CN114284529A - 电池活化方法及电池活化装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池活化方法及电池活化装置，涉及燃料电池技术领域。该方法包括：a、对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值；b、基于阴极电位值和阳极电位值形成的电位差，对电池进行快速放电，其中，快速放电的持续时长为第一时长；基于预设的循环周期，重复步骤a‑b，对电池进行活化。本申请通过对电池的电位进行调节，基于电位差使电池在瞬间放电前后的阴阳极电位变化的状态差下进行瞬间地快速放电，并重复电位调节和快速放电过程，对电池进行周期性地快速放电，加快催化剂反应，能够在短暂、少量的放电情况下快速地活化电池，减少电池的活化时间和活化时电池中燃料的消耗，提高电池的活化效率。
Description
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种电池活化方法及电池活化装置。
背景技术
传统的低温质子交换膜燃料电池活化方法，即静态恒电流活化方法，利用长时间在从燃料电池引出较大电流的状态下，通过阴极生成足量水向背离膜电极方向，并向阳极扩散，使膜电极中离子交换树脂充分吸水，逐步提高催化剂层的质子传导率，同时在大电流放电时，在排水导气的共同作用下逐步稳定催化剂层的孔结构，使传质通道稳定，达到活化电池的效果。
然而，现有技术中，上述传统的电池活化方式中，一次完整的活化需要大电流下长时间运行电池，消耗的氢气量极大，且长时间静态恒电流法无法在对膜电极催化剂表面快速清洁，催化剂层反应较长，无法快速使催化剂层处于最佳工作状态，导致目前的燃料电池的活化效率低。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种电池活化方法及电池活化装置，以改善现有技术中存在的电池活化效率较低的问题。
为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种电池活化方法，包括：
a、对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值；
b、基于所述阴极电位值和所述阳极电位值形成的电位差，对所述电池进行快速放电，其中，所述快速放电的持续时长为第一时长；以及
基于预设的循环周期，重复步骤a-b，对所述电池进行活化。
在上述实现方式中，通过对电池放电前的两极电位进行调节，在形成的电位差的基础上，使得电池在瞬间放电前后的阴阳极电位变化的状态差下进行瞬间地快速放电，在快速放电时能够加速催化剂层的膜电极中电荷的运动、反应物气体的吸附以及产物的解离能力，并重复电位调节和快速放电过程，对电池进行周期性地循环放电过程，使膜电极在连续周期性地放电过程中进行快速运动，从而使催化剂层快速反应，对电池进行快速地活化。有效地减少了电池的活化时间和活化时电池中的燃料消耗，提高了燃料电池的活化效率。
可选地，所述对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值之前，所述方法还包括：
在所述电池的阴极通入第一气体，在所述电池的阳极通入第二气体；
接通所述电池的负载电压，以使所述电池在恒电位模式下进行放电。
在上述实现方式中，在对电池的电位进行调节之前，还可以对电池进行预处理，以在恒电位模式湿润电池并对电池进行短暂地放电。进行预处理时可以基于通入电池的气体对电池进行放电处理，对通入电池阴极和阳极的气体的种类、化学计量比等多种参数进行设置，接通负载电压并设置相应的温度、电压以及时间，以使电池能够在预处理时能够在恒电压模式下进行正常地湿润和短暂放电，保持电池的正常功能，为之后的循环放电过程做准备。
可选地，所述对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值，包括：
保持所述阴极中所述第一气体和所述阳极中所述第二气体的通入；
切断所述电池的所述负载电压；
连接所述电池与恒电位仪，以保持所述电池的恒电位；
对所述电池的阳极进行接地处理，得到所述阳极电位值；以及
将所述电池的阴极的电位置零后进行电位偏置，得到所述阴极电位值。
在上述实现方式中，通过对电池的阴阳两极的电位进行调节，以在电池的阴极和阳极中产生电位差。调节时保持电池的正常通气，保持电池阴极和阳极中通入的气体种类以及温度和湿度等多种参数与预处理一致，分别设置通入的两种气体的流量，以保持电池两极的气体供应，在气体正常供应，燃料电池正常运作的情况下，断开电池负载电压，外接恒电位仪以保持电池恒电位，对电池的阳极进行接地处理，得到对应的阳极电位值，对电池的阴极的电位进行置零，在置零后进行偏置处理，得到对应的阴极电位值。通过对电池的阴极和阳极电位进行不同地处理，能够分别得到对应的电位值，以在两极电位值的基础上对电池进行放电。
可选地，所述基于所述阴极电位值和所述阳极电位值形成的电位差，对所述电池进行快速放电，包括：
接通所述电池的所述负载电压；
断开所述电池连接的所述恒电位仪；
基于所述阳极电位值与所述阴极电位值形成的瞬间的电位差，对所述电池进行持续第一时长的瞬间恒电流的快速放电。
在上述实现方式中，在对电池的阴极和阳极的电位进行调节后，能够在调节得到的阴极电位值和阳极电位值的基础上，对电池进行瞬时地快速放电。在接通电池的负载电压，并断开电池外接的恒电位仪，停止电池中恒电位模式的情况下，形成瞬间的电位差，由于瞬间放电前后的相对于阳极电位的变化的阴极电位使得电池经历电压变化的状态，在此瞬间放电前后的状态差的基础上，使得电池在瞬间恒电流的情况下，进行持续第一时长地快速放电，第一时长为基于阴极的电位偏置大小决定的恒电流放电时间，能够使电池进行瞬时、短暂地快速放电，在电池的放电过程中加速电池中电解质及催化剂层中带电粒子的移动速率，从而加快催化剂层的反应速度。
可选地，所述方法包括以下特征(1)～(14)中的至少一者：
(1)所述第一气体的化学计量比为2-4；
(2)所述第二气体的化学计量比为1.2-2；
(3)所述第一气体和所述第二气体的相对湿度各自独立地为30％-100％；
(4)所述第一气体和所述第二气体的气体压力各自独立地为70kPa-200kPa；
(5)所述第一气体的流量为0.97L/min-1.07L/min；
