一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法，包括步骤：S1、确定涂层寿命终结点；S2、根据燃料电池实际运行环境中腐蚀介质及燃料电池运行工况电位变化特征，模拟燃料电池实际运行工况，开展涂层外部离线加速测试实验；S3、开展电堆在线测试实验，通过外部离线与电堆在线测试后的涂层性能分析表征，建立涂层外部离线与实堆在线测试时间之间的映射关系；S4、根据涂层在外部离线加速测试条件下达到寿命终结点所需外部离线测试时间及外部离线测试与电堆在线测试时间之间的映射关系，计算涂层在达到寿命终结点时实堆服役时间，预测涂层的寿命。本发明专利技术可较快准确的预测涂层在实堆运行环境中的寿命，对涂层性能评估与迭代开发具有重要意义。发具有重要意义。发具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法


[0001]本专利技术涉及到燃料电池测试
，特别涉及一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells,PEMFCs)采用氢气作为燃料，具有清洁高效的特点，在各个领域均具有广阔的应用前景。双极板是燃料电池的关键组成部件之一，其重量约占电池总重的80％，成本约占30％，并在电堆中承担着收集电子、分配反应气体、排出反应生成水、支撑膜电极等功能。因此，双极板性能对燃料电池电堆性能具有重要影响。
[0003]目前，双极板材料主要为石墨和金属。相较于传统的石墨双极板，以金属作为材料的金属双极板装配而成的电堆具有功率密度高、冷启动快、抗振性能好、适合于大批量制造等优势，是未来车用燃料电池的发展趋势。然而，燃料电池的运行环境为温度60
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90℃的酸性环境，金属双极板在燃料电池运行环境中易被腐蚀氧化，导致极板导电性能下降，同时金属双极板腐蚀会释放金属离子，所释放离子会污染催化剂与膜电极，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法，其特征在于：所述燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法包括如下步骤：S1、根据燃料电池固定电流密度条件下，由金属双极板涂层腐蚀造成的电压衰减量占电池初始状态输出电压比例来确定金属双极板涂层寿命终结点；S2、根据燃料电池实际运行环境中关键腐蚀介质及燃料电池运行工况电位变化特征，模拟燃料电池实际运行工况，开展金属双极板涂层外部离线加速测试实验；S3、开展电堆在线测试实验，通过外部离线与电堆在线测试后的金属双极板涂层性能分析表征，建立金属双极板涂层外部离线加速测试与实堆在线测试时间之间的映射关系；S4、根据金属双极板涂层在外部离线加速测试条件下达到寿命终结点所需的外部离线加速测试时间及外部离线加速测试与电堆在线测试时间之间的映射关系，计算金属双极板涂层在达到寿命终结点时实堆服役时间，预测金属双极板涂层的寿命。2.根据权利要求1所述一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法，其特征在于：在步骤S1中，所述电压衰减量占电池初始状态下输出电压比例为10％。3.根据权利要求1所述一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法，其特征在于：在步骤S1中，所述金属双极板涂层腐蚀造成的电压衰减量为金属双极板接触电阻与析出金属离子浓度产生的电压损失量。4.根据权利要求3所述一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法，其特征在于：所述析出金属离子浓度为析出金属离子进入膜电极中的浓度。5.根据权利要求1所述一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法，其特征在于：在步骤S2中，所述金属双极板涂层外部离线加速测试实验采用三电极电化学测量系统，通过极化电位控制模拟燃料电池运行工况电位变化特征，使用燃料电池实际运行环境中腐蚀介质组成的腐蚀溶液进行电化学测试。6.根据权利要求5所述一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法，其特征在于：所述模拟燃料电池运行工况电位变化特征包括但不限于燃料电池实际运行过程中高低极化电位、持续时间。7.根据权利要求5所述一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法，其特征在于：所述燃料电池实际运行环境中腐蚀介质包括但不限于H2SO4、H2O2、HF。8.根据权利要求5所述一种燃料电池金属双极板涂层寿命预测方法，其特征在于：所述腐蚀溶液的酸碱值为3
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5，所述腐蚀溶液的浓度为0.1
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100ppm。9.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕飞飞，李骁博，周菲，姜天豪，胡鹏，蓝树槐，
申请(专利权)人：上海治臻新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：