GB/T 20042.6英文版 質(zhì)子交換膜燃料電池 第6部分：雙極板特性測(cè)試方法
GB/T 20042.6 質(zhì)子交換膜燃料電池 第6部分：雙極板特性測(cè)試方法 英語(yǔ)版
Proton exchange membrane fuel cell – Part 6: Test method of bipolar plate properties

現(xiàn)行GB/T 20042系列標(biāo)準(zhǔn)目錄：
GB/T 20042.1-2017英文版 質(zhì)子交換膜燃料電池 第1部分：術(shù)語(yǔ)
Proton exchange membrane fuel cell – Part 1: Terminology
GB/T 20042.2-2023英文版 質(zhì)子交換膜燃料電池 第2部分：電池堆通用技術(shù)條件
Proton exchange membrane fuel cell—Part 2: General technical specification of fuel cell stacks
GB/T 20042.2-2008英文版 質(zhì)子交換膜燃料電池 電池堆通用技術(shù)條件
Proton exchange membrane fuel cell – General technical specification of fuel cell stacks
GB/T 20042.3-2022英文版 質(zhì)子交換膜燃料電池 第3部分：質(zhì)子交換膜測(cè)試方法
Proton exchange membrane fuel cell—Part 3: Test method for proton exchange membrane
GB/T 20042.4-2009英文版 質(zhì)子交換膜燃料電池 第4部分：電催化劑測(cè)試方法
Proton exchange membrane fuel cell – Part 4: Test method for electrocatalysts
GB/T 20042.5-2009英文版 質(zhì)子交換膜燃料電池 第5部分：膜電極測(cè)試方法
Proton exchange membrane fuel cell – Part 5: Test method for membrane electrode assembly
GB/T 20042.6-2011英文版 質(zhì)子交換膜燃料電池 第6部分：雙極板特性測(cè)試方法
Proton exchange membrane fuel cell – Part 6: Test method of bipolar plate properties
GB/T 20042.7-2014英文版 質(zhì)子交換膜燃料電池 第7部分：炭紙?zhí)匦詼y(cè)試方法
Proton exchange membrane fuel cells―Part 7:Test method of carbon paper properties

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1 范圍

本文件規(guī)定了質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板材料的抗彎強(qiáng)度測(cè)試、密度測(cè)試、電阻測(cè)試和腐蝕電流密 度測(cè)試等；雙極板部件的面積利用率測(cè)試、厚度均勻性測(cè)試、平面度測(cè)試、接觸電阻測(cè)試、氣密性測(cè)試 等。
本文件適用于各種類型的質(zhì)子交換膜燃料電池用雙極板材料和部件。本文件涉及雙極板材料特性及 雙極板部件特性的測(cè)試方法。不同雙極板類型測(cè)試項(xiàng)目見(jiàn)附錄A。
注：a) 雙極板材料：與成品雙極板材料狀態(tài)一致的板材；
b) 雙極板部件：與使用狀態(tài)一致的成品雙極板。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件， 僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本 文件。
GB/T 230.2 金屬材料 洛氏硬度試驗(yàn) 第2部分：硬度計(jì)及壓頭的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)
GB/T 1958 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 幾何公差 檢測(cè)與驗(yàn)證
GB/T 4472 化工產(chǎn)品密度、相對(duì)密度的測(cè)定
GB/T 13465.2 不透性石墨材料試驗(yàn)方法 第2部分：抗彎強(qiáng)度
GB/T 19466.4-2016 塑料 差示掃描量熱法（DSC） 第4部分：比熱容的測(cè)定
GB/T 20042.1-2017 質(zhì)子交換膜燃料電池 術(shù)語(yǔ)
GB/T 22588-2008 閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)
GB/T 28634 微束分析 電子探針顯微分析 塊狀試樣波譜法定量點(diǎn)分析
GB/T 30693-2014 塑料薄膜與水接觸角的測(cè)量
GB/T 30707-2014 精細(xì)陶瓷涂層結(jié)合力試驗(yàn)方法 劃痕法
GB/T 30902 無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品 雜質(zhì)元素的測(cè)定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）
GB/T 31563 金屬覆蓋層 厚度測(cè)量 掃描電鏡法 GB/T 34672-2017 化學(xué)試劑 離子色譜法測(cè)定通則
JJG 508 四探針電阻率測(cè)試儀檢定規(guī)程

3 術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T 20042.1-2017界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
3.1
腐蝕電流密度 corrosion current density
單位面積的雙極板材料或部件在燃料電池運(yùn)行環(huán)境中，在腐蝕電位下由于化學(xué)或電化學(xué)作用引起的
破壞產(chǎn)生的電流值，單位為μA/cm2。
注：腐蝕電流密度值大小反映了雙極板腐蝕速率的快慢，是表征雙極板材料及部件在燃料電池運(yùn)行環(huán)境下耐腐蝕 性能的物理量。
3.2
接觸電阻 interfacial contact resistance 兩種材料檢測(cè)區(qū)域之間由于接觸所產(chǎn)生的電阻，單位為mΩ?cm2。
注：雙極板的接觸電阻主要指雙極板對(duì)應(yīng)膜電極有效面積區(qū)域與炭紙之間的接觸電阻。
3.3
體電阻率 bulk resistance
雙極板材料本體的電阻率值，單位是mΩ?cm。
3.4
抗彎強(qiáng)度 flexural strength
在規(guī)定條件下，雙極板在彎曲過(guò)程中所能承受的最大彎曲應(yīng)力，單位為MPa。
3.5
平面度 flatness 雙極板在規(guī)定壓力下，被測(cè)部分具有的宏觀凹凸高度相對(duì)理想平面的偏差，單位為mm。
注：雙極板的平面度直接影響雙極板與氣體擴(kuò)散層之間的接觸電阻，從而影響電池性能。
3.6
相對(duì)平整度 relative flatness 在單位長(zhǎng)度下，雙極板在自由狀態(tài)下的最大彎曲量，無(wú)量綱。
注：雙極板的相對(duì)平整度直接影響雙極板在電堆上的裝配尺寸精度，從而影響電池性能。

