重塑能源專利解讀第五期｜電堆膜電極泄漏檢測方法發(fā)明專利

深入探索重塑能源的知識產(chǎn)權(quán)庫，不斷發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新與提升帶來的價(jià)值。本期專利解讀，我們將聚焦一項(xiàng)檢測電堆膜電極泄漏的發(fā)明專利：

本發(fā)明提供一種電堆膜電極泄漏檢測方法，分別向電堆的陽極和陰極通入燃料（氫氣）和氧化劑（空氣），并通過分別設(shè)定陽極和陰極的壓差為正壓差和負(fù)壓差，分兩次比較斷開氧化劑的供應(yīng)后，若在正壓差測試步驟中測得第N節(jié)單體電池的電壓下降速度大于設(shè)定速度，且在負(fù)壓差測試步驟中測得第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)單體電池的膜電極出現(xiàn)泄漏。

對話本專利的主要發(fā)明人，帶我們深入淺出地了解這一專利：

Q1

首先，請簡單介紹一下研究電堆膜電極泄漏檢測方法的技術(shù)背景和價(jià)值

A1

膜電極是燃料電池電堆最核心的部件，可以理解為電堆的“芯片”，膜電極泄漏會造成單體電池的電壓低，影響電堆的正常運(yùn)行和性能，甚至?xí)邪踩[患。因此，在電堆生產(chǎn)時(shí)，需要對膜電極可能出現(xiàn)的內(nèi)漏做檢測，如果發(fā)現(xiàn)泄漏不合格，需要快速、準(zhǔn)確地找出泄漏的膜電極位置。但由于電堆是由一個(gè)個(gè)單電池串聯(lián)集成的，里面通常有幾百片膜電極，要找出具體發(fā)生泄漏的膜電極非常耗時(shí)。研究出一種更高效、準(zhǔn)確的電堆膜電極泄漏檢測方法，可以有效提高電堆生產(chǎn)和檢測效率及準(zhǔn)確性，進(jìn)而確保電堆的可靠性，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值很高。

Q2

行業(yè)現(xiàn)有技術(shù)中的電堆膜電極泄漏檢測通常采用什么解決方案？效果如何

 A2

行業(yè)中也有一些其他電堆膜電極泄漏檢測的方法，比如將電堆裝在電堆測試臺，在陽極通入氫氣，陰極通過空氣，然后突然停止陰極側(cè)的空氣供應(yīng)，通過判斷電壓下降速度定位泄漏的膜電極位置；以及通過分別提高氫氣腔燃料壓力和空氣腔氧化劑壓力，判斷電壓下降的電池位置是否一致，進(jìn)而來判斷膜電極是否泄漏。這兩種檢測方法都存在各自的缺陷，容易受到一些其他因素的干擾，導(dǎo)致檢測的準(zhǔn)確度不高。

Q3

針對這些問題，重塑能源這一發(fā)明專利是如何優(yōu)化電堆膜電極泄漏檢測方法的

A3

重塑能源研發(fā)團(tuán)隊(duì)在將電堆連接至電堆測試平臺后，在電堆的陽極和陰極分別通入氫氣和空氣，并通過分別設(shè)定陽極和陰極的壓差為正壓差和負(fù)壓差，分兩次比較斷開空氣的供應(yīng)后，單體電池的電壓下降速度或單體電池的電壓下降至0 .1V所需的時(shí)間，在正壓差條件下電壓下降速度過快、且在負(fù)壓差條件下電壓下降速度過慢的單體電池的膜電極確定出現(xiàn)泄漏。這種檢測方法，不但可以檢測出發(fā)生泄漏的膜電極，且可以排除電堆內(nèi)部雙極板輕微短路的影響，如果是雙極板輕微短路，不會出現(xiàn)在負(fù)壓差條件下電壓下降速度明顯變慢的現(xiàn)象，因?yàn)槎搪凡粫艿侥る姌O兩側(cè)壓差不同的影響。這一檢測方法操作簡單，檢測準(zhǔn)確性高，通過正負(fù)壓差的交替驗(yàn)證，排除其他的因素干擾，能夠精準(zhǔn)地判斷并快速檢測出電堆中一片或多片泄漏的膜電極，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺陷，因而具備高度的產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

Q4

這一專利技術(shù)在重塑能源的產(chǎn)品及服務(wù)中應(yīng)用情況和反饋如何？

A4

這一專利技術(shù)已全面應(yīng)用于重塑能源自主研發(fā)并量產(chǎn)的燃料電池電堆產(chǎn)品的下線測試環(huán)節(jié)，通過該方法，可以快速獲得電堆活化前后的氫空內(nèi)漏檢測結(jié)果，確保沒有遺漏。經(jīng)該方法測試的電堆廣泛搭載于包括輕卡、重卡、公交、大巴、環(huán)衛(wèi)車輛等多種燃料電池車型；攪拌車、叉車、礦卡、正面吊等工程機(jī)械，固定式電站、氫能超充等裝備中，確保了產(chǎn)品的高可靠性和耐久性。