检测方法及检测装置与流程

本发明涉及燃料电池膜电极的检测，具体而言，涉及一种检测方法及检测装置。

背景技术：

1、质子交换膜燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂内的化学能直接转化为电能的能源装置，具有能量转换效率高、环境污染少、使用寿命长等优点，适用于交通、电站、可移动电源等多种用途，具有广阔的市场应用前景。其中，膜电极作为燃料电池中的重要组成部分，其生产的成本和效率至关重要。

2、目前，现有技术中检测膜电极是否合格的方法为：通过对膜电极进行电压检测来分析膜电极的电化学参数，对膜电极进行气密性检测，根据膜电极的电化学参数和气密性来判断膜电极是否合格。

3、一方面，对分析膜电极的电化学参数所需的电压参数进行检测的装置的结构复杂、且需要在氢气环境中才能检测，导致电压参数检测的操作复杂，检测过程耗时较长，进而导致检测效率低；另一方面，对分析膜电极的电化学参数所需的电压参数进行检测的装置和对膜电极的气密性进行检测的装置为两个独立的装置，难以同时操作进行，从而导致检测效率低。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种检测方法及检测装置，以解决现有技术中对膜电极进行检测的效率较低的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种检测方法，其包括：步骤s1：将膜电极夹设在检测装置的阳极板和阴极板之间，并使膜电极的压缩率控制在预设压缩范围内；压缩率为膜电极的压缩量与膜电极压缩之前的厚度的比值，膜电极的压缩量为膜电极压缩之前的厚度和膜电极压缩之后的厚度的差值；步骤s2：将阳极板和阴极板均与检测装置的电源部件电性连接，并将阳极板和阴极板均与检测装置的电压检测部件电性连接，以使电压检测部件检测膜电极电压值；步骤s3：控制电源部件进行恒流供电，以向膜电极充电；其中，在向膜电极充电过程中的充电时间范围内设置多个检测时间点，使电压检测部件检测在多个检测时间点处的电压值，以拟合出膜电极在充电过程中的电压随时间的变化曲线；在向膜电极充电过程中的充电时间范围内，具有预设时间点；根据膜电极在预设时间点处的电压值，判断膜电极的测试电压是否合格。

3、进一步地，检测装置包括两个电极板，两个电极板分别为阳极板和阴极板；各个电极板上均设置有流通孔，流通孔的第一端延伸至电极板的朝向膜电极的板面，流通孔的第二端延伸至电极板的外周壁；在控制电源部件向膜电极充电的同时，检测方法还包括：使检测装置的一个电极板的流通孔的第二端口与流量计的气路连接并连通，且向另一个电极板的流通孔的第二端口通入气体；在向另一个电极板的流通孔的第二端口通入气体的过程中，根据流量计的示数判断膜电极的气密性是否合格。

4、进一步地，通过将阳极板和阴极板对膜电极的压装力控制在预设压装范围内，以使膜电极的压缩率控制在预设压缩范围内。

5、进一步地，预设压缩范围为大于0且小于或等于40％；和/或预设时间点的取值范围为0.5秒至20秒。

6、进一步地，判断膜电极的气密性是否合格的方法包括：当流量计的示数小于预设流量时，判定膜电极的气密性合格；当流量计的示数大于或等于预设流量时，判定膜电极的气密性不合格。

7、进一步地，判断膜电极的测试电压是否合格的方法包括：当膜电极在预设时间点处的电压值大于第一预设电压值，或小于第二预设电压值时，判定膜电极的测试电压不合格；当膜电极在预设时间点处的电压值大于或等于第二预设电压值且小于或等于第一预设电压值时，判定膜电极的测试电压合格；其中，第一预设电压值大于第二预设电压值。

8、进一步地，第一预设电压值的取值范围为0.3v至1.5v；第二预设电压值的取值范围为0.1v至0.8v。

9、进一步地，电源部件以预设电流进行供电，预设电流的取值范围为0.01a至5a。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种检测装置，其适用于上述的检测方法，检测装置包括：相对设置的两个电极板，两个电极板分别为阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间形成用于夹设膜电极的夹设空间；电源部件，阳极板和阴极板均与电源部件电性连接，以使电源部件向膜电极恒流供电；电压检测部件，阳极板和阴极板均与电压检测部件电性连接，以使电压检测部件检测膜电极电压值。

