[发明专利]一种基于交流阻抗仪的质子交换膜燃料电池堆的活化方法

权利要求书

1.一种基于交流阻抗仪的质子交换膜燃料电池堆的活化方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤N1、将质子交换膜燃料电池置于测试平台上，连接气体管路，检查电堆气密性；

步骤N2、设置燃料电池温度为温度1，阴极通入加湿氮气，阳极通入加湿氢气，此时阴阳极的湿度分别为湿度1和湿度2，阴极流量为流量1，阳极流量为流量2，阴阳极背压分别为压力1和压力2；

步骤N3、电堆温度达到温度1，电堆温度维持温度1时间T1后，电堆预活化过程结束，设置电堆温度为温度2；

步骤N4、电堆温度达到电堆温度2，稳定后，阴极停止通入氮气，阴阳极流量控制为计量比模式，通入加湿空气，阴极最小流量为流量3，阴极计量比为计量比1，阴极湿度为湿度3，阳极最小流量为流量4，阳极计量比为计量比2，阳极湿度为湿度4，阴阳极背压分别为压力3和压力4；

步骤N5、欠氧活化：对电堆进行加载，加载到电压1，然后阴极停止通入空气，电堆电压下降到电压2，重新通入空气，断开负载，电压恢复到OCV，重复此步骤K1次；

步骤N6、恒电流放电活化：从OCV开始加载0.5V，加载速率为0.2A/cm²，每0.2A/cm²停留3-5min，每0.2A/cm²取最后一个取点的值组成极化曲线1，所述极化曲线1的横坐标为电流密度，纵坐标为平均电压；

步骤N7、重复步骤N5和N6，得到极化曲线2，所述极化曲线2的横坐标为电流密度，纵坐标为平均电压，使用交流阻抗仪测试出阻抗值，并判断两个极化曲线的单片阻抗平均值的偏差是否小于0.2mΩ，若是大于0.2mΩ，重复步骤N5、N6、N7；若是小于0.2mΩ，进行步骤N8；

步骤N8、判断在0.55V～0.75V电压范围内且在同一电流下，极化曲线2与极化曲线1之间的电压偏差是否小于10mV，若是，则判断电堆的已完成活化；若极化曲线2与极化曲线1之间的电压偏差大于或等于10mV，则重复步骤N8，直至新的极化曲线与上一条极化曲线之间的电压偏差小于10mV，完成电堆的活化。

2.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗仪的质子交换膜燃料电池堆的活化方法，其特征在于，所述步骤N1前还包括步骤N0、检测电堆的气密性是否符合气密性指标，若符合气密性指标则进入步骤N1，若不符合气密性指标则重新装配电堆，直至电堆的气密性符合气密性指标为止。

3.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗仪的质子交换膜燃料电池堆的活化方法，其特征在于，步骤N2中，所述流量1的计算公式为：0.00696*有效面积*电流密度*单片电池数量*计量比；

所述流量2的计算公式为：0.01657*有效面积*电流密度*单片电池数量*计量比，

其中，所述电堆包括若干片单片电池，所述有效面积为单片电池面积，所述电流密度为电堆外接装置的输入值，所述计量比的取值范围为1～3。

4.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗仪的质子交换膜燃料电池堆的活化方法，其特征在于，步骤N2中，所述压力1和压力2为常压，其中，压力1、2均为表压；

所述电堆温度1为60℃；

所述湿度1＝湿度2＝相对湿度值为100％。

5.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗仪的质子交换膜燃料电池堆的活化方法，其特征在于，步骤N3中，所述电堆温度达到温度1的具体设置方式为：预先对冷却液加热到温度1且维持在温度1，将第一温度值下的冷却液通入电堆进行升温处理；

所述T1为1-5min；所述电堆温度2为70℃。

6.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗仪的质子交换膜燃料电池堆的活化方法，其特征在于，步骤N4中，所述流量3的计算公式为：0.00696*有效面积*电流密度*单片电池数量*计量比；

所述流量4的计算公式为：0.01657*有效面积*电流密度*单片电池数量*计量比，

其中，所述电堆包括若干片单片电池，所述有效面积为单片电池面积，所述电流密度为电堆外接装置的输入值，所述计量比的取值范围为1～3。