[发明专利]提高燃料电池分区电化学阻抗谱测量准确度的装置及方法

权利要求书

1.一种提高燃料电池分区电化学阻抗谱测量准确度的装置，待测的所述燃料电池(3)包括依次叠加的阴极流场(31)、膜电极(32)和阳极流场(33)，其特征在于，该装置包括直流电源(1)、用于测定燃料电池(3)阻抗的电化学工作站(2)、电路负载(4)以及用于将阳极流场(33)选择性连接电化学工作站(2)或电路负载(4)的PCB单元(5)，所述电化学工作站(2)包括参比电极(21)、对电极(22)和工作电极(23)，所述直流电源(1)的正极分别与电化学工作站(2)的对电极(22)、燃料电池(3)的阴极流场(31)以及电路负载(4)的A端连接，所述直流电源(1)的负极分别与电化学工作站(2)的工作电极(23)及PCB单元(5)连接，所述PCB单元(5)的一端与燃料电池(3)的阳极流场(33)连接，另一端选择性的与电化学工作站(2)的工作电极(23)或电路负载(4)的B端连接；

所述燃料电池(3)的阳极流场(33)被均分成多个独立的测试分区(331)和多个普通分区(332)。

2.根据权利要求1所述的一种提高燃料电池分区电化学阻抗谱测量准确度的装置，其特征在于，所述的PCB单元包括多个单刀双掷开关(51)、多个普通开关(52)和多个电流传感器(53)，所述单刀双掷开关(51)的a接线端与测试分区(331)连接，单刀双掷开关(51)的b接线端与电化学工作站(2)的工作电极(23)连接，单刀双掷开关(51)的c接线端与电路负载(4)连接，且在所述c接线端与电路负载(4)的连接线上设置一电流传感器(53)，所述普通分区(332)与电路负载(4)连接，并在普通分区(332)与电路负载(4)的连接线上设置一电流传感器(53)，所述普通分区(332)通过普通开关(52)与电化学工作站(2)的工作电极(23)连接。

3.根据权利要求2所述的一种提高燃料电池分区电化学阻抗谱测量准确度的装置，其特征在于，当测量某一测试分区(331)的电化学阻抗谱时，将该待测测试分区(331)对应的单刀双掷开关(51)的开关拨至b接线端使待测测试分区(331)与电化学工作站(2)的工作电极连接，其余测试分区(331)对应的单刀双掷开关(51)的开关拨至c接线端，所述普通开关(52)断开；

当测量燃料电池整体电化学阻抗谱时，所有测试分区(331)对应的单刀双掷开关(51)的开关拨至c接线端，所述普通开关(52)接通。

4.根据权利要求3所述的一种提高燃料电池分区电化学阻抗谱测量准确度的装置，其特征在于，所述电化学工作站(2)的参比电极(21)与待测测试分区(331)连接。

5.根据权利要求1所述的一种提高燃料电池分区电化学阻抗谱测量准确度的装置，其特征在于，所述电路负载(4)的A端与燃料电池(3)的阴极流场(31)连接。

6.一种采用如权利要求1～5任一所述装置而进行的提高燃料电池分区电化学阻抗谱测量准确度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)先不将直流电源(1)并入电路，使所有测试分区(331)、普通分区(332)均与电路负载(4)相连，然后测试每个测试分区(331)上的分区电流值，并记录以待后续步骤使用；

(2)将直流电源(1)接入电路形成装置，使某一测试分区(331)与直流电源(1)相连，然后使其他测试分区(331)和普通分区(332)通过PCB单元选择性地与电路负载(4)的B端连接，且所述直流电源(1)的输入电流值为步骤(1)中测得的该测试分区(331)的分区电流值，通过电化学工作站(2)记录该测试分区(331)的阻抗值；

(3)重复步骤(2)，依次切换每个测试分区(331)与直流电源(1)连接，通过电化学工作站(2)记录所有测试分区(331)的阻抗值，即得分区电化学交流阻抗谱。