[发明专利]一种一体化可再生燃料电池组可靠性检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一体化可再生燃料电池组可靠性的检测方法。

背景技术

可再生燃料电池(RFC)是将燃料电池(FC)与电解池(WE)相结合的一种储能装置.FC运行时，氢、氧反应产生电能的同时生成水；WE运行时，利用电能电解水，将产生的氢、氧储存起来作为燃料电池的燃料以实现循环运行及储能目的。RFC的比能量可大于400Wh/kg，是目前高能二次电池的几倍，而且使用过程中无自放电、无放电深度和电池容量等限制.作为储能物质的水可循环使用，反应物与产物仅在氢、氧和水间转换，是一种新型高效环保的储能系统.RFC不仅可用于空间电源系统，而且可作为储能系统协助电网削峰填谷！、与可再生能源联合使用以调节其发电稳定性或建立分布式局部电网为高耗能企业或偏远区域近距离直接供电，具有非常广阔的应用前景。一体式可再生燃料电池(URFC)的FC和WE功能由同一组件完成，可最大限度提高系统的比能量和比功率，是RFC发展的必然趋势。

由于URFC采用H₂和O₂作为反应气体，该类电池的安全性就显得尤为重要。目前影响URFC发展的大部分技术难题都与电池组可靠性较低有关，其中包括密封元件密封性不足、膜电极内部串气、膜电极性能不均匀等。

同其他类型的燃料电池类似，URFC用膜电极(Membrane Electrode Assembly，MEA)也是URFC的核心部件，它具有燃料电池和水电解的双重功能。其性能和可靠性直接影响URFC的效率和应用的可行性。因此，在URFC中，膜电极必须首先具备极低漏气量才能组装电池组，同时又必须具备高而可靠的性能才能使组装的URFC具有实用化的潜能。

目前，URFC用膜电极的性能检测通常采用组装单电池、并在与电池组相同的工况下运行来获得评价数据，该方法也是燃料电池领域的惯用方法。该方法比较繁琐，并且效率较低。有关燃料电池组内膜电极检漏方法的公开专利也较少，并且大部分集中于检漏装置的开发，如CN200810300300.6公开了一种燃料电池膜电极的检漏装置，该装置能够比较快速又准确地对膜电极进行漏量测定，并且判断膜电极的漏气位置；徐洪峰等在CN201083802Y中公开了一种膜电极短路检测装置，检测的结果可以直接从电阻表上读数，并且检测过程不会对膜电极造成损伤；上海神力科技有限公司在其CN2757109Y的实用新型专利中提出了一种燃料电池膜电极的真空检漏装置，能准确地对膜电极进行真空检漏，但需要营造真空环境，检测成本较高。此外，由于燃料电池膜电极的特殊性，市售的检漏装置并不适用。

综上所述，在目前公开的专利中，均是针对单片燃料电池膜电极的检漏装置，而对于URFC膜电极检测、尤其是如何判断组装在URFC电池组内部膜电极的可靠性并未涉及。

在由多片膜电极组装的URFC电池组内部，对每一片膜电极进行漏量检测是不现实的。原因有如下三个方面：(1)在电堆内部，单片膜电极承受的组装力与单电池内有所不同，因此，采用单电池检漏法并不能真实地模拟膜电极在电堆内部的状态，从而导致检测的结果的可信度存在争议；(2)单电池试漏方法中，通常采用常温检测法，该方法与燃料电池电堆的实际运行状态并不一致。常温下漏量很小的膜电极有可能在加温、加湿条件下由于溶胀等原因而出现较大漏量。因此，单电池检测法获得的漏量信息并不全面；(3)对每一片膜电极检测费时费力，对一个由数百节单电池组成的电池组而言，单节漏量检测法显然效率过低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化可再生燃料电池组可靠性的检测方法，确保URFC电池组安全可靠运行。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种一体化可再生燃料电池组可靠性检测方法，由如下6个步骤构成：

步骤1密封元件有效性检测，

步骤2内漏检测，

步骤3总串气量检测，

步骤4开路电压检测，

步骤5电池组性能检测，

步骤6吹扫处理后开路电压再检。

本检测方法中上述6个检测步骤依次进行，不能更改检测顺序。