專利名稱：一種燃料電池雙極板平整度檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及燃料電池雙極板平整度的檢測裝置。
背景技術(shù)：
雙極板平整度是指其表面高點(diǎn)到低點(diǎn)的距離。雙極板特別是全金屬雙極 板成型時往往因為原材料組織不均勻、變形時應(yīng)力分布不均勻等而產(chǎn)生翹曲等變形。如果雙極板翹曲超過了一定范圍，將極大地影響電堆組裝力的分布，導(dǎo)致凸的地方受力大而凹的地方受力小甚至不受力，嚴(yán)重時甚至能造成膜電極“三合一”組件(membrane-electrode-assembly,以下簡稱MEA)擊穿以致整個電堆的燒毀。因此，雙極板的平整度必須嚴(yán)格控制。目前測試平整度的方法很多，例如二維影像測量儀可將捕捉到的圖像在電腦顯示器上成像，由操作員在電腦上通過軟件快速測量，但是此類方法所需測試儀器非常昂貴，操作復(fù)雜且不準(zhǔn)確，也不能真實反映雙極板在電堆實際組裝力下的平整度。公開號為CN 101046369A的發(fā)明專利，介紹了一種測試燃料電池雙極板表面平整度的裝置和方法，其原理為在較小的組裝壓力下，測試雙極板各部位的接觸電阻，根據(jù)阻值差異反映雙極板表面平整度的差異。該方法優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、準(zhǔn)確性高且成本低廉。但其缺點(diǎn)是僅能檢測有限的幾個部位的脊平面的平整度，不能反映整片雙極板的平整度；同時因為測試時組裝壓力較小，故也不能真實反映雙極板在電堆實際組裝力下的平整度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型即針對以上不足，提供了一種能檢測雙極板在電堆實際組裝力下的平整度的檢測裝置。本實用新型采用如下技術(shù)方案一種燃料電池雙極板平整度檢測裝置，該檢測裝置包括控制臺、壓機(jī)和被測組件，所述被測組件包括上端板、下端板、被測雙極板和MEA，所述檢測裝置還包括復(fù)寫紙假電極；所述復(fù)寫紙假電極由復(fù)寫紙夾持白棒紙組成；優(yōu)選地，白棒紙與MEA大小相同，復(fù)寫紙與MEA有效區(qū)域大小相同；所述白棒紙的四個角的位置設(shè)有與待測雙極板上的定位孔相對應(yīng)的復(fù)寫紙假電極定位孔；所述MEA的四個角的位置設(shè)有與待測雙極板上的定位孔相對應(yīng)的MEA定位孔；所述復(fù)寫紙假電極定位孔、雙極板定位孔和MEA定位孔均為通孔，定位銷貫通定位孔；上端板和下端板夾持被測雙極板、MEA和復(fù)寫紙假電極，置于壓機(jī)的上模和下模之間。本實用新型中，優(yōu)選白棒紙厚度為O. 07 O. 1mm。本實用新型中，優(yōu)選復(fù)寫紙厚度為O. 05 O. 1mm。本實用新型中，復(fù)寫紙假電極定位孔、雙極板定位孔和MEA定位孔三者同軸，且孔徑相同。此外，本實用新型中，復(fù)寫紙粘接在白棒紙上的位置與MEA上有效區(qū)域的位置相對應(yīng)。此外，本實用新型中，上、下端板上也設(shè)有與被測雙極板上的定位孔相對應(yīng)的端板定位孔，以此通過定位銷固定被測雙極板、MEA和復(fù)寫紙假電極。采用上述裝置檢測燃料電池雙極板平整度的方法，包括以下步驟a.由兩張復(fù)寫紙夾持一張白棒紙通過固體膠粘接組成復(fù)寫紙假電極；b.通過定位孔和定位銷將第一片被測雙極板固定于下端板上，第一片被測雙極板上放置一片MEA，通過定位孔和定位銷定位；以此形式放置n+1片被測雙極板和η片MEA組成第一組合體；在第一組合體的第n+1片被測雙極板上放置一片復(fù)寫紙假電極，通過定位孔和定位銷定位；c.另取一片被測雙極板置于上一步驟中組裝好的復(fù)寫紙假電極上，通過定位孔和定位銷定位，在此被測雙極板上放置一片MEA，通過定位孔和定位銷定位；以此形式繼續(xù)放置n+1片被測雙極板和η片MEA組成第二組合體，并在第二組合體的第n+1片被測雙極板上放置一片復(fù)寫紙假電極，通過定位孔和定位銷定位；d.重復(fù)步驟C，至全部被測雙極板組裝完畢，在最后一片被測雙極板上通過定位孔和定位銷固定上端板；e.將步驟d組裝完成的燃料電池雙極板平整度檢測組件置于壓機(jī)的上模和下模之間，按照電堆組裝工藝要求對該組件進(jìn)行緊固，直至達(dá)到電堆實際組裝力，保壓至少Imin ；f.