4 雙極板材料抗彎強(qiáng)度測(cè)試

4.1 測(cè)試儀器

4.1.1 試驗(yàn)機(jī)

試驗(yàn)機(jī)測(cè)量精度滿足 0.5 級(jí)要求。
4.1.2 試驗(yàn)夾具

試驗(yàn)夾具不應(yīng)引起試樣在夾具處破壞。施加負(fù)荷時(shí)，應(yīng)滿足試樣的縱軸與通過(guò)夾具中心線的拉伸方 向重合。
4.1.3 試驗(yàn)壓頭

試驗(yàn)壓頭半徑5.0 mm±0.1 mm
4.1.4 測(cè)厚儀和卡尺

測(cè)試儀器包括：測(cè)厚儀和卡尺。 測(cè)厚儀：精度為1 μm ，用于測(cè)試樣品的厚度；
卡尺：精度為0.01 mm，用于測(cè)試樣品的長(zhǎng)度和寬度。
4.2 樣品制備
4.2.1 按測(cè)試要求截取送試材料作為樣品，樣品中部 1/3 的長(zhǎng)度內(nèi)各處厚度與厚度平均值的偏差不應(yīng) 大于 2%，寬度與平均值的偏差不應(yīng)大于 3%，試樣截面應(yīng)是矩形且無(wú)倒角。樣品的寬度為 25 mm±0.5 mm、 長(zhǎng)度 60 mm±1 mm；樣品尺寸也可由測(cè)試雙方協(xié)商決定。試樣承受彎曲應(yīng)力的方向與其產(chǎn)品在使用時(shí)承 受彎曲應(yīng)力的方向相同，若兩個(gè)主要方向均承受彎曲應(yīng)力，應(yīng)在兩個(gè)方向上均進(jìn)行試驗(yàn)。
4.2.2 樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
4.2.3 對(duì)于不同批次的雙極板材料，應(yīng)分別抽樣。

4.3 測(cè)試方法

4.3.1 沿長(zhǎng)度方向測(cè)量寬度和厚度各 3 次,分別取其算術(shù)平均值。
4.3.2 調(diào)整支座跨距為 40 mm±0.3 mm，將制備好的樣品對(duì)稱地放在兩個(gè)支座上，且使試驗(yàn)機(jī)壓頭、 支座軸向垂直于試樣，按照 GB/T 13465.2 應(yīng)用三點(diǎn)彎曲法對(duì)雙極板材料抗彎強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。
4.3.3 壓頭以 1 mm/min 的加載速度均勻且無(wú)沖擊地施加負(fù)荷，直至試樣斷裂，讀取斷裂負(fù)荷值。
4.4 數(shù)據(jù)處理

抗彎強(qiáng)度按照公式（1）進(jìn)行計(jì)算：

5 雙極板材料密度測(cè)試

5.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：分析天平、溫度計(jì)和金屬絲。 分析天平：精度為0.1 mg； 溫度計(jì)：用于測(cè)定空氣溫度和水溫，精度為0.5 ℃； 金屬絲：鎳鉻鐵或鉑合金絲，直徑小于0.2 mm，用于吊掛試樣。
5.2 樣品準(zhǔn)備

5.2.1 樣品形狀為正方形（5 cm×5 cm），面積為 25 cm2；樣品形狀和尺寸也可由測(cè)試雙方協(xié)商決定。
5.2.2 樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
5.2.3 對(duì)于不同批次的雙極板材料，應(yīng)分別抽樣。
5.2.4 將樣品用無(wú)水乙醇清洗，晾干，放入干燥器內(nèi)待用。
5.2.5 除去金屬絲上的油脂，待用。

5.3 測(cè)試方法
5.3.1 在溫度為 25 ℃條件下稱量樣品的質(zhì)量 m1。
5.3.2 將由該金屬絲懸掛著的樣品浸入到溫度為 25 ℃的蒸餾水中。樣品浸沒(méi)于水中但要保持其懸浮
于燒杯中，不接觸燒杯壁，見(jiàn)圖 1 所示。用一根細(xì)金屬絲盡快地除去粘附在樣品上的氣泡后，稱量水中 樣品質(zhì)量 m2。按照 GB/T 4472 的規(guī)定進(jìn)行測(cè)試。
5.3.3 當(dāng)樣品的密度小于 1 g/cm3 時(shí)，則在金屬絲上另掛一個(gè)墜子，把樣品墜入測(cè)定介質(zhì)中進(jìn)行稱重， 測(cè)定墜子在測(cè)定介質(zhì)中的質(zhì)量 m3。

