CN215005526U - 一种夹块组件及燃料电池单片测试夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种夹块组件及燃料电池单片测试夹具，属于氢燃料电池领域，所述夹块组件包括依次顺序设置且相互贴合的端板、第一绝缘片、电极板和碳板，所述碳板背离所述电极板的一侧设有流道，所述碳板上间隔设有多个贯穿其两侧且由铂丝构成的参比电极，且多个所述参比电极的一端伸入到所述流道内，其另一端依次穿过所述电极板、第一绝缘片和端板并穿出至所述端板外，且在所述参比电极位于所述碳板内的一端的侧壁上设有一层nafion膜层，所述参比电极侧壁的其余部位设有绝缘层套，所述电极板构成工作电极。如此使得参比电极使用寿命长，且稳定性佳。

Description

一种夹块组件及燃料电池单片测试夹具

技术领域

本实用新型属于燃料电池领域，具体涉及一种夹块组件及燃料电池单片测试夹具。

背景技术

氢能源燃料电池发电机的核心是氢能源电堆，氢能源电堆的核心是电堆中的电化学反应部分——质子交换膜反应层，质子交换膜反应层在氢氧的电化学转化中电能的转化率直接影响整个电堆系统有效功率的高低。市场上多采用燃料电池的单片测试夹具来测试质子交换膜的电化学活性，现有技术的缺陷和不足：1、原设计带参比电极的单电池夹具存在重装过后铂丝探针可能与碳板接触导致测试数据存在误差。2、原设计探针的分布不够全面，取得的测试数据样本较少。3、探针与膜电极的接触程度无法调整。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于对氢燃料电池进行测试且带有参比电极的夹块组件，同时测试稳定性佳。

本实用新型实现上述目的的技术方案如下：一种夹块组件，包括依次顺序设置且相互贴合的端板、第一绝缘片、电极板和碳板，所述碳板背离所述电极板的一侧设有流道，所述碳板上间隔设有多个贯穿其两侧且由铂丝构成的参比电极，且多个所述参比电极的一端伸入到所述流道内，其另一端依次穿过所述电极板、第一绝缘片和端板并穿出至所述端板外，且在所述参比电极位于所述碳板内的一端的侧壁上设有一层nafion膜层，所述参比电极侧壁的其余部位设有绝缘层套，所述电极板构成工作电极。

其中，优选的，所述碳板上设有多个贯穿其两侧的沉孔，多个所述沉孔与多个所述参比电极一一对应，所述端板上设有一个贯穿其两侧的螺孔，且多个所述螺孔与多个所述沉孔一一对应且相互对齐，所述第一绝缘片和电极板上对应每个所述螺孔的位置处均设有相互对齐的通孔以将所述螺孔与沉孔相互贯通，所述参比电极绝缘层套上靠近所述nafion膜层的一端增厚形成绝缘柱，所述参比电极位于所述沉孔的细端内的区域的侧壁上设有所述nafion膜层，每个所述沉孔的粗端的底部处设有一个密封圈，每个所述螺孔处分别螺纹安装有一个空心螺栓，所述参比电极穿过所述空心螺栓的内孔，且所述空心螺栓的螺纹端朝向所述碳板并穿过所述通孔伸入到所述沉孔的粗端内，以挤压所述绝缘柱和密封圈将所述沉孔封堵。

其中，优选的，所述端板背离所述碳板的一侧的中部设有凹槽，且多个所述螺孔均位于所述凹槽的槽底壁上。

其中，优选的，还包括第二绝缘片，所述第二绝缘片贴置于所述端板背离所述碳板的一侧，并将所述凹槽的槽口封堵。

其中，优选的，所述第二绝缘片的中部对应所述凹槽的槽口处设有贯穿其的引线孔，多个所述参比电极远离所述碳板的一端经所述引线孔引出。

本实用新型的另一个目的在于提供一种测试稳定性佳的燃料电池单片测试夹具。

本实用新型实现上述目的的技术方案如下：一种燃料电池单片测试夹具，包括两个如上所述的夹块组件，两个所述夹块组件通过连接件连接，且两个所述碳板设有流道的一侧相互贴合，两个所述流道共同围合形成安装腔，所述安装腔内用以装纳氢能源电堆反应层，每个所述参比电极位于所述流道内的一端端部均与所述氢能源电堆反应层接触并电连接。