卸除壓力后，取出被測組件，拆除上下端板、被測雙極板和MEA，取出復(fù)寫紙假電極，除去復(fù)寫紙，觀察白棒紙上的印痕，根據(jù)印痕的長短與清晰度確定雙極板的平整度。本實用新型中，優(yōu)選I彡η彡10。平整度的判定如印痕連續(xù)且清晰度均勻，說明雙極板平整度良好，在電堆實際組裝力下能與MEA全部接觸，達(dá)到穩(wěn)定配合；如印痕連續(xù)但清晰度不均勻，即有的地方印痕較深有的較淺，則說明雙極板與MEA依然全部接觸，但印痕深的地方雙極板翹曲，受力較大，印痕淺的地方雙極板凹陷，受力較??；如印痕斷斷續(xù)續(xù)，則說明空白無印痕的地方未與MEA接觸，雙極板平整度最差，此種情況將嚴(yán)重影響電堆性能，該類雙極板不經(jīng)處理不能進(jìn)行開電池性能測試。本實用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I、成本低廉，測試時僅需額外使用白棒紙與復(fù)寫紙即可完成平整度檢測，而且復(fù)寫紙可重復(fù)利用。2、可真實反映雙極板在電堆實際組裝力下的平整度，因此測試結(jié)果更真實、有效。雙極板在自由狀態(tài)下(僅受重力不受其他力)檢測的平整度數(shù)值，受力后結(jié)果肯定會改變，因而不能真實反映實際電堆組裝力下的情況，其結(jié)果也不能反映雙極板平整度對電堆性能的影響。3、平整度檢測范圍為MEA有效面積大小，因而測試范圍更大。

[0028]圖I復(fù)寫紙假電極主視圖；圖2復(fù)寫紙假電極俯視圖；圖3被測雙極板示意圖；圖4MEA示意圖；圖5燃料電池雙極板平整度檢測裝置示意圖。附圖中 I、白棒紙；2、復(fù)寫紙；3、復(fù)寫紙假電極定位孔；4、雙極板定位孔；5、MEA定位孔；
6、下端板；7、被測雙極板；8、MEA ;9、復(fù)寫紙假電極；10、上端板；11、MEA有效區(qū)域；12、控制臺；13、壓機(jī)下模；14、壓機(jī)上模；15、數(shù)據(jù)線。
具體實施方式
下面的實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本實用新型，但不以任何方式限制本實用新型。以金屬雙極板為例，對本實用新型提供的裝置及測試方法做進(jìn)一步說明。燃料電池雙極板平整度檢測裝置，該檢測裝置包括控制臺12、壓機(jī)和被測組件，被測組件包括上端板10、下端板6、被測雙極板7和MEA8，所述檢測裝置還包括復(fù)寫紙假電極9 ；其中，復(fù)寫紙假電極9由復(fù)寫紙2夾持白棒紙I組成(如圖I所示)；白棒紙I與MEA8大小相同，厚度為O. 07 O. Imm ;復(fù)寫紙2與MEA有效區(qū)域11大小相同，厚度為O. 05
O.Imm ；白棒紙I的四個角的位置設(shè)有與待測雙極板7上的定位孔4相對應(yīng)的復(fù)寫紙假電極定位孔3 (如圖2所示)；MEA的四個角的位置設(shè)有與待測雙極板7上的定位孔4相對應(yīng)的MEA定位孔5 (如圖5所示)；所述復(fù)寫紙假電極定位孔3、雙極板定位孔4和MEA定位孔5均為通孔，定位銷貫通定位孔；復(fù)寫紙假電極定位孔、雙極板定位孔和MEA定位孔三者同軸，且孔徑相同。本實施例由上端板10和下端板6夾持被測雙極板7、MEA8和復(fù)寫紙假電極9，置于壓機(jī)的上模14和下模13之間。本實施例中，控制臺12通過數(shù)據(jù)線15連接壓機(jī)上模14和下模13實現(xiàn)組裝力的控制。采用上述測試裝置的測試方法如下a、制作復(fù)寫紙假電極9 :如圖I所示，由兩張復(fù)寫紙2夾持一張白棒紙I通過固體膠粘接組成復(fù)寫紙假電極9;粘結(jié)膠采用固體膠，如3M公司生產(chǎn)的型號為SP-7533的印刷用水性粘著劑，粘結(jié)時，用毛刷粘固體膠，在白棒紙中心位置兩面各點(diǎn)3 4下，然后放上復(fù)寫紙，用力按壓即可；本實用新型采用固體膠為粘結(jié)膠，可減少對白棒紙的潤濕，同時也利于實驗結(jié)束后復(fù)寫紙與白棒紙的分離。