11、进一步地，检测装置还包括恒流电源，恒流电源包括电源部件和电压检测部件。

12、应用本发明的技术方案，检测方法包括：步骤s1：将燃料电池的膜电极夹设在检测装置的阳极板和阴极板之间，阳极板和阴极板会对膜电极进行压装，膜电极会被压缩；使膜电极的压缩率控制在预设压缩范围内；压缩率为膜电极的压缩量与膜电极压缩之前的厚度的比值，膜电极的压缩量为膜电极压缩之前的厚度和膜电极压缩之后的厚度的差值；步骤s2：将阳极板和阴极板均与检测装置的电源部件电性连接，并将阳极板和阴极板均与检测装置的电压检测部件电性连接，以使电压检测部件检测膜电极电压值；步骤s3：控制电源部件进行恒流供电，以向膜电极充电；其中，在向膜电极充电过程中的充电时间范围内设置多个检测时间点，使电压检测部件检测在多个检测时间点处的电压值，以拟合出膜电极在充电过程中的电压随时间的变化曲线；在向膜电极充电过程中的充电时间范围内，具有预设时间点；根据膜电极在预设时间点处的电压值，判断膜电极的测试电压是否合格。

13、本申请的检测方法通过对膜电极进行充电的方式来检测膜电极的测试电压是否合格，以用于判断膜电极是否合格；与现有技术中分析膜电极的电化学参数来判断膜电极是否合格的方法相比，本申请的检测方法对膜电极的测试电压进行检测的操作简单，检测过程耗时较短，极大地提高了对膜电极进行检测的效率，解决了现有技术中对膜电极进行检测的效率较低的问题。

技术特征：

1.一种检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测装置包括两个电极板(50)，两个所述电极板(50)分别为所述阳极板(10)和所述阴极板(20)；各个所述电极板(50)上均设置有流通孔(51)，所述流通孔(51)的第一端延伸至所述电极板(50)的朝向所述膜电极(200)的板面，所述流通孔(51)的第二端延伸至所述电极板(50)的外周壁；

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，通过将所述阳极板(10)和所述阴极板(20)对所述膜电极(200)的压装力控制在预设压装范围内，以使所述膜电极(200)的压缩率控制在所述预设压缩范围内。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，判断所述膜电极(200)的气密性是否合格的方法包括：

6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，判断所述膜电极(200)的测试电压是否合格的方法包括：

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述第一预设电压值的取值范围为0.3v至1.5v；所述第二预设电压值的取值范围为0.1v至0.8v。

8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述电源部件以预设电流进行供电，所述预设电流的取值范围为0.01a至5a。

9.一种检测装置，其特征在于，适用于权利要求1至8中任一项所述的检测方法，所述检测装置包括：

10.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括恒流电源(30)，所述恒流电源(30)包括所述电源部件和所述电压检测部件。

技术总结
本发明提供了一种检测方法及检测装置，检测方法包括：将膜电极夹设在检测装置的阳极板和阴极板之间，并使膜电极的压缩率控制在预设压缩范围内；将阳极板和阴极板均与检测装置的电源部件电性连接，并将阳极板和阴极板均与检测装置的电压检测部件电性连接；控制电源部件进行恒流供电；在向膜电极充电过程中的充电时间范围内设置多个检测时间点，使电压检测部件检测在多个检测时间点处的电压值，以拟合出膜电极在充电过程中的电压随时间的变化曲线；在向膜电极充电过程中的充电时间范围内，具有预设时间点；根据膜电极在预设时间点处的电压值，判断膜电极的测试电压是否合格。本申请的检测方法解决了现有技术中对膜电极进行检测的效率较低的问题。

技术研发人员：张宁远,常磊,徐敏,周明正,刘济舟,王宝丽,潘昱轩,曾箐雨,王小惠,张荣尊
受保护的技术使用者：国家电投集团氢能科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13