(6)所述第二气体的流量为0.17L/min-0.25L/min；
(7)所述电池的活化温度为65℃-80℃；
(8)所述恒电位模式的恒电压范围为0.580V-0.700V；
(9)所述电池在所述恒电位模式下进行放电的持续时长为1800s-2000s；
(10)所述电位置零的时间为0.8s-2s；
(11)所述电位偏置的电压范围为-0.1V—-0.45V；
(12)所述电位偏置的时间为2.5s-3s；
(13)所述第一时长为3s-5s；
(14)所述瞬间恒电流的电流范围为2A-23A。
在上述实现方式中，对电池活化过程中，通入电池阴极和阳极的第一气体和第二气体的化学计量比、相对湿度、流量以及电池的活化温度、恒电位模式下的恒电压范围和持续放电的时长、电位置零的时间、电位偏置的时间、第一时长、瞬间恒电流的电流范围等多种参数进行了说明，以使电池能够正常进程活化。
可选地，所述基于预设的循环周期，重复步骤a-b，对所述电池进行活化，包括：
根据预设的循环周期周期性重复步骤a-b；
在所述循环周期的最后一个周期中，保持通入所述电池的所述第一气体和所述第二气体的所述相对湿度、所述气体压力和所述活化温度，调整所述第一气体的化学计量比和所述第二气体的化学计量比；
在活化电流区间中对所述电池进行循环放电，以对所述电池进行活化。
在上述实现方式中，在进行周期性地循环重复放电过程时，能够根据预设的循环周期，周期性重复步骤a-b，在最后一个周期中，保持电池在进行周期性循环放电时的气体的相对湿度、气体压力和活化温度，对通入阴极和阳极的两种气体的化学计量比进行调节，以使电池能够进行阶跃地恒电流放电。在恒电流放电过程中，使电池在活化电流区间的循环区间中进行循环放电，在每个电流区间中能够维持一段时间的放电时长，并重复循环多次进行循环放电，对电池进行的活化。
可选地，所述方法包括以下特征(15)-(18)中的至少一者：
(15)所述循环周期为100次-140次；
(16)所述活化电流区间为20A-30A-35A-30A的循环区间；
(17)所述活化电流区间中每个电流区间中的放电时长为50s-60s；
(18)所述循环放电循环10次-15次。
在上述实现方式中，对电池在周期性地循环放电过程中的循环周期次数、活化电流区间以及每个电流区间中的放电时长和在活化电流区间中循环放电的循环次数等多种参数进行设置，从而使电池能够正常地进行周期性地循环放电。
可选地，所述对所述电池进行活化之后，所述方法还包括：
获取所述电池在所述循环周期中的电压偏差数据；以及
基于所述电压偏差数据判断所述电池的活化程度，包括：
判断所述电压偏差数据是否满足活化条件；
若所述电压偏差数据满足所述活化条件，则所述电池的活化程度为活化完成；
若所述电压偏差数据未满足所述活化条件，则所述电池的活化程度为未活化完成。
在上述实现方式中，由于电池活化后存在不同的活化程度，因此在电池活化后，可以根据电池在循环周期中的电压偏差数据，对电池的活化程度进行判断，提高了活化程度判断的效率和准确性，能够在判断的基础上对电池进行不同的后续操作。在对电池的活化程度进行判断时，可以根据电压偏差数据是否处于电池对应的活化条件，以对电池活化完成或未活化完成进行判断，增加判断的有效性。
可选地，所述基于所述电压偏差数据判断所述电池的活化程度之后，所述方法还包括：
在所述电池的活化程度为未活化完成时，对所述循环周期进行调整，得到调整循环周期；基于所述调整循环周期，重复步骤a-b，对所述电池进行活化；及/或
在电池的活化程度为活化完成时，对活化完成的所述电池进行测试，得到目标电流值和目标电压值；基于所述目标电流值和目标电压值绘制所述电池对应的极化曲线。
在上述实现方式中，当电池的活化程度为未完成活化时，需要对电池的活化过程进行调整，直到电池活化完成。调整的方式为对调整电池重复步骤a-b时的循环周期，得到调整后的调整循环周期，在调整循环周期的基础上重复步骤a-b，以对电池在周期循环时的快速放电的次数以及时间进行调整，以对未完成活化的电池继续活化，增加了活化流程的完整性。在电池活化完成后，为了便于用户对电池的活化结果进行直观地了解，通过对活化完成的电池进行测试，能够得到对应的目标电流值和目标电压值，在目标电流值和目标电压值的基础上可以绘制活化完成后的电池对应的极化曲线，以供用户对极化曲线进行查看和了解，无需预留过渡时间对活化完成的电池进行运行以适应变化情况，提高了极化曲线的获取效率和准确性。
第二方面，本申请实施例还提供了一种电池活化装置，所述装置包括：
电位调节模块，用于对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值；
放电模块，用于基于所述阴极电位值和所述阳极电位值形成的电位差，对所述电池进行快速放电，其中，所述快速放电的持续时长为第一时长；以及
循环模块，用于基于预设的循环周期，重复所述电位调节模块与所述放电模块中的步骤，对所述电池进行活化。
在上述实现方式中，通过电位调节模块对电池的两极电位进行调节，以使电池的两极电位产生电位差，通过放电模块在在形成的电位差的基础上，使得电池在瞬间放电前后的阴阳极电位变化的状态差下进行瞬间地快速放电；通过循环模块对电位调节模块的电位调节过程和放电模块的放电过程进行周期性地重复循环，能够对电池进行周期性地循环放电，使膜电极在连续周期性地放电过程中进行快速运动，从而使催化剂层快速反应，对电池进行快速地活化。有效地减少了电池的活化时间和活化时电池中的燃料消耗，提高了燃料电池的活化效率。
综上所述，本申请提供了一种电池活化方法及电池活化装置，能够对电池的两极电位进行调整，基于电位差使电池在瞬间放电前后的阴阳极电位变化的状态差下进行瞬间地快速放电，并周期性地循环放电过程，加速电池快速放电时的电化学反应和传质运动速率，有利于电池中催化剂快速反应，能够在短暂、少量的放电情况下快速地活化电池，减少电池的活化时间和活化时电池中燃料的消耗，提高电池的活化效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电池活化方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种步骤Sa的详细流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种步骤Sb的详细流程示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种电池活化方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种电池活化方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的一种电池活化装置的模块结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电压偏差对比示意图。