圖1 雙極板密度測(cè)試裝置示意圖

5.4 數(shù)據(jù)處理

樣品在 25 ℃時(shí)的密度按照公式（2）進(jìn)行計(jì)算：

當(dāng)使用墜子時(shí)，樣品在 25 ℃時(shí)的密度按照公式（3）進(jìn)行計(jì)算：

取3個(gè)有效樣品為一組，計(jì)算出平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

6 雙極板材料電阻測(cè)試

6.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：四探針低阻測(cè)量?jī)x和低電阻測(cè)量?jī)x。 四探針低阻測(cè)量?jī)x：精度為0.1 mΩ?cm； 低電阻測(cè)量?jī)x：直流模式，精度為0.1 mΩ。
6.2 樣品準(zhǔn)備

6.2.1 樣品形狀為正方形（5 cm×5 cm），面積為 25 cm2，樣品形狀和尺寸也可由測(cè)試雙方協(xié)商決定。
6.2.2 樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
6.2.3 對(duì)于不同批次的雙極板材料，應(yīng)分別抽樣。

6.3 測(cè)試方法

6.3.1 體電阻率測(cè)試
6.3.1.1 每次測(cè)量前應(yīng)校準(zhǔn)測(cè)試儀的零點(diǎn)。測(cè)量時(shí)應(yīng)避免樣品變形、樣品表面灰塵等因素的影響。
6.3.1.2 用四探針低阻測(cè)量?jī)x分別在樣品的靠近邊緣和中心的至少 5 個(gè)部位測(cè)量，記錄不同部位體電 阻值。
6.3.2 接觸電阻測(cè)試
6.3.2.1 銅電極與導(dǎo)線之間的連接方式由測(cè)試雙方協(xié)商決定，將低電阻測(cè)量?jī)x對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響降至 最低。
6.3.2.2 按圖 2 所示將樣品裝在測(cè)試裝置上。用低阻測(cè)量?jī)x測(cè)量電阻值，測(cè)量電極為鍍金的銅電極。 測(cè)量時(shí)將樣品兩側(cè)放置 5 cm×5 cm 的炭紙作為支撐物，以進(jìn)一步改善接觸狀況。測(cè)試過(guò)程中，壓力每 增加 0.1 MPa 記錄一個(gè)電阻值，直到當(dāng)前電阻測(cè)試值與前一電阻測(cè)試值的變化率≤5 %，則認(rèn)為達(dá)到電 阻的最小值，停止測(cè)試。不同壓力下的電阻值記錄為 R1。
注：測(cè)試電流密度為1 A/cm2，也可由測(cè)試雙方協(xié)商決定。測(cè)量壓力范圍一般為0.1 MPa-2.0 MPa，可選取壓力為1.5 MPa時(shí)的電阻值，測(cè)試壓力也可根據(jù)電堆封裝力由測(cè)試雙方協(xié)商決定。
6.3.2.3 按照相同方法，將兩張 5 cm×5 cm 炭紙放置在兩銅電極間，按照 6.3.2.2 中所述的方法測(cè)試， 記錄不同壓力下的電阻值 R2。
注：每次測(cè)試使用同種規(guī)格的新炭紙。
注：樣品以在其兩側(cè)的炭紙作為支撐物，放置在兩塊鍍金銅電極之間。在銅電極兩側(cè)施加一定的壓力，通過(guò)記錄不 同壓力下的電流和電壓值，得到不同施加壓力下的電阻值。支撐層采用炭紙；電極采用鍍金金屬電極，一般為鍍金 銅電極。
6.4 數(shù)據(jù)處理

6.4.1 體電阻率按照公式（4）進(jìn)行計(jì)算：

注： G和D的取值可以按照J(rèn)JG 508中所述的方法進(jìn)行計(jì)算，一般也可從儀器使用說(shuō)明附表中查到。
6.4.2 接觸電阻按照公式（5）進(jìn)行計(jì)算：

式中： R——樣品與炭紙間的接觸電阻，單位為毫歐平方厘米（mΩ?cm2）； S——樣品與炭紙間的接觸面積，單位為平方厘米（cm2）；
R1——雙極板材料本體電阻、炭紙本體電阻、兩個(gè)雙極板與炭紙間接觸的電阻、兩個(gè)銅電極本體電 阻及兩個(gè)炭紙與銅電極間的接觸的電阻總和，單位為毫歐（mΩ）；
R2——兩個(gè)銅電極本體電阻、炭紙本體電阻及兩個(gè)炭紙與銅電極間的接觸的電阻總和，單位為毫歐
（mΩ）；
RBP——雙極板材料本體電阻，單位為毫歐（mΩ）； RCP——炭紙本體電阻，單位為毫歐（mΩ）。 注：雙極板的本體電阻及炭紙本體電阻相對(duì)于R1，數(shù)值比較小，因而可以忽略。 取3個(gè)樣品為一組，計(jì)算出平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

