燃料电池的电流泄漏检查方法技术

一种燃料电池的电流泄漏检查方法，在燃料电池的检查工序中，通过缩短检查所花的时间并提高检查精度，由此提高产品的生产效率及品质。所述燃料电池具备阳极电极、阴极电极、以及被所述阳极电极与阴极电极夹着的电解质膜，所述燃料电池的电流泄漏检查方法包括：对检查对象的燃料电池施加作为所述电解质膜的极限电压的第一电压的第一工序；对所述第一工序后的所述燃料电池施加比所述第一电压低的第二电压的第二工序；对所述第二工序后的所述燃料电池施加比所述第二电压低的第三电压的第三工序；以及在所述第三工序中，检测在所述燃料电池流动的电流值，判断是否比规定的电流值低的判定工序。

Current Leakage Inspection Method for Fuel Cells

【技术实现步骤摘要】
燃料电池的电流泄漏检查方法
本专利技术涉及燃料电池的电流泄漏检查方法。
技术介绍
近年来，从环境保全、可持续的能量利用的观点出发，对燃料电池的需要急速升高。燃料电池通过使含有氢的燃料气体与空气等含有氧的氧化气体发生电化学反应，从而能够从各自所具有的化学能量取出电能。作为燃料电池之一的固体高分子型燃料电池具备由阳极(阴极)与阴极(阳极)夹着电解质膜而成的膜电极接合体(MEA、MembraneElectrodeAssembly)。MEA有时会由于在热压成型工序和/或操作上产生的伤痕、或者因MEA中的碳的蒸气化而产生的膜中的缺陷、碳纤维的贯通，导致其电子屏蔽功能下降(漏电)。该缺陷会在燃料电池的充放电时引起性能下降，因此，发生了不能允许的性能下降的MEA必须检测为品质不足。作为检测方法，以往已知有一种通过对MEA施加直流的恒定电压并测定稳定电流值从而检测出发生了电流泄漏的MEA的方法。然而，在上述检查方法中，对MEA施加了直流电压时流动的电流成为稳定电流值会需要时间，MEA的检查工序所花费的时间导致燃料电池的生产效率的下降。另外，在MEA产生了缺陷的情况下，因在电池的使用中燃料气体与氧化气体发生直接的化学反应，从而会因其反应热而在缺陷的周围招致MEA的进一步的劣化，该劣化进一步使电池的性能劣化。为了解决上述的问题，在专利文献1中，公开了一种如下的方法：在MEA的电流泄漏检查中，在施加使电流值稳定化的电压之前，施加比检查电压高的电压，由此缩短充电时间。由此，能够缩短MEA的检查工序所花的时间。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-054925号公报专利技术要解决的课题然而，如专利文献1所记载那样，在漏电检查中使施加的电压下降时，在施加电压切换的瞬间会从电极产生逆流电流，电流值瞬间向负的值大幅地偏移，然后立即向正的值恢复。尤其是，根据电压条件等的不同而电流值的变动不同，若电流值的变动大则到稳定化为止所花的时间越长。因此，若在电流值没有稳定化的状态下进行检查则会招致检查精度的下降。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，在燃料电池的检查工序中，通过缩短检查所花的时间并提高检查精度，由此提高产品的生产效率及品质。用于解决课题的方案(1)本专利技术提供一种燃料电池的电流泄漏检查方法，所述燃料电池具备阳极电极、阴极电极、以及被所述阳极电极与所述阴极电极夹着的电解质膜，其中，所述燃料电池的电流泄漏检查方法包括：对检查对象的燃料电池施加作为所述电解质膜的极限电压的第一电压的第一工序；对所述第一工序后的所述燃料电池施加比所述第一电压低的第二电压的第二工序；对所述第二工序后的所述燃料电池施加比所述第二电压低的第三电压的第三工序；以及在所述第三工序中，检测在所述燃料电池流动的电流值，判定检测出的所述电流值是否比规定的电流值低的判定工序。根据(1)的专利技术，通过施加作为电解质膜的极限电压的第一电压，能够缩短电流泄漏检查中的电池的充电时间。另外，通过使施加电压从第一电压阶段性地下降至第三电压，能够减少伴随施加电压的下降产生的逆流电流，能够缓和电流值的变动。因此，根据本专利技术，在燃料电池的检查工序中，能够缩短检查所花的时间并且能够提高检查精度，能够提高产品的生产效率及品质。(2)在(1)的专利技术中，优选的是，所述第二工序中的电压施加时间比所述第一工序中的电压施加时间长。根据(2)的专利技术，在进行了由极限电压实现的急速充电之后，花费比极限电压施加时间长的时间地施加更低的第二电压而进行电流值的稳定化，由此能够更可靠地实现短时间的充电和上述的电流值变动的缓和。专利技术效果根据本专利技术，在燃料电池的检查工序中，能够缩短检查所花的时间并提高检查精度，来提高产品的生产效率及品质。附图说明图1是简要地示出本专利技术的实施方式涉及的单体电池的图。