CN218905041U - 一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，该夹具包括相互匹配的长柄盖板(1)和底板(2)；长柄盖板(1)中心处设有用于腐蚀液流入的通孔(11)，长柄盖板(1)靠近底板(2)一侧的通孔(11)周围设有第一凹槽(12)，第一凹槽(12)的内径为双极板测量面积；底板(2)中心处设有用于支撑双极板(4)的支撑件(3)。与现有技术相比，本实用新型可以准确控制双极板的有效测试面积，保证了测试结果的准确性；同时，夹具在操作上方便快捷，可省去极板的预处理时间，大幅度提高测试效率。

Description

一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具

技术领域

本实用新型涉及燃料电池测试技术领域，具体涉及一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具。

背景技术

质子交换膜燃料电池电堆主要由双极板和膜电极等部件组成，双极板作为燃料电池的关键部件之一，占据了电堆很大一部分的质量和成本。目前常用的双极板主要有石墨双极板和金属双极板这两大类。由于燃料电池堆内部是一个高温含氧及pH为酸性的环境，长期使用过程中，双极板面临严峻的腐蚀问题。因此，双极板的耐腐蚀性能是其性能表征的一个重要参数。

目前，双极板耐腐蚀性能的测试采用三电极体系，在酸性含F-的高温环境中，外加动电位或恒电位测试其腐蚀电流，腐蚀电流的大小反映了双极板腐蚀速率的快慢。在三电极体系中，对于工作电极即双极板的传统处理方式是采用环氧树脂或者硅胶对非测试部位进行绝缘密封，并裸露一定的面积用于测试。但是手动涂敷密封胶不易控制其有效面积，机器涂敷成本较高，且密封胶涂敷之后一般需要高温固化，固化后双极板的有效测试面积会发生变化。因此，使用涂密封胶的方式进行密封，不仅效率低下而且双极板的有效测试面积易出现偏差，最终导致测试结果不准确。因此，寻找一种快速方便的双极板处理方式，既能保证双极板的测试条件，又能保证双极板的有效测试面积，是非常重要的。

公开号为CN216847410U的实用新型专利，提供了一种金属双极板耐腐蚀性的测试装置，该装置解决了带有流道结构的双极板与溶液体系间的密封问题，排除了由密封方式引起的测试结果偏差。但是该装置结构复杂、制作困难、成本较高，且仅适用于金属双极板，不适用于易脆裂的石墨双极板。

公开号为CN111198154A的发明专利，提供了一种燃料电池金属双极板连续腐蚀可视化测试装置，包括腐蚀池、电化学工作站、上位机和光学照相显微镜，腐蚀池设有透明观察窗，通过光学照相显微镜镜头对准透明观察窗进行拍照，该装置能获取不同腐蚀阶段的电化学数据以及金属双极板形貌和金相组织照片，能实时可视化测试。但该装置中双极板以电极夹的形式密封于装置内，金属双极板和金属铂之间使用螺钉进行紧固，这样在测试过程中除了电解液的腐蚀外，还会存在缝隙腐蚀和电偶腐蚀，使测试结果出现偏差。且电极夹整体置于电解液中极易损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具。该夹具可以准确控制双极板的有效测试面积，保证了测试结果的准确性；同时，夹具在操作上方便快捷，可省去极板的预处理时间，大幅度提高测试效率。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，该夹具包括相互匹配的长柄盖板和底板；所述的长柄盖板中心处设有用于腐蚀液流入的通孔，长柄盖板靠近底板一侧的通孔周围设有第一凹槽，第一凹槽的内径为双极板测量面积；所述的底板中心处设有用于支撑双极板的支撑件。具体地，第一凹槽为环形凹槽，槽中放置O型密封圈，第一凹槽内径为1.13cm，即双极板的测量面积为1cm²。

进一步地，所述的底板中心位置处设有第二凹槽，第二凹槽中心处设有未穿通底板的小孔，小孔中心处设有与外部连通的细孔。第二凹槽为正方形凹槽，可以用来放置同等厚度的双极板。

进一步地，所述的支撑件为弹簧，弹簧位于小孔内。

进一步地，所述的弹簧上连接有导线，导线通过细孔穿出。具体地，弹簧靠近细孔那端连接有导线，且导线与弹簧通过焊锡进行焊接，导线穿过细孔后，用环氧树脂进行密封，以确保测试时腐蚀溶液不会进入夹具内部。导线另一端与电化学工作站的工作电极相连，弹簧另一端与双极板样品相连。

