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。