7 雙極板材料腐蝕電流密度測(cè)試

7.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：電化學(xué)恒電位測(cè)試儀及電化學(xué)測(cè)試池。
電化學(xué)測(cè)試池：采用 300 mL 通用電解池，用于盛放電解質(zhì)溶液。電解池材料為玻璃或塑料等耐腐 蝕性材料。通用電解池如圖 3 所示，電解池側(cè)面留有開(kāi)口 a，測(cè)試時(shí)用于放置樣品，利用樣品對(duì)開(kāi)口 a 進(jìn)行密封，樣品與電解質(zhì)溶液接觸側(cè)的有效面積至少為 1 cm2，或由雙方協(xié)商決定，作為工作電極。電 解池上部設(shè)有五個(gè)開(kāi)口，開(kāi)口 b 用于放置和參比電極相連的鹽橋，開(kāi)口 c 用于放置通氣管，開(kāi)口 d 用于 放置出氣管，開(kāi)口 e 用于放置輔助電極，開(kāi)口 f 用于置換溶液。開(kāi)口 a、b、e 呈一字排布。輔助電極正 對(duì)工作電極表面，間距 8 cm~10 cm。通氣管應(yīng)遠(yuǎn)離側(cè)壁，下端應(yīng)距離電極至少 5 cm。鹽橋?yàn)轸斀鹈?xì) 管盛裝飽和 KCl 瓊脂溶液所構(gòu)成的體系，毛細(xì)管下端連接至距離工作電極表面 1 mm~3 mm 處。參比電 極下端應(yīng)在電解質(zhì)溶液液面以上至少 5 mm。電解池需配備控溫裝置，控溫偏差在±2 ℃以內(nèi)，控溫裝 置如需插入電解質(zhì)溶液則需遠(yuǎn)離電極至少 5 cm。

圖3 通用電解池示意圖

7.2 樣品制備

7.2.1 按測(cè)試要求截取一定尺寸送試材料作為樣品。
7.2.2 樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
7.2.3 對(duì)于不同批次的雙極板材料，應(yīng)分別抽樣。
7.2.4 用乙醇等溶劑清洗樣品表面，并在氮?dú)鈿夥障?80 ℃干燥 10 min。
7.3 測(cè)試方法

7.3.1 開(kāi)路電位測(cè)試
開(kāi)路電位測(cè)試步驟如下： a）以樣品為工作電極，以飽和甘汞電極為參比電極，以鉑片或鉑網(wǎng)為輔助電極進(jìn)行測(cè)試。 b）向溫度為80 ℃、含5 ppm F-的0.5 M的H2SO4電解質(zhì)溶液中以20 mL/min的流速通入空氣或氫氣。
通氣體15 min后體系穩(wěn)定即可開(kāi)始試驗(yàn)。
注：F-可使用NaF、KF或HF溶液。相關(guān)化學(xué)品使用操作應(yīng)滿足《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》要求。下文涉及F-要求 與此要求相同。
c）分別在模擬陰極、陽(yáng)極環(huán)境下進(jìn)行開(kāi)路電位測(cè)試，持續(xù)30 min，若電位穩(wěn)定即可開(kāi)始腐蝕測(cè)試。 動(dòng)電位測(cè)試和恒電位測(cè)試前均需執(zhí)行一次該測(cè)試。
7.3.2 動(dòng)電位測(cè)試
動(dòng)電位測(cè)試步驟如下： a）以樣品為工作電極，以飽和甘汞電極為參比電極，以鉑片或鉑網(wǎng)為輔助電極進(jìn)行測(cè)試。 b）向溫度為 80 ℃、含 5 ppm F-的 0.5 M 的 H2SO4 電解質(zhì)溶液中以 20 mL/min 的流速通入空氣或氫
氣，以模擬燃料電池陰極或陽(yáng)極環(huán)境。通氣體 15 min 后體系穩(wěn)定即可開(kāi)始試驗(yàn)。
c）對(duì)樣品進(jìn)行線性電位掃描。掃描速率為 2 mV/s，電位掃描范圍為-0.5 V～1.4 V（vs. SCE），不 同氣體環(huán)境分別記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
d）對(duì)測(cè)得的線性電位掃描曲線進(jìn)行塔菲爾（Tafel）擬合，塔菲爾直線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電流即為樣 品的腐蝕電流。
7.3.3 恒電位測(cè)試
恒電位測(cè)試步驟如下：
a）以樣品為工作電極，以飽和甘汞電極為參比電極，以鉑片或鉑網(wǎng)為輔助電極進(jìn)行測(cè)試。
b） 向溫度為80 ℃、含5 ppm F-的0.5 M的H2SO4電解質(zhì)溶液中以20 mL/min的流速通入氧氣空氣或 氫氣，以模擬燃料電池陰極或陽(yáng)極環(huán)境。
c）對(duì)模擬的陰極和陽(yáng)極環(huán)境中的樣品分別使用0.6 V（vs. SCE）和-0.1 V（vs. SCE）的電位，并至 少保持4 h，實(shí)際時(shí)間可以由雙方協(xié)商決定。
d）對(duì)測(cè)得的極化曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，選取穩(wěn)定后的最后五分鐘的平均值為恒電位下穩(wěn)定腐蝕電流。
7.4 數(shù)據(jù)處理
取 3 個(gè)有效樣品為一組，計(jì)算出平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

8 雙極板部件面積利用率測(cè)試

8.1 測(cè)試儀器

輪廓測(cè)試儀：精度為 0.1 mm。
注：所有能實(shí)現(xiàn)輪廓測(cè)試的儀器設(shè)備均可。

8.2 樣品準(zhǔn)備

8.2.1 樣品為完整雙極板，數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
8.2.2 對(duì)于不同批次的雙極板，應(yīng)分別抽樣。