进一步地，所述的第二凹槽外侧设有用于放置密封圈的第三凹槽。具体地，第三凹槽为环形凹槽，凹槽中放置有O型密封圈。

进一步地，所述的长柄盖板设有6个盖板螺孔，底板上设有数量相同、位置与长柄盖板相对的底板螺孔。具体地，将双极板放置在具有不锈钢压缩弹簧的底板凹槽内，使用盖板压紧，并使用六角螺栓和螺母通过盖板和底板上对应的螺孔锁紧。然后将装有极板的夹具置于腐蚀池内作为工作电极，与参比电极和辅助电极形成三电极体系结构，即可进行极板的腐蚀性能测试。

进一步地，长柄盖板和底板的材质均为聚四氟乙烯。

进一步地，密封圈材质为耐腐蚀硅胶。

进一步地，所述弹簧的材质为不锈钢。

进一步地，所述的细孔与外界连通的出口位于底板的侧边。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型设计的夹具可以准确控制双极板的有效测试面积，保证测试结果的准确性；

(2)本实用新型设计的夹具操作方便快捷，可省去极板的预处理时间，大幅度提高测试效率；

(3)本实用新型设计的夹具避免了使用电极夹产生的缝隙腐蚀和电偶腐蚀，以及电极夹的损坏；

(4)本实用新型设计的夹具简单、易于加工、成本较低。

附图说明

图1为一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具的结构示意图；

图2为长柄盖板的俯视图；

图3为盖板的正视图；

图4为底板的俯视图；

图5为底板的正视图；

图中标号所示：1-长柄盖板；11-通孔；12-第一凹槽；13-盖板螺孔；2-底板；21-第二凹槽；22-细孔；23-第三凹槽；24-底板螺孔；25-小孔；3-支撑件；4-双极板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，该夹具包括相互匹配的长柄盖板1和底板2；长柄盖板1中心处设有用于腐蚀液流入的通孔11，长柄盖板1靠近底板2一侧的通孔11周围设有第一凹槽12，第一凹槽12的内径为双极板4测量面积；底板2中心处设有用于支撑双极板4的支撑件3。

底板2中心位置处设有第二凹槽21，第二凹槽中心处设有未穿通底板的小孔25，小孔25中心处设有与外部连通的细孔22。支撑件3为弹簧，弹簧位于小孔25内。弹簧上连接有导线，导线通过细孔22穿出。第二凹槽21外侧设有用于放置密封圈的第三凹槽23。长柄盖板1设有6个盖板螺孔13，底板2上设有数量相同、位置与长柄盖板1相对的底板螺孔24。长柄盖板1和底板2的材质均为聚四氟乙烯。密封圈材质为耐腐蚀硅胶。弹簧的材质为不锈钢。细孔22与外界连通的出口位于底板2的侧边。

具体操作过程如下：

首先，在长柄盖板1的第一凹槽12中放置相应的O型圈，该O型圈的内径面积与第一凹槽12的内径相等，此时，双极板的测量面积为1cm²，底板2的第三凹槽中放置相应的O型圈，然后将双极板4放置于底板2的支撑件3上，使用长柄盖板1有O型圈的一侧将双极板4和支撑件3压入底板2的方形凹槽内，方形凹槽的厚度与双极板4的厚度相等。之后，压紧长柄盖板1和底板2，将六角螺栓插入盖板螺孔13和底板螺孔24内，拧上六角螺母锁紧。

然后，将装有双极板4的夹具置于腐蚀池内作为工作电极，与参比电极和辅助电极形成三电极体系结构，分别与电化学工作站的电极导线连接，即可进行极板的腐蚀性能测试。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，该夹具包括相互匹配的长柄盖板(1)和底板(2)；

所述的长柄盖板(1)中心处设有用于腐蚀液流入的通孔(11)，长柄盖板(1)靠近底板(2)一侧的通孔(11)周围设有第一凹槽(12)，第一凹槽(12)的内径为双极板(4)测量面积；

所述的底板(2)中心处设有用于支撑双极板(4)的支撑件(3)。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，所述的底板(2)中心位置处还设有第二凹槽(21)，第二凹槽中心处设有未穿通底板的小孔(25)，小孔(25)中心处设有与外部连通的细孔(22)。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，所述的支撑件(3)为弹簧，弹簧位于小孔(25)内。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，所述的弹簧上连接有导线，导线通过细孔(22)穿出。

5.根据权利要求2所述的一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，所述的第二凹槽(21)外侧设有用于放置密封圈的第三凹槽(23)。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，所述的长柄盖板(1)设有6个盖板螺孔(13)，底板(2)上设有数量相同、位置与长柄盖板(1)相对的底板螺孔(24)。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，长柄盖板(1)和底板(2)的材质均为聚四氟乙烯。

8.根据权利要求5所述的一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，密封圈材质为耐腐蚀硅胶。

9.根据权利要求4所述的一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，所述弹簧的材质为不锈钢。

10.根据权利要求2所述的一种燃料电池双极板耐腐蚀性能测试夹具，其特征在于，所述的细孔(22)与外界连通的出口位于底板(2)的侧边。

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