[发明专利]一种燃料电池电堆快速活化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及质子膜燃料电池领域，尤其涉及燃料电池电堆的快速活化方法。

背景技术

每台质子交换膜燃料电池堆在使用之前，都要对电堆先进行活化，使之性能达到可使用的标准，然后才能进入使用安装工序，进而正式使用。电堆不经过活化，电堆性能不但不能充分发挥出来，还可能会因为单节性能偏低导致整个电堆无法使用。电堆在使用之前活化不仅可充分发挥电堆的性能，而且还是对电堆产品的一种检验。因此，电堆先活化后再进入使用安装工序，是燃料电池电堆产业化的必需步骤。现有技术中，电堆活化采用连续加载的方法，其不足是：活化的时间长，影响生产效率和进度，也会使生产成本加大。而盲目的缩短活化时间，又会导致电堆的性能达不到要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池电堆间歇式快速活化方法，解决现有技术中电堆活化时间长的问题，本发明的技术方案是：一种燃料电池电堆快速活化的方法，包括用燃料电池测试平台和燃料电池电堆电压巡检系统检测燃料电池电堆电压，其特征在于，所述电堆快速活化的方法是高电密间歇活化，具体步骤包括：

a、将燃料电池电堆安装到燃料电池检测平台上，接好水、电、气的管、线路，按照《氢氧串气快速检测方法》对电堆进行试漏；

b、设置各种参数，电池温度为50℃，空气相对湿度为80％。氢气不增湿，采用脉冲排气法，空气常排；

c、在步骤b设置的参数下，向步骤a已检测好不漏的电堆中通入氢气和空气，打开循环水，将电堆按照工况I运行，工况I运行的过程是：先依次分别在100mA/cm²电流密度下、200mA/cm²电流密度下、300mA/cm²电流密度下和400mA/cm²电流密度下各运行10min，既将电流密度加载至100mA/cm²，在100mA/cm²电流密度下运行10min，再将电流密度加载至200mA/cm²，在200mA/cm²电流密度下运行10min，再将电流密度加载至300mA/cm²，在300mA/cm²电流密度下运行10min，再将电流密度加载至400mA/cm²，在400mA/cm²电流密度下运行10min，然后再将电流密度加载至500mA/cm²，在500mA/cm²电流密度下运行30min，然后停止15～20min，在依次分别在100mA/cm²、200mA/cm²、300mA/cm²、400mA/cm²和500mA/cm²电流密度下运行时，氢压保持为50kpa，空气利用率为40％；

d、将经过步骤c运行之后的电堆运行工况II：将电堆运行起来后，将电流密度从0加载至500mA/cm²，在500mA/cm²电流密度下运行10min，然后将电流密度加载至800mA/cm²，在800mA/cm²电流密度下运行40min，在800mA/cm²电流密度下运行时，保持氢气压比空气压高15～20kpa，然后停止15～20min；

e、重复步骤d的运行4～6次，完成该电堆的活化。

本发明的优点是：在不低于标准性能的前提下，具有活化时间短、节省能源、降低成本等特点，比原有的连续活化方法缩短时间约4h，可提高生产效率；并对提高燃料电池的质量和促进燃料电池的产业化发展具有积极的作用。这种方法对211膜电堆效果尤其明显。

附图说明

本发明共有4张附图，其中：

图1是燃料电池电堆活化过程的运行工况I的加载示意图，

图2是燃料电池电堆活化过程的运行工况II的加载示意图，

图3是燃料电池电堆采用连续运行活化时连续运行2小时电堆性能变化示意图，

图4是燃料电池电堆采用间歇运行活化时运行40分钟后停20分钟再运行时电堆性能变化示意图，

具体实施方式

具体实施例是对一台新组装的128节燃料电池电堆进行快速活化，其具体操作步骤如下：

a、将128节燃料电池电堆安装到燃料电池检测平台上，接好水、电、气三路，按照《氢氧串气快速检测方法》对电堆进行试漏；