[发明专利]用于燃料电池金属双极板的密封性检测方法和检测治具

说明书

本发明提供一种用于燃料电池金属双极板的密封性检测方法，包括步骤：以设定的检测压紧力将金属双极板紧固和密封于检测治具的第一板体和第二板体之间；选择性地向所述金属双极板的阴极流场、阳极流场或冷却液流场通入气体至设定的检测压力；停止供气并维持设定的检测时间；和根据相应流场内的气压值变化判断相应流场是否存在泄漏。

技术领域

发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池金属双极板的密封性检测方法和检测治具。

背景技术

燃料电池是一种将燃料(氢气)和氧化剂(氧气)中的化学能通过电化学反应转化成电能的发电装置。由于其不受“卡诺循环”的限制，因此能量转换效率要显著高出普通热机。除此之外，燃料电池还具有无污染、噪声低、可靠性高等优点，在汽车、航天以及固定、便携式发电设备等领域具有十分广阔的市场前景。

燃料电池电堆由若干单电池堆叠而成，其中该单电池包括阴极板、阳极板和密封于该阴、阳极板之间的膜电极组件。在一些常见的燃料电池电堆的装配方法中，阴极板和阳极板优先组成双极板，之后再以相邻双极板之间夹设膜电极组件的方式形成单电池堆叠结构。双极板通常是由阴、阳极板通过粘接或焊接的方式固定在一块而形成，其提供了三个不同介质的流场，分别为阳极流场(燃料流场)、阴极流场(氧化剂流场)和冷却液流场，其中冷却液流场形成在该双极板的阴、阳极板之间，其密封性由粘接或焊接的可靠性决定。该双极板的三个流场的密封性直接影响装配后的燃料电池的性能，因此，在装配燃料电池电堆之前，检测双极板各个流场的密封性能是十分必要的。目前主要的检漏方法有保压测试和气体收集检测两种，但是现有的检测方法一次只能检测单一流场的密封性，检测多个流场需要多次变换检测装置和管路的连通方式和连通结构，费时费力。

此外，对于金属双极板来说，其阴、阳极板均由厚度为0.05mm-0.2mm的金属薄板冲压而成，以分别形成三个流场中特定的流道构造。因此，在进行密封性检测时如何做到快速对三个流场进行检测的同时还能确保金属双极板(尤其是金属双极板的流场区域)不会被保压检测时的高压气体和检测治具所损伤，是密封性检测方法和检测治具在设计过程中的核心目标。

发明内容

本发明的主要优势在于提供一种用于燃料电池金属双极板的密封性检测方法，其利用同一检测系统和检测治具分别对金属双极板的阳极流场(燃料流场)、阴极流场(氧化剂流场)和冷却液流场进行密封性检测，无需变换检测系统的搭建方式，也无需更换不同的检测治具。

本发明的另一优势在于提供一种用于燃料电池金属双极板的密封性检测方法，其中在将所述金属双极板置于所述检测治具的第一板体和第二板体之间的步骤中，将所述金属双极板两侧的流场(阴极流场和阳极流场)区域同时分别对准所述第一板体的第一避空槽和所述第二板体的第二避空槽，以确保当所述检测治具从两侧夹紧所述金属双极板时，所述金属双极板两侧的流场区域的受力是经由所述第一避空槽和所述第二避空槽传递而来的，从而使所述金属双极板两侧的流场区域受到相对较轻的压力，进而在确保不损伤所述金属双极板的同时，给所述金属双板板提供支撑，防止过大的测试压力撑破所述金属双极板。

本发明的另一优势在于提供一种用于燃料电池金属双极板的密封性检测治具，其设有阴极流场检测通道、阳极流场检测通道和冷却液流场检测通道，其中所述阴极流场检测通道用于连通阴极流场检测进气管和所述金属双极板的阴极流场，所述阳极流场检测通道用于连通阳极流场检测进气管和所述金属双极板的阳极流场，所述冷却液流场检测通道用于连通冷却液流场检测进气管和所述金属双极板的冷却液流场，从而用于检测三个不同流场的密封性，其中，在检测其中的一个流场时另外两个流场的检测通道处于开放状态，充当正在检测流场在泄漏时的压力释放通道。

本发明的另一优势在于提供一种用于燃料电池金属双极板的密封性检测治具，其中所述第一板体的第一避空槽是形成在所述第一板体的内表面的具有设定避空深度的凹槽，所述第二板体的第二避空槽是形成在所述第二板体的内表面的具有设定避空深度的凹槽，从而防止所述金属双极板(尤其是其流场区域)在密封性检测过程中因受力过大而受损。