图标：100-电池活化装置；110-电位调节模块；120-放电模块；130-循环模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。
现有的对燃料电池进行活化的方法通常为低温质子交换膜燃料电池活化方法，即静态恒电流活化方法，存在以下问题：1、通常在一次完整的活化流程中需要大电流下长时间运行电池，导致耗费的燃料量较大；2、长时间静态恒电流方法无法在不同电位下使膜电极催化剂表面快速清洁，无法快速使催化剂处于最佳状态，并且活化程度判断基于静态下较长时间内恒电流对应电压的波动程度，无法及时对电池的活化程度进行判断，后续进行极化曲线的测量时需要过度时间来运行电池以适应变化的工况，导致目前燃料电池的活化效率较低。
为了解决现有技术中的常规质子交换膜燃料电池活化方法中存在的上述问题，本申请实施例提供了一种电池活化方法及电池活化装置，能够实现膜电极在连续周期性放电过程中的电、气、水的瞬态快速运动，以对燃料电池进行快速地活化。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种电池活化方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：
步骤Sa，对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值。
其中，通过对电池的阴极和阳极分别进行不同地调节处理，以形成不同的阴极电位值和阳极电位值，电池可以为各种燃料电池，例如高低温质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池等。
值得说明的是，在对电池的两极电位进行调节之前，还可以对电池进行预处理；并根据预处理结果确定是否对通入电池的气体参数或电池的活化参数进行调整。其中，气体参数可以包括通入电池的气体种类、通入时长和气体计量比等多种与气体相关的参数，活化参数可以包括活化湿度、活化气体压力、活化温度、活化电压和预处理时长等参数。
可选地，在预处理时，可以采取非电化学方法，例如使用稀硫酸-去离子水对电池进行装配前的湿润处理，也可以采取电化学方法，例如采用恒电流、脉冲电流等方式对电池进行放电和湿润处理，或者采用通气方式对电池进行放电和湿润处理。
可选地，预处理可以包括：在电池的阴极通入第一气体，在电池的阳极通入第二气体；接通电池的负载电压，以使电池在恒电位模式下进行放电。其中，第一气体可以为空气或氧气，例如增湿饱和空气和增湿饱和氧气，在电池的阳极通入第二气体，第二气体可以为氢气。其中，第一气体的化学计量比为2-4，第二气体的化学计量比为1.2-2，第一气体和第二气体的相对湿度各自独立地为30％-100％，第一气体和第二气体的气体压力各自独立地为70-200kPa；接通电池的负载电压，将电池的活化温度控制到为65℃-80℃，使电池在恒电压范围为0.580V-0.700V的恒电压模式下进行放电，持续时长为1800s-2000s。示例地，在采用气体对电池进行预处理时，还可以根据应用场景和实际情况对电池的阴极和阳极中通入的气体的种类和通入时长进行选择和调整，例如，对阴极通入的第一气体包括增湿饱和空气或增湿饱和氧气，对阳极通入的第二气体包括增湿饱和氢气。气体的化学计量比可以根据气体种类进行调整和选择，例如，阴极的增湿饱和空气的化学计量比可以设置为2-4，阳极的增湿饱和氢气的化学计量比可以设置为1.2-2。还可以根据气体种类、应用场景和实际情况对活化时的活化湿度、活化气体压力、活化时的电池温度、活化时设置的恒电压和预处理时长等活化参数进行设置或调整。对电池进行预处理能够使电池在恒电位模式下进行短暂地放电，对电池进行湿润和功能测试，在预处理结果的基础上判断是否需要对气体参数和活化参数进行调整，能够对电池的预处理过程进行动态调整，以使电池能够在预处理时进行正常地湿润和短暂放电，保持电池的正常功能，在停止放电后对的电池的电位进行调节处理。
步骤Sb，基于所述阴极电位值和所述阳极电位值形成的电位差，对所述电池进行快速放电。
其中，快速放电的持续时长为第一时长，由于阴极电位值与阳极电位值并不相同，因此阴极电位值与阳极电位值之间会形成电位差，基于形成的电位差使电池在瞬间放电前后的阴阳极电位变化的状态差下进行瞬间地快速放电，从而加速了电池中电解质及催化剂层中带电粒子的移动速率，以加快电池放电时的反应速率，在此情况下，气体传质可同时、快速地打开催化剂层的气孔，以使催化剂层进行快速反应，加快电池的活化。
步骤Sc，基于预设的循环周期，重复步骤a-b，对所述电池进行活化。
其中，可以根据电池的应用场景和实际需求对循环周期进行设置，例如100次-140次，基于预设的循环周期对步骤a-b进行重复，周期性地循环电池的电位调节和放电过程，能够短时间内迅速建立膜电极离子-气体导通网络，在周期性循环的放电过程中使电池稳定适应活化的温度、气体压力、湿度等条件，以实现电池催化剂层中膜电极电-气-水联通网络的稳定，有利于加速离子交换树脂的吸水、加速催化剂表面的瞬间清洁活化以及催化剂层中孔隙的打开，加快催化剂层的反应速度，减少电池活化的时间，在短暂的活化时间内得到稳定的电压，在周期性的循环放电过程中对电池进行快速地活化。通过多次短暂、少量的放电过程对电池进行活化，还可以有效地减少电池中燃料的消耗，节约成本，减小污染。