图2是简要地示出本专利技术的实施方式涉及的燃料电池的图。图3是简要地示出本专利技术的实施方式涉及的电流泄漏检查的情形的图。图4是示出本专利技术的实施方式涉及的电流泄漏检查的步骤的流程图。图5是示出本专利技术的实施例1涉及的电流泄漏检查中的电流值的继时性变化的图。图6是示出本专利技术的比较例1涉及的电流泄漏检查中的电流值的继时性变化的图。图7是示出本专利技术的比较例2涉及的电流泄漏检查中的电流值的继时性变化的图。附图标记说明：10…单体电池11…电解质膜100…燃料电池21…阳极电极层22…阳极气体扩散层23…阳极隔离件23a…阳极气体流路24…阳极冷却板24a…阳极制冷剂流路25…氢气入口歧管25a…氢气入口歧管分支流路26…氢气出口歧管31…阴极电极层32…阴极气体扩散层33…阴极隔离件33a…阴极气体流路34…阴极冷却板34a…阴极制冷剂流路35…空气入口歧管35a…氢气入口歧管分支流路36…空气出口歧管40…外部电极41…直流电源42…电流计。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明，但本专利技术并不限定于此。<固体高分子型燃料电池的结构>燃料电池100是通过层叠多个图1所示的单体电池10而设为燃料电池堆的电池，该多个单体电池10以串联的方式连接。单体电池10在中央具备电解质膜11，在电解质膜11的一侧(在图1中为左侧)配置阳极电极层21及阳极气体扩散层22，在另一侧(在图1中为右侧)配置阴极电极层31及阴极气体扩散层32。在阳极气体扩散层22及阴极气体扩散层32各自的与电解质膜11相反的一侧，分别配置阳极隔离件23及阴极隔离件33。阳极隔离件23及阴极隔离件33分别形成用于使反应气体(阳极侧：氢，阴极侧：空气)不偏倚地遍布于阳极电极层21及阴极电极层31各自的表面的气体流路23a、33a，并同时将由单体电池10产生的电流向相邻的单体电池10传输。由上述的阳极电极层21、阳极气体扩散层22及阳极隔离件23构成阳极电极，由阴极电极层31、阴极气体扩散层32及阴极隔离件33构成阴极电极。而且，阳极冷却板24及阴极冷却板34分别配置于阳极隔离件23及阴极隔离件33各自的与气体流路23a、33a相反的一侧。阳极冷却板24及阴极冷却板34分别具备供起到将在燃料电池100产生的剩余废热除去的作用的制冷剂流通的制冷剂流路24a、34a，并同时起到将由单体电池10产生的电流向相邻的单体电池10传输的导电体的作用。所述各气体扩散层32、33使反应气体(阳极侧：氢，阴极侧：空气)不偏倚地遍布于阳极电极层21及阴极电极层31各自的表面，并同时将通过氢与氧的电化学反应而从阴极侧生成的水迅速地向气体流路33a排出，而且将由各电极21、31产生的电流向阳极隔离件23及阴极隔离件33分别传输。另外，阳极电极层21将从阳极侧的气体扩散层13供给的氢作为反应物，发生以下的氢电极反应。H2→2H++2e-···(1)另一方面，阴极电极层31将在阳极电极生成并透过电解质膜11而到达阴极侧的质子、以及从阴极侧的气体扩散层32供给的空气中所含的氧作为反应物，发生以下的水生成反应。O2+4H++4e-→2H2O···(2)图2是示出层叠多个上述的单体电池10而得到的燃料电池堆的一部分的示意图，此处的各单体电池10仅示出分别构成阳极、阴极各电极的阳极隔离件23及阴极隔离件33。在各个单体电池10中产生0.5V～1V的电压，但该电压也取决于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池的电流泄漏检查方法，所述燃料电池具备：阳极电极；阴极电极；以及被所述阳极电极与所述阴极电极夹着的电解质膜，其中，所述燃料电池的电流泄漏检查方法包括：对检查对象的燃料电池施加作为所述电解质膜的极限电压的第一电压的第一工序；对所述第一工序后的所述燃料电池施加比所述第一电压低的第二电压的第二工序；对所述第二工序后的所述燃料电池施加比所述第二电压低的第三电压的第三工序；以及在所述第三工序中，检测在所述燃料电池流动的电流值，判定检测出的所述电流值是否比规定的电流值低的判定工序。

【技术特征摘要】
2018.03.23 JP 2018-0567591.一种燃料电池的电流泄漏检查方法，所述燃料电池具备：阳极电极；阴极电极；以及被所述阳极电极与所述阴极电极夹着的电解质膜，其中，所述燃料电池的电流泄漏检查方法包括：对检查对象的燃料电池施加作为所述电解质膜的极限电压的第一电压的第一工序；对所述第一工序后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸本政昭，山岸弘幸，酒井宏，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP