【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，特别是涉及一种膜电极结构、其制备方法及检测方法。
技术介绍
1、膜电极是燃料电池的核心零部件，也是燃料电池中电化学反应发生的场所。膜电极电化学活性的高低、膜电极反应区所处环境的温湿度和气流分布的差异都会影响膜电极性能发挥。
2、在全尺寸(200cm2及以上)膜电极的使用中，由于堆内反应条件的不一致，会导致膜电极各区域性能表现不一致，衰减程度和机理有所差异。因此，对膜电极上不同区域发生的反应做定向分析研究很有必要。膜电极相关的研究集中在催化剂涂布、膜电极封装、与极板结构匹配等领域，用于原位选区测试的研究鲜见报道。
3、目前，膜电极上特定区域的性能检测仍以非原位为主，即将需要分析的区域裁切出来重新制作成小尺寸(50cm2及以下)膜电极，复现该区域膜电极原有工作环境，在其他特定工装和测试台上进行性能和电化学测试。这种方法可以在一定程度上对特定区域膜电极进行聚焦分析，但由于膜电极尺寸不同、极板流道不同、测试环境条件不同等差异，大部分时候测试结果并不能很好重现。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术提供一种膜电极结构、其制备方法及检测方法，旨在解决现有膜电极采用非原位检测方法，难以适配膜电极尺寸不同、极板流道不同、测试环境条件不同等差异，导致测试结果不能很好重现的技术问题。
2、为实现上述目的，一方面，本专利技术实施例提出如下技术方案：一种膜电极结构，包括ccm、阴极边框和阳极边框；所述阴极边框内设置有阴极边框镂空区域(即活性区域)，所
3、作为优选的实施方式，所述ccm与所述阴极边框镂空区域的重叠区域的宽度≥2mm。
4、作为优选的实施方式，所述阴极边框镂空区域的面积≥(1×1)cm2，且所述阴极边框镂空区域的面积小于所述阳极边框镂空区域的面积。这样，阴极边框镂空区域可以根据实际需要进行灵活调节，ccm的尺寸和位置也可以随阴极边框镂空区域进行变动。
5、在本申请中，阳极边框镂空区域不可增大、缩小或移动位置。如果阳极边框镂空区域增大，则可能导致膜电极-极板密封失效；如果阳极边框镂空区域缩小，则会使得缩小部分的膜电极总厚度增大，导致活性区域受力偏小，进而影响膜电极性能发挥。
6、作为优选的实施方式，所述膜电极结构还包括阴极气体扩散层和阳极气体扩散层，所述阴极气体扩散层设置于所述阴极边框远离所述ccm的侧面上，所述阳极气体扩散层设置于所述阳极边框远离所述ccm的侧面上。
7、另一方面，本专利技术实施例还提供所述膜电极结构的制备方法，包括如下步骤：
8、s01、将ccm吸附于第一真空吸附板上，所述ccm的阴极面远离所述第一真空吸附板设置；将阴极边框吸附于第二真空吸附板上，所述阴极边框的附胶面远离所述第二真空吸附板设置；
9、s02、将所述第一真空吸附板和所述第二真空吸附板进行相互定位，然后将所述ccm的阴极面与所述阴极边框的附胶面抵接，使所述ccm的阴极面贴合设置于所述阴极边框的阴极边框镂空区域上，去除所述第一真空吸附板；
10、s03、将阳极边框吸附于第三真空吸附板上，所述阳极边框的附胶面远离所述第三真空吸附板设置；然后将所述阴极边框的附胶面与所述阳极边框的附胶面粘接，去除所述第二真空吸附板和所述第三真空吸附板；
11、s04、将阴极气体扩散层粘接于所述阴极边框远离所述ccm的侧面上，将阳极气体扩散层粘接于所述阳极边框远离所述ccm的侧面上，得到膜电极结构。
12、作为优选的实施方式，步骤s02中，
13、所述ccm与所述阴极边框镂空区域的重叠区域的宽度≥2mm。
14、所述阴极边框镂空区域的面积≥(1×1)cm2，且所述阴极边框镂空区域的面积小于所述阳极边框镂空区域的面积。这样，阴极边框镂空区域可以根据实际需要进行灵活调节，ccm的尺寸和位置也可以随阴极边框镂空区域进行变动。
15、作为优选的实施方式，步骤s04中，
16、所述粘接通过胶水粘接；所述胶水涂覆于所述阴极气体扩散层或所述阳极气体扩散层的微孔层上；所述胶水的涂覆位置与所述阴极气体扩散层的边缘或所述阳极气体扩散层的边缘的距离为0mm～5mm。
17、再一方面，本专利技术实施例还提供所述膜电极结构的检测方法，包括如下步骤：
18、(1)将所述膜电极结构与双极板组成短堆，将所述短堆连接测试台；
19、(2)往所述短堆的阴极通入空气、阳极通入氢气、冷却路通入冷却液；
20、(3)设定所述短堆的水路入口温度、空气入口湿度和氢气入口湿度，然后对所述短堆拉载电流，进行电堆测试。
21、本专利技术所达到的有益效果：本申请通过在阴极边框内设置有阴极边框镂空区域、在阳极边框内设置有阳极边框镂空区域，并控制ccm的面积大于阴极边框镂空区域的面积、阳极边框镂空区域的面积大于或小于ccm的面积，使得本申请结构可以实现原位选区测试，可以对全尺寸膜电极中某一特定区域进行测试研究。通过本申请结构，可以采用现有极板和现有电堆的设计来进行上述特定区域的性能测试，最大程度还原该区域膜电极在电堆内的真实环境和性能表现。通过本申请结构，无需采用精密或昂贵的原位测试设备，无需对现有极板、现有电堆或除膜电极以外的其他现有零部件进行改动，实现简单、易于操作。
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1.一种膜电极结构，其特征在于，包括CCM、阴极边框和阳极边框；所述阴极边框内设置有阴极边框镂空区域，所述阳极边框内设置有阳极边框镂空区域；所述CCM设置于所述阴极边框和所述阳极边框之间，且所述CCM的一侧面贴合设置于所述阴极边框镂空区域上；所述CCM的面积大于所述阴极边框镂空区域的面积。
2.根据权利要求1所述的膜电极结构，其特征在于，所述CCM与所述阴极边框镂空区域的重叠区域的宽度≥2mm。
3.根据权利要求2所述的膜电极结构，其特征在于，所述阴极边框镂空区域的面积≥(1×1)cm2，且所述阴极边框镂空区域的面积小于所述阳极边框镂空区域的面积。
4.根据权利要求1所述的膜电极结构，其特征在于，所述膜电极结构还包括阴极气体扩散层和阳极气体扩散层，所述阴极气体扩散层设置于所述阴极边框远离所述CCM的侧面上，所述阳极气体扩散层设置于所述阳极边框远离所述CCM的侧面上。
5.权利要求1至4任一项所述的膜电极结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的膜电极结构的制备方法，其特征在于，步骤S02中，所述
7.根据权利要求6所述的膜电极结构的制备方法，其特征在于，所述阴极边框镂空区域的面积≥(1×1)cm2，且所述阴极边框镂空区域的面积小于所述阳极边框镂空区域的面积。
8.根据权利要求5所述的膜电极结构的制备方法，其特征在于，步骤S04中，所述粘接通过胶水粘接；所述胶水涂覆于所述阴极气体扩散层或所述阳极气体扩散层的微孔层上；所述胶水的涂覆位置与所述阴极气体扩散层的边缘或所述阳极气体扩散层的边缘的距离为0mm～5mm。
9.权利要求1至4任一项所述的膜电极结构的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种膜电极结构，其特征在于，包括ccm、阴极边框和阳极边框；所述阴极边框内设置有阴极边框镂空区域，所述阳极边框内设置有阳极边框镂空区域；所述ccm设置于所述阴极边框和所述阳极边框之间，且所述ccm的一侧面贴合设置于所述阴极边框镂空区域上；所述ccm的面积大于所述阴极边框镂空区域的面积。
2.根据权利要求1所述的膜电极结构，其特征在于，所述ccm与所述阴极边框镂空区域的重叠区域的宽度≥2mm。
3.根据权利要求2所述的膜电极结构，其特征在于，所述阴极边框镂空区域的面积≥(1×1)cm2，且所述阴极边框镂空区域的面积小于所述阳极边框镂空区域的面积。
4.根据权利要求1所述的膜电极结构，其特征在于，所述膜电极结构还包括阴极气体扩散层和阳极气体扩散层，所述阴极气体扩散层设置于所述阴极边框远离所述ccm的侧面上，所述阳极气体扩散层设置于所述阳极边框远离...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁鹤，罗胜，张玉桃，
申请(专利权)人：深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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