可选地，周期性地循环方式可以包括：根据预设的循环周期周期性重复步骤a-b；在循环周期的最后一个周期中，保持通入电池的第一气体和第二气体的相对湿度、气体压力和活化温度，调整第一气体的化学计量比和第二气体的化学计量比；在活化电流区间中对电池进行循环放电，以对电池进行活化。其中，循环周期为100次-140次，活化电流区间为20A-30A-35A-30A的循环区间，在活化电流区间的每个电流区间中维持的放电时长为50s-60s，在活化电流区间的循环放电的循环次数10次-15次。值得说明的是，在循环周期中的最后一个周期中，可以保持电池活化过程中的活化温度、活化气体压力和活化湿度，对通入阴极和阳极的气体的化学计量比进行调整，例如，将通入阴极的第一气体的化学计量比调整为2-4中与此前的周期中不同的数值，将通入阳极的第二气体的化学计量比调整为1.2-1.5中与此前的周期中不同的数值，以使电池进行阶跃式地恒电流放电，对电池进行周期性地恒电流活化。
在图1所示的实施例中，能够对电池进行周期性地循环放电，使膜电极在连续周期性地放电过程中进行快速运动，从而使催化剂层快速反应，对电池进行快速地活化。有效地减少了电池的活化时间和活化时电池中的燃料消耗，提高了燃料电池的活化效率。
可选地，请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种步骤Sa的详细流程示意图，步骤Sa还可以包括步骤Sa1-步骤Sa5：
步骤Sa1，保持所述阴极中所述第一气体和所述阳极中所述第二气体的通入。
其中，在进行电位的调节时，可以保持电池的阴极与阳极中气体的供应以及相应的温度、气体压力和湿度等参数，气体的种类以及温度、气体压力和湿度等参数的设置可以与电池的预处理中设置的参数相同，也可以进行相应地调整。对阴极与阳极中通入的气体的流量进行设置或调整，例如，设置通入阳极的增湿饱和氢气的流量为0.17-0.25L/min，设置通入阴极的增湿饱和空气的流量为0.97L/min-1.07L/min，以保证气体的正常供应，使电池中的催化剂层能够与气体进行正常反应。
步骤Sa2，切断所述电池的负载电压。
其中，在进行电位的调节时，可以在燃料电池正常通气的情况下，控制电池与外接负载连接的开关，断开连接以切断电池的负载电压。示例地，为电池提供负载电压的外接负载可以为燃料电池测试台架或其他电子电路搭建的电子可调节负载。
步骤Sa3，连接所述电池与恒电位仪，以保持所述电池的恒电位。
其中，在进行电位的调节时，通过连接电池与外部的恒电位仪，能够对电池进行恒电位处理，使电池保持恒电位模式，在保持电池恒电位的基础上对阳极和阴极的电位进行调整。
值得说明的是，在对电池进行恒电位处理时，能够控制电池的阴极电位低于阳极电位，以在控制过程中对电池的双电层进行充电，强化电池的阴极和阳极的电极表面的气体及离子吸附能力，增大后续放电时阴极增加的电位值，使电池在快速放电时电势差变化经历负-零-正的变化。
步骤Sa4，对所述电池的阳极进行接地处理，得到所述阳极电位值。
其中，在调整好电池的负载、气体以及恒电位模式后，通过对电池的阳极进行接地处理，能够得到对应的阳极电位值。
步骤Sa5，将所述电池的阴极的电位置零后进行电位偏置，得到所述阴极电位值。
其中，在调整好电池的负载、气体以及恒电位模式后，通过对电池的阴极进行偏置处理，使阴极的电位置零后进行偏置，能够得到对应的阴极电位值。
可选地，阴极的电位置零时间可以设置为0.8s-2s，电位偏置的电压范围可以为-0.1V—-0.45V，可以在电压范围中取多个区间的电压范围，例如-0.1V—-0.2V、-0.3V—-0.35V、-0.4V—-0.45V等多个电压范围，电位偏置持续的时间为2.5s-3s。
在图2所示的实施例中，通过对电池的阴极和阳极电位进行不同地处理，能够分别得到对应的电位值，以在两极电位值的基础上对电池进行放电。
可选地，请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种步骤Sb的详细流程示意图，步骤Sb还可以包括步骤Sb1-步骤Sb3：
步骤Sb1，接通所述电池的所述负载电压。
其中，在对阴极电位和阳极电位进行处理后，通过连接电池与外接负载，以使电池接通外接负载的负载电压。
步骤Sb2，断开所述电池连接的所述恒电位仪。
其中，在对阴极电位和阳极电位进行处理后，通过断开电池与外部的恒电位仪的连接，能够停止对电池的恒电位处理，使电池不再处于恒电位模式。
步骤Sb3，基于所述阳极电位值与所述阴极电位值形成的瞬间的电位差，对所述电池进行持续第一时长的瞬间恒电流的快速放电。
其中，在形成的瞬间的电位差时，由于瞬间放电前后的相对于阳极电位的变化的阴极电位使得电池经历电压变化的状态，在此瞬间放电前后的状态差的基础上，使得电池在瞬间恒电流的情况下，进行持续第一时长地快速放电。电池进行快速放电时的方式为瞬间地恒电流放电，第一时长为基于阴极的电位偏置大小决定的恒电流放电的短时间时长，持续时长为3s-5s，瞬间恒电流范围为2A-23A，可选地，瞬间恒电流为基于阴极的电位偏置大小决定的电流大小，可以在瞬间恒电流范围中进行选择，例如，在阴极的电位偏置大小为-0.1V—-0.2V时，第一时长为3s-5s，瞬间恒电流大小为2-7A；在阴极的电位偏置大小-0.3V—-0.35V时，第一时长为3s-5s，瞬间恒电流大小为8-15A、在阴极的电位偏置大小为-0.4V—-0.45V，第一时长为5s，瞬间恒电流大小为16-23A。在进行电位偏置时，由于在一定的电压范围内，偏置的电压较大时，电池的活化效率越高，通过设置多组不同大小的电压范围，先设置较小的电压范围测试能否进行正常放电，在较小的电压范围的基础上对电压范围进行小幅度地递增，通过电压范围递增的方式增加电位偏置的电压范围，从而能够在电压范围更大的情况下对电池进行第一时长地快速放电。
可选地，为了提高活化的效率，在对步骤a-b进行周期性地重复时，可以对三种不同电位偏置大小的电位调节和放电过程进行重复。
值得说明的是，电池稳态自放电时的电压为正压，电池的阴极的平衡电位大于1V，常规的释放电流因流经的电势增加，使得阴极的电位降低至平衡电位以下，放电电流越高，对应阴极电位越低。在停止恒电位控制后，在形成的电位差的基础上使电池进行放电时，阴极中零位以下的放电电位会自动增长到对应电流的电位，在此放电过程中，催化剂层中的反应物移动速率由瞬间极值降低至恒电流时的平衡速率。
在图3所示的实施例中，能够使电池进行瞬时、短暂地快速放电，在电池的放电过程中加速电池中电解质及催化剂层中带电粒子的移动速率，从而加快催化剂层的反应速度。
可选地，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的另一种电池活化方法的流程示意图，在步骤Sc之后，还可以包括步骤Sd-步骤Se3：
