深入探索重塑能源的知識產權庫,不斷發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新與提升帶來的價值。本期專利解讀,我們將聚焦一項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),并通過分別設定陽極和陰極的壓差為正壓差和負壓差,分兩次比較斷開氧化劑的供應后,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定速度,且在負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背景和價值
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,影響電堆的正常運行和性能,甚至會有安全隱患。因此,在電堆生產時,需要對膜電極可能出現(xiàn)的內漏做檢測,如果發(fā)現(xiàn)泄漏不合格,需要快速、準確地找出泄漏的膜電極位置。但由于電堆是由一個個單電池串聯(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。研究出一種更高效、準確的電堆膜電極泄漏檢測方法,可以有效提高電堆生產和檢測效率及準確性,進而確保電堆的可靠性,產業(yè)應用價值很高。

Q2
行業(yè)現(xiàn)有技術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的空氣供應,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,導致檢測的準確度不高。
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)團隊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,并通過分別設定陽極和陰極的壓差為正壓差和負壓差,分兩次比較斷開空氣的供應后,單體電池的電壓下降速度或單體電池的電壓下降至0 .1V所需的時間,在正壓差條件下電壓下降速度過快、且在負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)在負壓差條件下電壓下降速度明顯變慢的現(xiàn)象,因為短路不會受到膜電極兩側壓差不同的影響。這一檢測方法操作簡單,檢測準確性高,通過正負壓差的交替驗證,排除其他的因素干擾,能夠精準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)有技術中的種種缺陷,因而具備高度的產業(yè)利用價值。
Q4
這一專利技術在重塑能源的產品及服務中應用情況和反饋如何?
A4
這一專利技術已全面應用于重塑能源自主研發(fā)并量產的燃料電池電堆產品的下線測試環(huán)節(jié),通過該方法,可以快速獲得電堆活化前后的氫空內漏檢測結果,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、正面吊等工程機械,固定式電站、氫能超充等裝備中,確保了產品的高可靠性和耐久性。