本实用新型所提供的带参比电极的燃料电池单片测试夹具在同一次测试中既能采集到传统的功率数据，还能够采集到电堆反应中心的数据，如此可通过两组数据对燃料电池的性能进行全面的分析，且参比电极上的nafion膜(可通过离子态氢核不通过电子)使得参比电极与碳板之间的绝缘性更佳(且耐用寿命更长)，同时可完全避免参比电极在多次拆装后可能与碳板接触造成的数据误差。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述夹块组件的结构图；

图2为参比电极的结构图；

图3为本实用新型实施例所述燃料电池单片测试夹具的结构图。

图中：100夹块组件、110端板、111螺孔、112凹槽、120第一绝缘片、130电极板、140碳板、141沉孔、142流道、143进气接口、144出气接口、150第二绝缘片、151引线孔、160参比电极、161绝缘层套、162绝缘柱、163nafion膜层、164铂丝、170空心螺栓、180密封圈、200氢能源电堆反应层、310螺栓、320螺母。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”、“电连接”等，应做广义理解，例如“电连接”，可以是导电材料之间的固定连接也可以导电材料之间的接触。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例提供了一种夹块组件，包括依次顺序设置且相互贴合的端板、第一绝缘片、电极板和碳板，所述碳板背离所述电极板的一侧设有流道，所述碳板上间隔设有多个贯穿其两侧且由铂丝构成的参比电极，且多个所述参比电极的一端伸入到所述流道内，其另一端依次穿过所述电极板、第一绝缘片和端板并穿出至所述端板外，且在所述参比电极位于所述碳板内的一端的侧壁上设有一层nafion膜层，所述参比电极侧壁的其余部位设有绝缘层套(其中参比电极的芯材为铂丝164，参比电极的两端端部均为铂丝裸露在外以便于导电)，所述电极板构成工作电极。

其中，优选的，所述碳板上设有多个贯穿其两侧的沉孔，多个所述沉孔与多个所述参比电极一一对应，所述端板上设有一个贯穿其两侧的螺孔，且多个所述螺孔与多个所述沉孔一一对应且相互对齐，所述第一绝缘片和电极板上对应每个所述螺孔的位置处均设有相互对齐的通孔以将所述螺孔与沉孔相互贯通，所述参比电极绝缘层套上靠近所述nafion膜层的一端增厚形成绝缘柱，所述参比电极位于所述沉孔的细端内的区域的侧壁上设有所述nafion膜层，每个所述沉孔的粗端的底部处设有一个密封圈，每个所述螺孔处分别螺纹安装有一个空心螺栓，所述参比电极穿过所述空心螺栓的内孔，且所述空心螺栓的螺纹端朝向所述碳板并穿过所述通孔伸入到所述沉孔的粗端内，以挤压所述绝缘柱和密封圈将所述沉孔封堵。

参比电极的结构具体为铂丝中部设有绝缘柱(优选的沉孔的截面为圆形，而绝缘柱也为圆柱，且绝缘柱的直径略小于沉孔的粗端的孔径，如此可将绝缘柱放入到沉孔的粗端内，而密封圈的内孔径大于沉孔的细端的孔径，但绝缘柱的直径大于密封圈的内孔径，以使得空心螺栓拧紧时，其螺纹端伸入到沉孔的粗端内并挤压绝缘柱，使得绝缘柱将密封圈(橡胶密封圈)压紧，以实现对沉孔的封堵)，而铂丝位于绝缘柱的两端的部分分别由绝缘层套和nafion膜层进行绝缘处理，其中绝缘柱与绝缘层的材质一致，其中绝缘层套和绝缘柱均为聚乙烯的绝缘材料，由于nafion膜层的绝缘性能佳，其具有耐热、耐腐蚀、强度大的特点，且使用寿命长。