步骤Sd，获取所述电池在所述循环周期中的电压偏差数据。
其中，获取循环周期中设定周期中同电流下的电压偏差数据，设定周期可以为循环周期中的最后三个周期，相同电流可以为20A-30A-35A-30A之间的某一区间，电压偏差数据能够代表相同电流下周期中各个电压的偏差程度，电压偏差数据可以为三个周期中多个电压差值的平均值。
步骤Se，基于所述电压偏差数据判断所述电池的活化程度。
其中，现有技术中采用基于静态下较长时间内恒电流对应电压的波动程度对电池的活化程度进行判断，而这种判断方式效率和准确率较低，本申请实施例中基于电压偏差数据对电压的偏差程度进行判断，以基于电压偏差程度对电池的活化程度进行快速、准确地判断。
步骤Se1，判断所述电压偏差数据是否满足活化条件。
其中，基于电池的应用场景和实际情况，确定出预设的电压偏差的活化条件，例如，活化条件中的活化阈值可以设置为10mV，根据活化阈值与电压偏差数据的大小以判断电压偏差数据的数值大小是否满足该活化条件，可以根据电压偏差数据是否满足电池对应的活化条件，以对电池活化完成或未活化完成进行判断，增加判断的有效性。
步骤Se2，若所述电压偏差数据满足所述活化条件，则所述电池的活化程度为活化完成。
其中，在电压偏差数据较小时，例如为8mV时，则小于活化条件的活化阈值10mV，则电压偏差较小，满足活化条件，电池活化程度为活化完成。
步骤Se3，若所述电压偏差数据未满足所述活化条件，则所述电池的活化程度为未活化完成。
其中，在电压偏差数据较大时，例如为11mV时，则大于活化条件的活化阈值10mV，则电压偏差较大，不满足活化条件，电池活化程度为未活化完成。
值得说明的是，由于电池进行活化石的电压偏差具有误差，在本申请的优选实施例中，在电压偏差数据位于7-10mV的区间中时，电池的活化效率较高。
在图4所示的实施例中，提高了活化程度判断的效率和准确性，能够在判断的基础上对电池进行不同的后续操作。
可选地，请参阅图5，图5为本申请实施例提供的又一种电池活化方法的流程示意图，在步骤Se2和步骤Se3之后，还可以包括步骤Se4-步骤Se7：
步骤Se4，在所述电池的活化程度为未活化完成时，对所述循环周期进行调整，得到调整循环周期。
其中，在判断电池的活化程度为活化未完成之后，为了提高电池活化流程的完整性，可以对电池的活化过程进行调整，直到电池活化完成。调整的方式为对调整电池重复步骤a-b时的循环周期，得到调整后的调整循环周期。示例地，可以对循环周期的次数以及时间进行调整，例如降低循环的周期次数，或者对放电的时间进行减小等，降低和减少的幅度能够由用户根据需求和实际情况进行选择和调整。
步骤Se5，基于所述调整循环周期，重复步骤a-b，对所述电池进行活化。
其中，在调整后的调整循环周期的基础上，继续重复步骤a-b，基于恒电流，对电池的电位调节过程和放电过程进行周期性地循环，对电池进行活化。
示例地，可以不断循环调整和周期循环的步骤，直到电池的活化程度判断为活化完成，则停止循环，以对未完成活化的电池继续活化，增加了活化流程的完整性。
及/或，步骤Se6，在电池的活化程度为活化完成时，对活化完成的所述电池进行测试，得到目标电流值和目标电压值。
其中，在电池活化完成后，为了便于用户对电池的活化结果进行直观地了解，通过对活化完成的电池进行测试，能够得到对应的目标电流值和目标电压值。
示例地，进行测试时，可以将电流按测试所需电流/电压间隔，以及对应恒电流/恒电压计量时间增加电压，直至增加到电压阈值，例如300mV，记录对应点的目标电流值和目标电压值；还可以基于同样的间隔减少电压，直至减少至OCV((Open Circuit Voltage，开路电压)，记录对应点的目标电流值和目标电压值。
步骤Se7，基于所述目标电流值和目标电压值绘制所述电池对应的极化曲线。
其中，为了便于用户对电池的活化结果的数据走势进行查看和了解，可以获取的多个点的目标电流值和目标电压值的基础上，基于多个点的平均电流值和平均电压值，绘制电池活化结果的极化曲线，能够在极化曲线的欧姆区域对电池周期性地恒电流活化过程进行了解。无需预留过渡时间对活化完成的电池进行运行以适应变化情况，不用在适应后再对电池的极化曲线进行测量，可以在活化完成时直接对极化曲线进行绘制，可供用户对极化曲线进行查看和了解。
在图5所示的实施例中，可以分别对活化完成和未完成的电池进行对应地后续处理，从而使电池能够完成活化并且能够对电池的活化情况进行查看和了解。
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种电池活化装置的模块结构示意图，该电池活化装置100中包括：
电位调节模块110，用于对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值；
放电模块120，用于基于阴极电位值和阳极电位值形成的电位差，对电池进行快速放电，其中，快速放电的持续时长为第一时长；以及
循环模块130，用于基于预设的循环周期，重复电位调节模块与放电模块中的步骤，对电池进行活化。
在一可选的实施方式中，电池活化装置100中还可以包括预处理模块，用于在电池的阴极通入第一气体，在电池的阳极通入第二气体；接通电池的负载电压，以使电池在恒电位模式下进行放电。
在一可选的实施方式中，电位调节模块110中还可以包括气体子模块，负载子模块，电位子模块和处理子模块；
气体子模块，用于保持阴极中第一气体和阳极中第二气体的通入；
负载子模块，用于切断电池的负载电压；
电位子模块，用于连接电池与恒电位仪，以保持电池的恒电位；
处理子模块，用于对电池的阳极进行接地处理，得到阳极电位值；以及，将电池的阴极的电位置零后进行电位偏置，得到阴极电位值。
在一可选的实施方式中，放电模块120中还可以包括连接子模块，停止子模块和放电子模块；
连接子模块，用于接通电池的负载电压；
停止子模块，用于断开电池连接的恒电位仪；
放电子模块，用于基于阳极电位值与阴极电位值形成的瞬间的电位差，对电池进行持续第一时长的瞬间恒电流的快速放电。
在一可选的实施方式中，电池活化装置100中还可以包括第一参数模块，用于设置以下特征(1)～(14)中的至少一者：
(1)第一气体的化学计量比为2-4；
(2)第二气体的化学计量比为1.2-2；
(3)第一气体和第二气体的相对湿度各自独立地为30％-100％；
