然數(shù)，且0＜N≤M，M為電堆中全部單體電池的數(shù)量。本電堆中膜電極陰陽極顛倒的診斷方法，通過上述步驟且在不拆開電堆的情況下，就能準(zhǔn)確快速地判斷出電堆中相應(yīng)的膜電極是否出現(xiàn)陰陽極顛倒情況，操作簡單，所用時間短，診斷速度快。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電堆中膜電極陰陽極顛倒的診斷方法。

背景技術(shù)

燃料電池膜電極在最終的組裝時，需要將涂有催化劑的膜(簡稱CCM)、氣體擴(kuò)散層(簡稱GDL)和邊框壓裝在一起，組成七合一膜電極?，F(xiàn)有技術(shù)中通過手工或者半自動產(chǎn)線生產(chǎn)膜電極時，一般先將CCM卷放卷裁切成需要的尺寸大小后，使用人工將其移動至固定的位置，并進(jìn)行最終的壓裝。在這個過程中，由于膜電極兩面都涂有電極層，沒有顏色上的差別，工人可能會將陰陽極放反，導(dǎo)致最終組裝的膜電極，陰陽兩極顛倒。膜電極陰陽極顛倒后，在運(yùn)行時，會出現(xiàn)明顯的性能差，且壽命變短?，F(xiàn)有的方法很難在膜電極組裝完成后，通過物理檢測的方式判斷膜電極是否出現(xiàn)陰陽極顛倒，而是需要在組裝成電堆后，通過檢測性能差異來判斷。且在最終的性能檢測時，如果膜電極的性能出現(xiàn)異常，現(xiàn)已公開的技術(shù)沒有從測試層面快速的判斷異常是否是由于膜電極陰陽極顛倒造成的。現(xiàn)有的確認(rèn)發(fā)生異常的膜電極是否出現(xiàn)陰陽極顛倒的方法，需要將電堆拆開，取出異常的膜電極，再將其兩側(cè)的氣體擴(kuò)散層剝除后，通過檢測陰陽極的涂布厚度來最終判斷，這樣的確認(rèn)過程操作起來異常復(fù)雜，確認(rèn)速度也較慢。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種操作簡單的電堆中膜電極陰陽極顛倒的診斷方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電堆中膜電極陰陽極顛倒的診斷方法，包括如下步驟：

向電堆的陽極通入燃料，并向電堆的陰極通入氧化劑，當(dāng)電堆的陽極與陰極的壓差達(dá)到設(shè)定壓差后，停止向電堆的陽極通入燃料，同時向電堆的陽極通入吹掃氣體，測試電堆的各個單體電池的電壓下降速度；

若測得第N節(jié)單體電池的電壓下降速度小于設(shè)定速度，則第N節(jié)單體電池的膜電極的陰陽極出現(xiàn)顛倒，其中N為自然數(shù)，且0＜N≤M，M為電堆中全部單體電池的數(shù)量。

進(jìn)一步地，當(dāng)電堆的陽極與陰極的壓差達(dá)到設(shè)定的負(fù)壓差后，停止向電堆的陽極通入燃料。

進(jìn)一步地，當(dāng)電堆的陽極與陰極的壓差達(dá)到-10kPa后，停止向電堆的陽極通入燃料。

進(jìn)一步地，向電堆的陽極通入吹掃氣體的流量小于向電堆的陰極通入氧化劑的流量。

進(jìn)一步地，在向電堆的陽極通入吹掃氣體后，測試、并記錄各個單體電池的電壓下降至0.1V所需的時間。

進(jìn)一步地，當(dāng)電堆中全部單體電池的平均電壓達(dá)到0.9V時，停止向電堆的陽極通入燃料，同時向電堆的陽極通入吹掃氣體。

進(jìn)一步地，當(dāng)電堆中全部單體電池的平均電壓達(dá)到0.9V并維持10s后，停止向電堆的陽極通入燃料，同時向電堆的陽極通入吹掃氣體。

進(jìn)一步地，所述吹掃氣體為氮?dú)狻?/p>

進(jìn)一步地，向電堆的陰極通入氧化劑的流量大于向電堆的陽極通入燃料的流量。

進(jìn)一步地，在分別向電堆的陽極和陰極通入燃料和氧化劑前，還需先執(zhí)行如下步驟：

將電堆安裝到電堆測試平臺上，并將電堆的氫氣進(jìn)氣管和空氣進(jìn)氣管分別與電堆測試臺的氫氣供應(yīng)管和空氣供應(yīng)管相連通，然后將電堆的全部單體電池與巡檢系統(tǒng)的檢測線一一對應(yīng)連接。