b、通過定位孔和定位銷將第一片被測雙極板固定于下端板上，將第一片被測雙極板置于下端板6上，第一片被測雙極板上放置一片MEA，通過定位孔和定位銷定位；以此形式放置3片被測雙極板和2片MEA組成第一組合體；在第一組合體的第3片被測雙極板上放置一片復(fù)寫紙假電極9，通過定位孔和定位銷定位；C、另取一片被測雙極板置于上一步驟中組裝好的復(fù)寫紙假電極9上，通過定位孔和定位銷定位，在此被測雙極板上放置一片MEA，通過定位孔和定位銷定位；以此形式繼續(xù)放置3片被測雙極板和2片MEA組成第二組合體，并在第二組合體的第3片被測雙極板上放置一片復(fù)寫紙假電極9，通過定位孔和定位銷定位；d.重復(fù)步驟C，至全部被測雙極板組裝完畢，在最后一片被測雙極板上通過定位孔和定位銷固定 上端板10 ；e、將步驟d組裝完成的燃料電池雙極板平整度檢測組件置于壓機(jī)的上模14和下模13之間，按照電堆組裝工藝要求對該組件進(jìn)行緊固，直至達(dá)到電堆實際組裝力，保壓至少Imin ;金屬雙極板的實際組裝力為20 40KN ；f.卸除壓力后，取出被測組件，拆除上下端板、被測雙極板和MEA，取出復(fù)寫紙假電極9，除去復(fù)寫紙2，觀察白棒紙I上的印痕，根據(jù)印痕的長短與清晰度確定雙極板的平整度。平整度的判定如印痕連續(xù)且清晰度均勻，說明雙極板平整度良好，在電堆實際組裝力下能與MEA全部接觸，達(dá)到穩(wěn)定配合；如印痕連續(xù)但清晰度不均勻，即有的地方印痕較深有的較淺，則說明雙極板與MEA依然全部接觸，但印痕深的地方雙極板翹曲，受力較大，印痕淺的地方雙極板凹陷，受力較小；如印痕斷斷續(xù)續(xù)，則說明空白無印痕的地方未與MEA接觸，雙極板平整度最差，此種情況將嚴(yán)重影響電堆性能，該類雙極板不經(jīng)處理不能進(jìn)行開電池性能測試。
權(quán)利要求1.一種燃料電池雙極板平整度檢測裝置，該檢測裝置包括控制臺(12)、壓機(jī)和被測組件，所述被測組件包括上端板(10)、下端板(6)、被測雙極板(7)和MEA(S)，其特征在于，所述檢測裝置還包括復(fù)寫紙假電極(9)； 所述復(fù)寫紙假電極(9)由復(fù)寫紙(2)夾持白棒紙⑴組成，所述白棒紙⑴與MEA⑶大小相同，所述復(fù)寫紙⑵與MEA有效區(qū)域(11)大小相同； 所述白棒紙(I)的四個角的位置設(shè)有與待測雙極板(7)上的定位孔(4)相對應(yīng)的復(fù)寫紙假電極定位孔⑶；所述MEA的四個角的位置設(shè)有與待測雙極板(7)上的定位孔⑷相對應(yīng)的MEA定位孔(5);所述復(fù)寫紙假電極定位孔(3)、雙極板定位孔(4)和MEA定位孔(5)均為通孔，定位銷貫通定位孔； 上端板(10)和下端板(6)夾持被測雙極板(7)、MEA⑶和復(fù)寫紙假電極(9)，置于壓機(jī)的上模(14)和下模(13)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料電池雙極板平整度檢測裝置，其特征在于，所述白棒紙(1)厚度為O. 07 O. 1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料電池雙極板平整度檢測裝置，其特征在于，所述復(fù)寫紙(2)厚度為O. 05 O. 1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料電池雙極板平整度檢測裝置，其特征在于，所述復(fù)寫紙假電極定位孔(3)、雙極板定位孔(4)和MEA定位孔(5)三者同軸，且孔徑相同。
專利摘要一種燃料電池雙極板平整度檢測裝置及檢測方法，檢測裝置包括控制臺、壓機(jī)和被測組件，被測組件包括上端板、下端板、被測雙極板和MEA，其特征為檢測裝置還包括復(fù)寫紙假電極；復(fù)寫紙假電極由復(fù)寫紙夾持白棒紙組成，白棒紙和MEA的四個角的位置均設(shè)有與被測雙極板上的定位孔相對應(yīng)的復(fù)寫紙假電極定位孔。上端板和下端板夾持被測雙極板、MEA和復(fù)寫紙假電極，置于壓機(jī)的上模和下模之間，根據(jù)電堆的實際組裝力對被測組件進(jìn)行加壓并保壓，卸除壓力后取出白棒紙，觀察白棒紙上的印痕，根據(jù)印痕的長短與清晰度確定雙極板的平整度。本實用新型可真實反映雙極板在電堆實際組裝力下的平整度，因此測試結(jié)果更真實、有效。
文檔編號G01B5/28GK202361941SQ20112049554
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者付宇, 侯中軍, 明平文, 竇永香 申請人:新源動力股份有限公司