(4)第一气体和第二气体的气体压力各自独立地为70kPa-200kPa；
(5)第一气体的流量为0.97L/min-1.07L/min；
(6)第二气体的流量为0.17L/min-0.25L/min；
(7)电池的活化温度为65℃-80℃；
(8)恒电位模式的恒电压范围为0.580V-0.700V；
(9)电池在恒电位模式下进行放电的持续时长为1800s-2000s；
(10)电位置零的时间为0.8s-2s；
(11)电位偏置的电压范围为-0.1V—-0.45V；
(12)电位偏置的时间为2.5s-3s；
(13)第一时长为3s-5s；
(14)瞬间恒电流的电流范围为2A-23A。
在一可选的实施方式中，循环模块130中还可以包括循环子模块，调整子模块和活化子模块；
循环子模块，根据预设的循环周期周期性重复步骤a-b；
调整子模块，用于在循环周期的最后一个周期中，保持通入电池的第一气体和第二气体的相对湿度、气体压力和活化温度，调整第一气体的化学计量比和第二气体的化学计量比；
活化子模块，用于在活化电流区间中对电池进行循环放电，以对电池进行活化。
在一可选的实施方式中，电池活化装置100中还可以包括第二参数模块，用于设置以下特征(15)-(18)中的至少一者：
(15)循环周期为100次-140次；
(16)活化电流区间为20A-30A-35A-30A的循环区间；
(17)活化电流区间中每个电流区间中的放电时长为50s-60s；
(18)循环放电循环10次-15次。
在一可选的实施方式中，电池活化装置100中还可以包括判断模块，用于获取电池在循环周期中的电压偏差数据；
判断模块，还用于基于电压偏差数据判断电池的活化程度，包括：判断电压偏差数据是否满足活化条件；若电压偏差数据满足活化条件，则电池的活化程度为活化完成；若电压偏差数据未满足活化条件，则电池的活化程度为未活化完成。
在一可选的实施方式中，电池活化装置100中还可以包括调整模块及/或绘图模块；
调整模块，用于在电池的活化程度为未活化完成时，对循环周期进行调整，得到调整循环周期；基于调整循环周期，重复步骤a-b，对电池进行活化；
绘图模块，用于在电池的活化程度为活化完成时，对活化完成的电池进行测试，得到目标电流值和目标电压值；基于目标电流值和目标电压值绘制电池对应的极化曲线。
由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与前述的电池活化方法的实施例相似，因此本实施例中的电池活化装置100的实施可以参见上述方法的实施例中的描述，重复之处不再赘述。
综上所述，本申请实施例提供了一种电池活化方法及电池活化装置，能够对电池的两极电位进行调整，基于电位差使电池在瞬间放电前后的阴阳极电位变化的状态差下进行瞬间地快速放电，并周期性地循环放电过程，加速电池快速放电时的电化学反应和传质运动速率，有利于电池中催化剂快速反应，能够在短暂、少量的放电情况下快速地活化电池，减少电池的活化时间和活化时电池中燃料的消耗，提高电池的活化效率。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例
一种燃料电池的活化方法，包括如下步骤：
(1)、对电池进行预处理：设置测试所需的温度，阴阳极气体背压，阴阳极相对湿度，阴极通入增湿饱和空气，阳极通入增湿饱和氢气，连接负载，在恒电位模式下使电池放电，控制电池放电的电压，并保持一定时间。
其中，具体的条件如表1：
表1
(2)、对电池的阴极和阳极电位进行调节，以对电池进行周期性地快速放电：截止电流断开负载，设置阳极氢气流量，阴极空气流量。外接恒电位仪，阳极接地，周期性快速调节阴极电位，采用“电位置零-电位偏置-瞬间放电”的操作，周期参数为：电位置零一定时间，电位偏置一定电压并持续一定时间，瞬间恒电流放电一定时间，多个实施例的具体参数如下：
实施例1：
2.1、电位置零2s，电位偏置-0.2V，持续3s，瞬间恒电流放电时长5s，7A；
2.2、电位置零2s，位偏置-0.35V，持续3s，瞬间恒电流放电时长5s，15A；
2.3、电位置零2s，电位偏置-0.45V，持续3s，瞬间恒电流放电时长5s，23A；
实施例2：
2.4、电位置零0.8s，电位偏置-0.1V，持续2.5s，瞬间恒电流放电时长3s，2A；
2.5、电位置零0.8s，电位偏置-0.3V，持续2.5s，瞬间恒电流放电时长3s，8A；
2.6、电位置零0.8s，电位偏置-0.4V，持续2.5s，瞬间恒电流放电时长3s，17A；
实施例3：
2.7、电位置零0.8s，电位偏置-0.1V，持续2.5s，瞬间恒电流放电时长3s，2A；
2.8、电位置零0.8s，电位偏置-0.3V，持续2.5s，瞬间恒电流放电时长3s，8A；
2.9、电位置零0.8s，电位偏置-0.4V，持续2.5s，瞬间恒电流放电时长3s，17A；
以及，与上述2.1-2.3中参数相同的实施例4：2.10-2.12。
循环重复上述周期共140次。
其中，具体条件参见表2：
表2
(3)、对电池进行活化：从最后一个周期的恒电流放电步骤起，使电池(3)、对电池进行活化：从最后一个周期的恒电流放电步骤起，使电池阶跃恒电流放电，调节阴阳极化学计量比为4：1.5，在欧姆区域进行周期方波的恒电流活化。所采用恒电流活化方式为使电池在在活化电流区间为20A-30A-35A-30A之间进行周期性循环放电，其中，实施例1、实施例2、实施例4在各电流区间维持60s，重复15次的周期性循环放电，实施例3在各电流区间维持50s，重复10次的周期性循环放电。
(4)、判断电池的活化程度：根据上述步骤所得到的最后3周期同电流下的电压偏差程度的差值大小以及预设的活化阈值，判断活化程度：若差值平均值小于等于活化阈值10mV，则判断活化完成；若差值平均值大于活化阈值10mV，则判断活化未完成，能够返回步骤(3)，并重复步骤(3)、(4)直至上述电压差值足够小。
(5)、绘制对应的极化曲线：由步骤(4)判断活化完成，开始测试。将电流按测试所需电流/电压间隔及对应恒电流/恒电压计量时间增加电流，直至300mV，记录对应点的电流电压值；再按同样的间隔减少电流，直至OCV，记录对应点的电流电压值，随后根据各点的平均电流-电压值绘制极化曲线。
