[发明专利]一种金属双极板耐温差性能的测定方法

说明书

本发明是关于一种金属双极板耐温差性能的测定方法，涉及燃料电池技术领域。主要采用的技术方案为：一种金属双极板耐温差性能的测定方法包括测定初始结合力F_A的步骤、测定结合力F_B的步骤及耐温差性能评估的步骤。其中，测定初始结合力F_A：测定出金属双极板中的涂层与金属基板的初始结合力F_A。测定结合力F_B：模拟出金属双极板在燃料电池中的工作环境中、并模拟出金属双极板随着燃料电池间歇工作经历温差变化；模拟间歇工作N₁次后，测定出金属双极板中的涂层与金属基板的结合力F_B。耐温差性能评估：根据F_A、F_B、N₁评估金属双极板的耐温差性能。本发明主要用于快速测定出金属双极板耐温差性能，并估算出金属双极板的耐温差启停次数。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池技术领域，特别是涉及一种金属双极板耐温差性能的测定方法。

背景技术

金属材料具有电导率高、导热性能好、延展性能好、易于加工、阻隔气体混窜、成本廉价等优点，被认为是理想的双极板材料。但是，金属板在强酸(pH＝3)、高湿、高温(80℃)、氟离子(2-5ppm)的苛刻工作环境下极易发生腐蚀。金属板在作为双极板使用时，需在金属板上沉积涂层，以提高金属双极板的耐腐蚀和导电性。沉积涂层后，金属双极板性能会有大幅度的改善，满足燃料电池工作的要求。

但是，金属基板和涂层(特别是多涂层)的材质通常不相同，导致不同涂层之间、涂层与金属基板之间的热膨胀系数存在明显的差别。而燃料电池在实际应用中，大多是间歇工作，如各种交通工具、应急电源、无人飞机等。金属双极板频繁的经历温差变化，会导致涂层之间、涂层与金属基板之间膨胀系数频繁变化，造成涂层分层、进而涂层与金属基板的结合力下降、甚至涂层脱落的现象发生。

现有技术主要采用划痕仪对金属双极板中的涂层结合力进行测定，并结合显微镜的使用，得到涂层材料在原始状态下的结合力数据(即，金属双极板还未使用时的初始数据)。但是，该测定方法无法评估出金属双极板在长期使用过程中的温差变化对涂层失效和使用寿命的影响，即不能测定出金属双极板的耐温差性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种金属双极板耐温差性能的测定方法，主要目的在于能够快速地评估出金属双极板的长期耐温差性能。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种金属双极板耐温差性能的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：

测定初始结合力F_A：测定出金属双极板中的涂层与金属基板的初始结合力F_A；

测定结合力F_B：模拟出金属双极板在燃料电池中的工作环境中、并模拟出金属双极板随着燃料电池间歇工作经历温差变化；模拟间歇工作N₁次后，测定出金属双极板中的涂层与金属基板的结合力F_B；

耐温差性能评估：根据F_A、F_B、N₁评估金属双极板的耐温差性能。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，所述测定初始结合力F_A的步骤，包括：

选用第一金属双极板为金属双极板的被测样品；

多次测定第一金属双极板中的涂层与金属基板的结合力，取平均值，得到金属双极板中的涂层与金属基板的初始结合力F_A。

优选的，所述测定结合力F_B的步骤，包括：