8.3 測(cè)試方法

8.3.1 將樣品放置于工作臺(tái)上，用透明板施加一定的壓力將樣品壓平，透明板的尺寸大于樣品尺寸， 透明板的材質(zhì)、厚度及壓力由測(cè)試雙方協(xié)商決定。
8.3.2 利用輪廓測(cè)試儀測(cè)量樣品總平面投影的外圍輪廓包含的幾何面積，為雙極板總面積 S0。
8.3.3 由測(cè)試委托方提供與樣品相匹配膜電極的型號(hào)以及陰極活性區(qū)域相對(duì)應(yīng)的面積，作為雙極板流 場(chǎng)部分的面積 S，并在報(bào)告中標(biāo)注膜電極型號(hào)。
8.4 數(shù)據(jù)處理

8.4.1 雙極板的面積利用率按照公式（7）進(jìn)行計(jì)算：

9 雙極板部件厚度均勻性測(cè)試

9.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括測(cè)厚儀和游標(biāo)卡尺。 測(cè)厚儀：精度為 1 μm，用于測(cè)試雙極板的厚度；
游標(biāo)卡尺：精度為 0.01 mm，用于測(cè)試雙極板的長(zhǎng)度和寬度。
9.2 樣品準(zhǔn)備

9.2.1 樣品為完整雙極板，樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
9.2.2 對(duì)于不同批次的雙極板，應(yīng)分別抽樣。

9.3 測(cè)試方法

9.3.1 每次測(cè)量前應(yīng)校準(zhǔn)測(cè)試儀的零點(diǎn)，且在每次試樣測(cè)量后應(yīng)重新檢查其零點(diǎn)。
9.3.2 測(cè)量時(shí)對(duì)被測(cè)區(qū)域懸置或施加一定壓力，避免受到雙極板翹曲等因素的影響，具體方法可由測(cè) 試雙方協(xié)商決定。
9.3.3 測(cè)量時(shí)將測(cè)厚儀測(cè)量頭平緩放下，避免樣品變形和破損。測(cè)試在室溫條件下進(jìn)行。
9.3.4 樣品測(cè)試取點(diǎn)示意圖如圖 4 所示，在樣品活性區(qū)內(nèi)分別沿雙極板長(zhǎng)度和寬度方向的中心對(duì)稱均
勻分布且布滿樣品活性區(qū)域，樣品的測(cè)試點(diǎn)不少于 9 個(gè)。
注：雙極板的活性區(qū)主要測(cè)試雙極板脊背部分的厚度，溝槽部分的厚度不考慮在內(nèi)。

圖4 樣品厚度測(cè)試取點(diǎn)示意圖

9.4 數(shù)據(jù)處理

9.4.1 樣品的厚度均勻性用平均厚度、厚度極差以及厚度標(biāo)準(zhǔn)差表示。
9.4.2 雙極板的平均厚度按照公式（8）進(jìn)行計(jì)算：

10 雙極板部件平面度測(cè)試

10.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：平面度測(cè)試儀和測(cè)試臺(tái)。 平面度測(cè)試儀：精度為 1 μm； 測(cè)試臺(tái)：要求平整及穩(wěn)定。
10.2 樣品準(zhǔn)備

10.2.1 樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
10.2.2 對(duì)于不同批次的雙極板，應(yīng)分別抽樣。

10.3 測(cè)試方法

10.3.1 每次測(cè)量前應(yīng)校準(zhǔn)測(cè)試儀的零點(diǎn)，且在每次試樣測(cè)量后應(yīng)重新檢查其零點(diǎn)。
10.3.2 按照 GB/T 1958 中所述的方法，確定樣品被測(cè)表面及測(cè)量界限；使用正壓壓平或負(fù)壓吸平等方 法對(duì)被測(cè)區(qū)域總平面投影面積施加 1.5 MPa 壓力，測(cè)試壓力也可由測(cè)試雙方協(xié)商決定以保證被測(cè)區(qū)域平 整。按一定的提取方案對(duì)被測(cè)平面進(jìn)行提取，得到提取表面。
10.3.3 對(duì)提取表面采用最小區(qū)域法進(jìn)行擬合，得到擬合平面。一般儀器具有自動(dòng)進(jìn)行局部平面度參考 面構(gòu)建及結(jié)果計(jì)算的能力。
10.3.4 測(cè)試雙極板的平面度。
注：雙極板的活性區(qū)主要測(cè)試雙極板的脊背部分，雙極板的溝槽部分不考慮在內(nèi)。

10.4 數(shù)據(jù)處理
平面度為樣品提取表面上的最高峰點(diǎn)和最低谷點(diǎn)到擬合平面的距離值之和，按照公式（11）進(jìn)行計(jì)算:

11 雙極板部件相對(duì)平整度測(cè)試

11.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：高度測(cè)量?jī)x、游標(biāo)卡尺和測(cè)試臺(tái)，要求如下
a) 高度測(cè)量?jī)x：精度為 0.01 mm；
b) 游標(biāo)卡尺：精度為 0.01 mm，用于測(cè)試雙極板的長(zhǎng)度；
c) 測(cè)試臺(tái)：要求平整及穩(wěn)定。
11.2 樣品準(zhǔn)備

11.2.1 樣品為完整雙極板，樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
11.2.2 對(duì)于不同批次的雙極板，應(yīng)分別抽樣。