图7为本申请实施例提供的一种电压偏差对比示意图，请参阅图7，在本申请中提供的实施例1、实施例2、实施例3与现有技术中的常规恒电流活化方法的对比，其中，实施例1、实施例2、实施例3中对电池进行预处理的操作相同，还可以包括与实施例1中参数相同，但电池的阴极采用增湿饱和氧气进行通气的实施例4。
图7中示出了在不同的活化时间下各个实施例与现有技术活化后同电流下电压稳定偏差的大小对比。如图所示，本申请实施例对燃料电池进行活化时，与目前的活化方式相比，能够快速地进行活化，目前传统的恒电流活化方式与本申请中提供的实施例1-4完成活化后的多种情况可以参考表3：
表3
| 方法 | 氢气消耗量以及活化时间 | 同电流下电压的稳定程度 |
| 传统恒电流活化方案 | 12小时内消耗200升-220升 | 8mV-10mV |
| 实施例1 | 3-3.5小时内消耗45升-50升 | 3.5mV-4mV |
| 实施例2 | 2.8-3小时内消耗35升-40升 | 4.5mV-5mV |
| 实施例3 | 2.5-2.7小时内消耗35升-40升 | 6.5mV-7mV |
| 实施例4 | 3.5-4小时内消耗45升-50升 | 3mV-3.5mV |
本申请提供的实施例可以保持较小的稳定电压，还能够有效地减小15-35％的燃料消耗，减小电压负载消耗。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池活化方法，其特征在于，包括：
a、对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值；
b、基于所述阴极电位值和所述阳极电位值形成的电位差，对所述电池进行快速放电，其中，所述快速放电的持续时长为第一时长；以及
基于预设的循环周期，重复步骤a-b，对所述电池进行活化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值之前，所述方法还包括：
在所述电池的阴极通入第一气体，在所述电池的阳极通入第二气体；
接通所述电池的负载电压，以使所述电池在恒电位模式下进行放电。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值，包括：
保持所述阴极中所述第一气体和所述阳极中所述第二气体的通入；
切断所述电池的所述负载电压；
连接所述电池与恒电位仪，以保持所述电池的恒电位；
对所述电池的阳极进行接地处理，得到所述阳极电位值；以及
将所述电池的阴极的电位置零后进行电位偏置，得到所述阴极电位值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述阴极电位值和所述阳极电位值形成的电位差，对所述电池进行快速放电，包括：
接通所述电池的所述负载电压；
断开所述电池连接的所述恒电位仪；
基于所述阳极电位值与所述阴极电位值形成的瞬间的电位差，对所述电池进行持续第一时长的瞬间恒电流的快速放电。
5.根据权利要求2～4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下特征(1)～(14)中的至少一者：
(1)所述第一气体的化学计量比为2-4；
(2)所述第二气体的化学计量比为1.2-2；
(3)所述第一气体和所述第二气体的相对湿度各自独立地为30％-100％；
(4)所述第一气体和所述第二气体的气体压力各自独立地为70kPa-200kPa；
(5)所述第一气体的流量为0.97L/min-1.07L/min；
(6)所述第二气体的流量为0.17L/min-0.25L/min；
(7)所述电池的活化温度为65℃-80℃；
(8)所述恒电位模式的恒电压范围为0.580V-0.700V；
(9)所述电池在所述恒电位模式下进行放电的持续时长为1800s-2000s；
(10)所述电位置零的时间为0.8s-2s；
(11)所述电位偏置的电压范围为-0.1V—-0.45V；
(12)所述电位偏置的时间为2.5s-3s；
(13)所述第一时长为3s-5s；
(14)所述瞬间恒电流的电流范围为2A-23A。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于预设的循环周期，重复步骤a-b，对所述电池进行活化，包括：
根据预设的循环周期，周期性重复步骤a-b；
在所述循环周期的最后一个周期中，保持通入所述电池的所述第一气体和所述第二气体的所述相对湿度、所述气体压力和所述活化温度，调整所述第一气体的化学计量比和所述第二气体的化学计量比；
在活化电流区间中对所述电池进行循环放电，以对所述电池进行活化。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下特征(15)-(18)中的至少一者：
(15)所述循环周期为100次-140次；
(16)所述活化电流区间为20A-30A-35A-30A的循环区间；
(17)所述活化电流区间中每个电流区间中的放电时长为50s-60s；
(18)所述循环放电循环10次-15次。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电池进行活化之后，所述方法还包括：
获取所述电池在所述循环周期中的电压偏差数据；以及
基于所述电压偏差数据判断所述电池的活化程度，包括：
判断所述电压偏差数据是否满足活化条件；
若所述电压偏差数据满足所述活化条件，则所述电池的活化程度为活化完成；
若所述电压偏差数据未满足所述活化条件，则所述电池的活化程度为未活化完成。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述电压偏差数据判断所述电池的活化程度之后，所述方法还包括：
在所述电池的活化程度为未活化完成时，对所述循环周期进行调整，得到调整循环周期；基于所述调整循环周期，重复步骤a-b，对所述电池进行活化；及/或
在电池的活化程度为活化完成时，对活化完成的所述电池进行测试，得到目标电流值和目标电压值；基于所述目标电流值和目标电压值绘制所述电池对应的极化曲线。
10.一种电池活化装置，其特征在于，所述装置包括：
电位调节模块，用于对电池的阴极和阳极的电位进行调节，得到阴极电位值和阳极电位值；
放电模块，用于基于所述阴极电位值和所述阳极电位值形成的电位差，对所述电池进行快速放电，其中，所述快速放电的持续时长为第一时长；以及