其中，优选的，所述端板背离所述碳板的一侧的中部设有凹槽，且多个所述螺孔均位于所述凹槽的槽底壁上。

其中，优选的，还包括第二绝缘片，所述第二绝缘片贴置于所述端板背离所述碳板的一侧，并将所述凹槽的槽口封堵。

其中，优选的，所述第二绝缘片的中部对应所述凹槽的槽口处设有贯穿其的引线孔，多个所述参比电极远离所述碳板的一端经所述引线孔引出。其中，所述碳板的侧壁上还具有与其流道连通的进气接口和出气接口。

优选的，多个所述参比电极沿碳板长度方向间隔设置，进一步优选的，所述参比电极的个数介于10-20个。

如图3所示，本实用新型的另一个实施例提供了一种燃料电池单片测试夹具，包括两个如上所述的夹块组件，两个所述夹块组件通过连接件连接，且两个所述碳板设有流道的一侧相互贴合，两个所述流道共同围合形成安装腔，所述安装腔内用以装纳氢能源电堆反应层，每个所述参比电极位于所述流道内的一端端部均与所述氢能源电堆反应层接触并电连接，其中，一个进气接口可用于通入氢气，而另一个进气接口可用以通入空气，两个出气接口可用以排除尾气。其中，所述连接件包括多根螺栓和多个与所述螺栓一一对应的螺母，多根所述螺栓的螺纹端贯穿两个第二绝缘片、两个所述端板、两个第一绝缘片、两个电极板和两个碳板的边缘处，每个所述螺栓的螺纹端紧固一个所述螺母。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (6)

1.一种夹块组件，其特征在于，包括依次顺序设置且相互贴合的端板、第一绝缘片、电极板和碳板，所述碳板背离所述电极板的一侧设有流道，所述碳板上间隔设有多个贯穿其两侧且由铂丝构成的参比电极，且多个所述参比电极的一端伸入到所述流道内，其另一端依次穿过所述电极板、第一绝缘片和端板并穿出至所述端板外，且在所述参比电极位于所述碳板内的一端的侧壁上设有一层nafion膜层，所述参比电极侧壁的其余部位设有绝缘层套，所述电极板构成工作电极。

2.如权利要求1所述的夹块组件，其特征在于，所述碳板上设有多个贯穿其两侧的沉孔，多个所述沉孔与多个所述参比电极一一对应，所述端板上设有一个贯穿其两侧的螺孔，且多个所述螺孔与多个所述沉孔一一对应且相互对齐，所述第一绝缘片和电极板上对应每个所述螺孔的位置处均设有相互对齐的通孔以将所述螺孔与沉孔相互贯通，所述参比电极绝缘层套上靠近所述nafion膜层的一端增厚形成绝缘柱，所述参比电极位于所述沉孔的细端内的区域的侧壁上设有所述nafion膜层，每个所述沉孔的粗端的底部处设有一个密封圈，每个所述螺孔处分别螺纹安装有一个空心螺栓，所述参比电极穿过所述空心螺栓的内孔，且所述空心螺栓的螺纹端朝向所述碳板并穿过所述通孔伸入到所述沉孔的粗端内，以挤压所述绝缘柱和密封圈将所述沉孔封堵。

3.如权利要求2所述的夹块组件，其特征在于，所述端板背离所述碳板的一侧的中部设有凹槽，且多个所述螺孔均位于所述凹槽的槽底壁上。

4.如权利要求3所述的夹块组件，其特征在于，还包括第二绝缘片，所述第二绝缘片贴置于所述端板背离所述碳板的一侧，并将所述凹槽的槽口封堵。

5.如权利要求4所述的夹块组件，其特征在于，所述第二绝缘片的中部对应所述凹槽的槽口处设有贯穿其的引线孔，多个所述参比电极远离所述碳板的一端经所述引线孔引出。

6.一种燃料电池单片测试夹具，其特征在于，包括两个如权利要求1-5任一项所述的夹块组件，两个所述夹块组件通过连接件连接，且两个所述碳板设有流道的一侧相互贴合，两个所述流道共同围合形成安装腔，所述安装腔内用以装纳氢能源电堆反应层，每个所述参比电极位于所述流道内的一端端部均与所述氢能源电堆反应层接触并电连接。

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