11.3 測(cè)試方法

11.3.1 每次測(cè)量前應(yīng)校準(zhǔn)測(cè)試儀的零點(diǎn)，且在每次試樣測(cè)量后應(yīng)重新檢查其零點(diǎn)。
11.3.2 將樣品的裝配基準(zhǔn)面放置在測(cè)試臺(tái)平面上，使用高度測(cè)量?jī)x測(cè)量樣品上表面最高處到測(cè)試臺(tái)平 面的垂直距離 h。
11.3.3 對(duì)樣品施加一定壓力以保證樣品平整，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量樣品外圍輪廓上任意兩點(diǎn)間的最大直 線距離 l。
11.3.4 按照 9.3 規(guī)定的方法，測(cè)量雙極板的平均厚度 d。
11.4 數(shù)據(jù)處理

雙極板的相對(duì)平整度，按照公式（12）進(jìn)行計(jì)算:

12 雙極板部件接觸電阻測(cè)試

12.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：低電阻測(cè)量?jī)x。 低電阻測(cè)量?jī)x：直流模式，精度為 0.01 mΩ。
12.2 樣品準(zhǔn)備

12.2.1 樣品為完整雙極板，樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
12.2.2 對(duì)于不同批次的雙極板，應(yīng)分別抽樣。

12.3 測(cè)試方法

12.3.1 按照 6.3.2 規(guī)定的方法對(duì)樣品的接觸電阻進(jìn)行測(cè)試。

注：測(cè)試電流密度為1 A/cm2，也可由測(cè)試雙方協(xié)商決定。測(cè)量壓力按雙極板被測(cè)區(qū)域總平面投影面積計(jì)算，范圍 一般為0.1 MPa~2.0 MPa，可選取壓力為1.5 MPa時(shí)的電阻值，測(cè)試壓力也可根據(jù)電堆封裝力由測(cè)試雙方協(xié)商決定。 12.3.2 按 6.4.2 規(guī)定的方法對(duì)樣品接觸電阻進(jìn)行計(jì)算。

13 雙極板部件氣密性測(cè)試

13.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：質(zhì)量流量計(jì)、壓力表、密封夾具及氣體管路及閥門。 質(zhì)量流量計(jì)：準(zhǔn)確度等級(jí)滿足0.5級(jí)要求。質(zhì)量流量計(jì)布置在氫氣腔、空氣腔及冷卻劑進(jìn)口前的總
管、冷卻劑腔進(jìn)口前的支管、冷卻劑腔出口后的支管、氫氣腔出口后的支管上?？梢苑謩e使用多個(gè)質(zhì)量 流量計(jì)，或者通過(guò)閥門和氣體管路配合進(jìn)行共用。
壓力表：準(zhǔn)確度等級(jí)滿足0.4級(jí)要求。 氣體管路及閥門：應(yīng)能密封并通過(guò)閥門封閉或開(kāi)放雙極板氫氣腔、空氣腔及冷卻劑腔進(jìn)口和出口。
13.2 樣品制備

13.2.1 樣品供應(yīng)方同時(shí)提供完整雙極板及與其配套的夾具和密封件。
13.2.2 樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
13.2.3 對(duì)于不同批次的雙極板，應(yīng)分別抽樣。

13.3 測(cè)試方法

13.3.1 在（25±2）℃條件下，將雙極板置于配套的夾具之間，通過(guò)夾具密封并隔離雙極板冷卻劑腔、 氫氣腔及空氣腔，隨后對(duì)雙極板進(jìn)行外漏測(cè)試和竄漏測(cè)試。測(cè)試前確保夾具密封性能良好。
13.3.2 測(cè)試介質(zhì)可為空氣、氮?dú)饣蚨栊詺怏w，測(cè)試介質(zhì)及測(cè)試壓力可以由雙方協(xié)商決定，并在報(bào)告中 標(biāo)注。
13.3.3 總外漏測(cè)試時(shí)，測(cè)試介質(zhì)壓力至少為 200 kPa（表壓）。封閉雙極板氫氣腔、空氣腔及冷卻劑 腔出口，開(kāi)放雙極板氫氣腔、空氣腔及冷卻劑腔進(jìn)口，將測(cè)試介質(zhì)通過(guò)總管同時(shí)通入雙極板的氫氣腔、 空氣腔及冷卻劑腔進(jìn)口，待總管前的質(zhì)量流量計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后記錄數(shù)值即為總外漏量。
13.3.4 冷卻劑腔外漏測(cè)試時(shí)，測(cè)試介質(zhì)壓力至少為 200 kPa（表壓）。封閉雙極板氫氣腔、空氣腔及冷卻劑腔出口，開(kāi)放雙極板氫氣腔、空氣腔及冷卻劑腔進(jìn)口，將測(cè)試介質(zhì)通過(guò)總管同時(shí)通入雙極板的氫 氣腔、空氣腔及冷卻劑腔進(jìn)口，待冷卻劑腔進(jìn)口支管前的質(zhì)量流量計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后記錄數(shù)值即為冷卻劑腔 外漏量。
13.3.5 氫氣腔、空氣腔到冷卻劑腔竄漏測(cè)試時(shí)，測(cè)試介質(zhì)壓力至少為 50 kPa（表壓）。封閉雙極板氫 氣腔、空氣腔出口及冷卻劑腔進(jìn)口，開(kāi)放雙極板氫氣腔、空氣腔進(jìn)口及冷卻劑腔出口，將測(cè)試介質(zhì)通過(guò) 總管同時(shí)通入雙極板的氫氣腔及空氣腔進(jìn)口，待冷卻劑腔出口支管后的質(zhì)量流量計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后記錄數(shù)值 即為氫氣腔、空氣腔到冷卻劑腔竄漏量。
13.3.6 空氣腔到氫氣腔竄漏測(cè)試時(shí)，測(cè)試介質(zhì)壓力至少為 50 kPa（表壓）。封閉雙極板氫氣腔、冷卻 劑腔進(jìn)口及空氣腔、冷卻劑腔出口，開(kāi)放雙極板空氣腔進(jìn)口及氫氣腔出口，將測(cè)試介質(zhì)通入雙極板的空 氣腔進(jìn)口，待氫氣腔出口支管后的質(zhì)量流量計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后記錄數(shù)值即為空氣腔到氫氣腔竄漏量。
13.4 數(shù)據(jù)處理