循环模块，用于基于预设的循环周期，重复所述电位调节模块与所述放电模块中的步骤，对所述电池进行活化。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101132068A (zh) * | 2006-08-25 | 2008-02-27 | 比亚迪股份有限公司 | 燃料电池膜电极的活化方法 |
| CN101682062A (zh) * | 2007-06-14 | 2010-03-24 | 佳能株式会社 | 燃料电池系统和燃料电池的活化方法 |
| JP2011125840A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | アミド含有３級アミン化合物及びそれを用いた白金族金属分離回収 |
| JP2013038032A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-21 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池の活性化方法 |
| CN109119658A (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池的活化方法和活化装置 |
| JP2019175816A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池の活性化方法 |
| CN110690482A (zh) * | 2019-09-20 | 2020-01-14 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种质子交换膜燃料电池的活化方法 |
| CN112928309A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-08 | 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司 | 一种商业化大面积燃料电池电堆的活化方法 |
| CN113097538A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-09 | 金华氢途科技有限公司 | 一种燃料电池快速活化方法 |
| CN113228360A (zh) * | 2018-12-26 | 2021-08-06 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池的活性化方法和活性化装置 |
-
2021
- 2021-12-27 CN CN202111619343.2A patent/CN114284529B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101132068A (zh) * | 2006-08-25 | 2008-02-27 | 比亚迪股份有限公司 | 燃料电池膜电极的活化方法 |
| CN101682062A (zh) * | 2007-06-14 | 2010-03-24 | 佳能株式会社 | 燃料电池系统和燃料电池的活化方法 |
| JP2011125840A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | アミド含有３級アミン化合物及びそれを用いた白金族金属分離回収 |
| JP2013038032A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-21 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池の活性化方法 |
| CN109119658A (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池的活化方法和活化装置 |
| JP2019175816A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池の活性化方法 |
| CN113228360A (zh) * | 2018-12-26 | 2021-08-06 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池的活性化方法和活性化装置 |
| CN110690482A (zh) * | 2019-09-20 | 2020-01-14 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种质子交换膜燃料电池的活化方法 |
| CN112928309A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-08 | 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司 | 一种商业化大面积燃料电池电堆的活化方法 |
| CN113097538A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-09 | 金华氢途科技有限公司 | 一种燃料电池快速活化方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| S. B. BEALE ETAL: "" Stability Issues of Fuel Cell Models in the Activation and Concentration Regimes"", 《JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL ENERGY CONVERSION AND STORAGE》, vol. 15, no. 4, pages 1 - 8 * |
| 徐磊等: ""基于电化学阻抗法的质子交换膜燃料电池 "三步活化法"机理研究"", 《能源研究与信息》, vol. 37, no. 3, pages 134 - 140 * |
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