[发明专利]一种膜电极厚度检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种膜电极厚度检测装置及检测方法，该装置包括样品台，位于样品台相对的两个方向上分别设有激光器，相对的激光器向膜电极的两个表面发射激光；样品台活动设置于运动导轨上，运动导轨由控制系统控制。该方法为：将样品台固定在运动导轨之上，运动导轨由控制系统确定运动轨迹，一组激光器发射的激光相对；经过数据收集系统和处理系统，可以得到膜电极的平均厚度。本发明将激光测距技术引入膜电极生产线中，与常规的单侧激光测距不同，本发明双侧激光测距可以实现对膜电极表面全覆盖式的取点检测，确保膜电极生产过程中厚度检测的准确性；检测精度可达到0.1μm；不会对膜电极结构造成破坏，可运用于实际膜电极工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种电极组件厚度检测装置及检测方法，尤其涉及一种膜电极厚度检测装置及检测方法。

背景技术

燃料电池是一种能量转换装置，通过电化学反应过程将氢气和氧气分别氧化和还原，释放出电能，并生产副产物水。燃料电池主要由阴阳极和电解质隔膜三部分组成，其中电池阳极发生氧化反应；电池阴极发生还原反应，阴极和阳极共同作用使燃料电池发生完整的电化学反应。燃料电池内部结构由几十至上百节的膜电极和双极板依次串联而成，其中膜电极是燃料电池的核心部件，是电池内部电化学反应发生的场所，其由离子交换膜、催化层、气体扩散层组成。其中根据催化层制备工艺的不同，膜电极结构又包括了第一代的气体扩散电极、第二代的CCM型电极、和第三代的薄层有序结构电极等，目前最为广泛应用的仍然是第二代CCM型膜电极。随着燃料电池技术的快速发展，膜电极的制备过程也从实验室的小型单片制备过程，发展到专业生产线的连续制备过程，为了保证批量化制备膜电极的一致性，对膜电极制备过程的质量监控也提出了更高的要求。

氢燃料汽车行业的兴起，带动了下游燃料电池行业广大的发展前景，组成燃料电池中的核心部件膜电极随之需求也剧增，然而关于燃料电池膜电极的厚度高精度测量目前遇到了瓶颈，主要存在以下两点：1、测量精度和稳定性不高(膜电极膜厚度薄，材质软易变形)：(1)标准的传感器测量力大，量程大，测量时造成膜电极的弹性变形；(2)传感器测量头的提升装置速度不易控制，测量速度不恒定造成弹性变形不稳定；(3)测量夹持机构不牢固；(4)薄膜放置在测量台上不平整，易折皱；2、行业内没有专门针对燃料电池膜电极厚度测量的专业设备，大多数是利用市场上现有的测量检具，组装或者简易在连接在一起进行测量(多数使用的是将传感器固定标准测量座上测量)，稳定性和精准度都难以保证。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种不易造成膜电极弹性变形、稳定性和精确高的膜电极厚度检测装置；

本发明的第二个目的是提供利用上述膜电极厚度检测装置的检测方法。

技术方案：本发明所述的膜电极厚度检测装置，包括用于放置膜电极的样品台，位于所述样品台相对的两个方向上分别设有激光器，相对的激光器向膜电极的两个表面发射激光；所述样品台活动设置于运动导轨上随运动导轨而运动，所述运动导轨由控制系统控制。

其中，所述样品台相对的两个方向上的一组激光器处于同一竖直线上，使激光器发射的激光相对。

其中，所述运动导轨包括带动样品台沿X方向、Y方向移动的X向导轨、Y向导轨。

利用上述膜电极厚度检测装置的检测方法，包括以下步骤：

(1)将膜电极固定于样品台上；

(2)控制系统复位样品台位置，使样品台处于初始点；

(3)启动测试：控制系统控制运动导轨带动样品台运动，位于样品台相对的两个方向上的激光器开启，信息处理系统采集激光信息；

(4)测试结束后，从信息处理系统可以得知膜电极的各个取点处厚度情况。

其中，步骤(3)中，通过控制系统设置样品取点个数、样品取点距离、轨道移动距离。