取3個(gè)有效樣品為一組，計(jì)算出平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

14 雙極板部件水接觸角測(cè)試

14.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器：接觸角測(cè)量?jī)x。

14.2 樣品制備

14.2.1 樣品取樣尺寸和位置由測(cè)試雙方協(xié)商決定。
14.2.2 用乙醇擦拭樣品表面，以除去樣品表面的油脂或其他污染物。
14.2.3 注意保護(hù)好試樣表面，不應(yīng)觸摸待測(cè)區(qū)域。

14.3 測(cè)試方法

水接觸角測(cè)試方法按照GB/T 30693-2014第10章的規(guī)定進(jìn)行，水接觸角測(cè)試過(guò)程如圖5所示。

圖5 水接觸角測(cè)試過(guò)程示意圖

14.4 數(shù)據(jù)處理

樣品水接觸角的平均值按照公式（13）進(jìn)行計(jì)算。

15 雙極板部件涂層厚度測(cè)試

15.1 測(cè)試儀器
測(cè)試儀器包括：金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針顯微分析儀。
注：金相顯微鏡厚度測(cè)量不確定度為 0.5 μm；
15.2 樣品制備

涂層厚度樣品制備應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：
a）從待測(cè)雙極板上切割一塊試樣，切割面與涂層表面垂直； b）對(duì)切割試樣金相鑲嵌，并對(duì)橫斷面進(jìn)行研磨、拋光，經(jīng)處理后的橫斷面垂直于涂層表面； c）表面平整，測(cè)量時(shí)涂層整個(gè)寬度在使用的放大倍數(shù)下可以同時(shí)聚焦； d）由于切割和制備橫斷面所引起的變形材質(zhì)要去掉；
e）制備雙極板的試樣不少于 5 個(gè)，且均勻分布。
15.3 測(cè)試方法
根據(jù)涂層厚度、涂層界面分界線選擇合適的測(cè)試方法：
a）涂層厚度為微米級(jí)別，可采用驗(yàn)證或校準(zhǔn)過(guò)的載物臺(tái)測(cè)微計(jì)校準(zhǔn)顯微鏡及其測(cè)量裝置對(duì)樣品橫 斷面進(jìn)行形貌分析和初步的厚度測(cè)量，利用校正過(guò)的顯微鏡境內(nèi)標(biāo)尺測(cè)量涂層橫斷面的寬度，在同一位 置上，每次測(cè)量至少是三次讀數(shù)的平均值；沿顯微斷面長(zhǎng)度至少取五點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量；
b）涂層厚度在亞微米至幾十納米級(jí)別，且極板基體界面與涂層界面清晰時(shí)，可采用掃描電子顯微 鏡對(duì)樣品橫斷面進(jìn)行形貌分析和初步的厚度測(cè)量，具體測(cè)量方法及數(shù)據(jù)處理按照 GB/T 31563 規(guī)定進(jìn)行；
c）金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡初步測(cè)試得到極板基體和涂層界面的分界線不明顯，且涂層厚度 小于 50 nm 時(shí)，可采用電子探針顯微分析儀進(jìn)行成分線掃描，具體測(cè)量方法及數(shù)據(jù)處理按照 GB/T 28634 規(guī)定進(jìn)行。
15.4 數(shù)據(jù)處理
平均厚度按照公式（14）計(jì)算：
16 雙極板部件涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試
16.1 測(cè)試儀器
測(cè)試儀器包括劃痕儀及金剛石壓頭。
注：金剛石壓頭應(yīng)符合 GB/T 230.2 的洛氏（HRC）硬度計(jì)要求。

16.2 樣品準(zhǔn)備

16.2.1 清洗試樣并干燥，試樣表面應(yīng)無(wú)明顯油污、水氣和污漬；
16.2.2 試樣的基體、界面和涂層在劃擦經(jīng)過(guò)的范圍內(nèi)，應(yīng)保持平整，組分、顯微結(jié)構(gòu)、密度、殘余應(yīng) 力和厚度等應(yīng)盡可能均勻一致；
16.2.3 試樣的表面粗糙度 Ra＜0.5 μm；
16.2.4 對(duì)于不同批次的雙極板，應(yīng)分別抽樣。

16.3 測(cè)試方法
按照 GB/T 30707-2014 中 6.1 規(guī)定進(jìn)行。
16.4 數(shù)據(jù)處理
按照 GB/T 30707-2014 中 6.2 規(guī)定進(jìn)行。

