重塑能源專利解讀第五期｜電堆膜電極泄漏檢測方法發明專利

深入探索重塑能源的知識產權庫，不斷發現創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明專利：

本發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節單體電池的電壓下降速度小于設定速度，則第N節單體電池的膜電極出現泄漏。

對話本專利的主要發明人，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的內漏做檢測，如果發現泄漏不合格，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集成的，里面通常有幾百片膜電極，要找出具體發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，產業應用價值很高。

Q2

行業現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，重塑能源這一發明專利是如何優化電堆膜電極泄漏檢測方法的

A3

重塑能源研發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泄漏。這種檢測方法，不但可以檢測出發生泄漏的膜電極，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，不會出現在負壓差條件下電壓下降速度明顯變慢的現象，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，有效克服了現有技術中的種種缺陷，因而具備高度的產業利用價值。

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并量產的燃料電池電堆產品的下線測試環節，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。經該方法測試的電堆廣泛搭載于包括輕卡、重卡、公交、大巴、環衛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。