17 雙極板部件腐蝕電流密度測(cè)試

17.1 測(cè)試儀器

按照7.1規(guī)定的儀器進(jìn)行試驗(yàn)。
17.2 樣品制備

17.2.1 按測(cè)試要求截取一定尺寸送試樣品。
17.2.2 樣品數(shù)量為 5 個(gè)（保證得到 3 個(gè)有效值），應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
17.2.3 對(duì)于不同批次的雙極板材料，應(yīng)分別抽樣。
17.2.4 用乙醇等溶劑清洗樣品表面，并在氮?dú)鈿夥障?80 ℃干燥 10 min。
17.2.5 按照電解池側(cè)面開(kāi)口形狀對(duì)流道進(jìn)行密封，形成投影面積與開(kāi)口面積相同的工作表面，保證試 驗(yàn)時(shí)不會(huì)漏液。
17.2.6 成品雙極板活性區(qū)如有焊點(diǎn)，樣品表面應(yīng)至少包含一個(gè)焊點(diǎn)并位于樣品中心。

17.3 測(cè)試方法

按照7.3規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。
17.4 數(shù)據(jù)處理

按照7.4規(guī)定的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

18 雙極板部件比熱容測(cè)試

18.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：差示掃描量熱儀、坩堝和分析天平。 差示掃描量熱儀：符合 GB/T 19466.4-2016 中 5.1 的規(guī)定；
坩堝：符合 GB/T 19466.4-2016 中 5.2 的規(guī)定；
分析天平：符合 GB/T 19466.4-2016 中 5.3 的規(guī)定。
18.2 樣品制備

18.2.1 在極板活性區(qū)內(nèi)均勻裁取樣品，樣品重量≥1 mg，樣品不少于 3 個(gè)。
18.2.2 用乙醇擦拭樣品表面，以除去樣品表面的油脂或其他污染物。

18.3 測(cè)試方法

按照GB/T 19466.4-2016第8章的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。
18.4 數(shù)據(jù)處理

按照GB/T 19466.4-2016中9.1的規(guī)定進(jìn)行處理。

19 雙極板部件熱導(dǎo)率測(cè)試

19.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：差示掃描量熱儀、激光導(dǎo)熱儀及千分尺，儀器要求如下：
a) 差示掃描量熱儀：見(jiàn) GB/T 19466.4-2016 中 5.1；
b) 激光導(dǎo)熱儀：見(jiàn) GB/T 22588-2008 中第 7 章； c) 千分尺：精度 0.01mm。
19.2 樣品制備

19.2.1 裁取對(duì)應(yīng)膜電極有效面積區(qū)域的極板，裁剪為圓片形，直徑 6 mm~18 mm。
19.2.2 用乙醇擦拭樣品表面，以除去表面樣品的油脂或其他污染物。

19.3 測(cè)試方法

按照GB/T 22588-2008中第10章的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。
19.4 數(shù)據(jù)處理

19.4.1 熱擴(kuò)散系數(shù) α
按照GB/T 22588-2008中第1章的規(guī)定進(jìn)行處理。
19.4.2 導(dǎo)熱系數(shù) λ
按照GB/T 22588-2008中5.4的規(guī)定進(jìn)行處理。

20 雙極板部件析出離子成分和濃度測(cè)試

20.1 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器包括：燒杯、加熱器、溫度控制器、離子色譜儀及電感耦合等離子體-光學(xué)發(fā)射光譜檢測(cè) 設(shè)備。
20.2 樣品制備
20.2.1 石墨雙極板樣品溶液的制備步驟如下：
a）樣品形狀為長(zhǎng)方形（5 cm×5 cm），面積為 25 cm2，取樣為極板流道部分；樣品形狀和尺寸也可 由測(cè)試雙方協(xié)商決定。
b）將樣品放入 500 mL 燒杯中，加入 250 mL 含 5×10-6 F-的 0.5 M 的 H2SO4 溶液。
c）將燒杯加熱到 80℃，恒溫至少 1 h；溫度及恒溫時(shí)間也可由測(cè)試雙方協(xié)商決定，溫度要求不低 于燃料電池電堆工作溫度。
d）采集燒杯中溶液，作為待測(cè)溶液。
20.2.2 金屬雙極板樣品溶液的制備步驟如下：
a）進(jìn)行第 17 章雙極板部件恒電位測(cè)試；
b）取測(cè)試后的溶液作為待測(cè)溶液。
20.3 測(cè)試方法

20.3.1 將待測(cè)溶液進(jìn)行電感耦合等離子體-光學(xué)發(fā)射光譜測(cè)試，記錄兩種溶液中鐵、鎳、銅等金屬離 子濃度。詳細(xì)方法按照 GB/T 30902 執(zhí)行。
20.3.2 將待測(cè)液稀釋或濃縮（溶劑萃取或固相萃取等）至合適的濃度范圍內(nèi)，再配置成測(cè)定用樣品溶 液后進(jìn)行陰離子測(cè)定。測(cè)定用樣品應(yīng)能溶于洗脫劑中。樣品雜質(zhì)成分和目標(biāo)成分的分離，詳細(xì)方法參照 GB/T 34672。
20.4 數(shù)據(jù)處理

20.4.1 金屬離子成分、濃度分析 按照公式（15）進(jìn)行計(jì)算：
在相同條件下將測(cè)定得到的標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液中的未知物色譜圖保留時(shí)間進(jìn)行比較。按照GB/T 34672-2017中第10章的規(guī)定進(jìn)行。

21 試驗(yàn)準(zhǔn)備及試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)準(zhǔn)備參見(jiàn)附錄B，試驗(yàn)報(bào)告參見(jiàn)附錄C。