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原文传递一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极的测试设备及方法

专利名称：	一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极的测试设备及方法
摘要：	一种固体氧化物燃料电池薄膜电极的测试设备与方法，属于电化学测试领域。该设备包括高温热台、欧姆仪、电化学工作站、集流层喷涂模具和探针测试部件。集流层喷涂模具包括玻璃底板、卡位片和镂空掩片；探针测试部件包括折角探针和平面螺旋探针；所述方法包括电学测试和电化学测试，可根据具体测试需求使用测试探针组合对薄膜电极进行测试。本发明可以实现600‑1000℃温度范围内薄膜电极电学、电化学性能的快速精准测试，具有测试精确、效率高、节省空间等特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	赵晨欢;郑云;李一枫;张文强;于波;王建晨;陈靖
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910132670.1
公开号：	CN109725025A
代理机构：	北京鸿元知识产权代理有限公司
代理人：	邸更岩
分类号：	G01N27/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	100084 北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室
主权项：	1.一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极测试设备，包括高温热台(1)、喷金罐(2)、欧姆仪(3)和电化学工作站(4)，在所述的高温热台(1)内部设有微型加热腔(5)，微型加热腔两侧各有一个金属夹具(6)；其特征在于，所述测试设备还包括集流层喷涂模具(7)和探针测试部件(8)；所述集流层喷涂模具包括玻璃底板(9)、卡位片(10)和镂空掩片；所述的卡位片位于玻璃底板(9)上方，在卡位片上设置有大小不同的卡位孔，卡位片与玻璃底板之间采用可拆卸的连接结构；所述镂空掩片设置在卡位片(10)的上方，并通过导电胶固定在卡位片(10)上；所述镂空掩片包括梳状形镂空掩片(11)和长条形镂空掩片(12)；所述探针测试部件(8)包括折角探针(13)和平面螺旋探针(14)。 2.如权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极测试设备，其特征在于：所述折角探针(13)的弯折角度在90-120°范围内，其长柄部分为20-30mm，弯折部分为10-15mm。 3.如权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极测试设备，其特征在于：所述平面螺旋探针(14)由长柄部分、垂直部分和螺旋测试部分组成，其长柄部分的长度为20-30mm；垂直部分长度为10-15mm；螺旋测试部分为同一平面内的多层螺旋组成。 4.如权利要求3所述的一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极测试设备，其特征在于：螺旋测试部分为三层螺旋，最外层直径约10-12mm，中间层直径为6-8mm，最内层直径2-4mm。 5.如权利要求1-4任一权利要求所述的一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极的测试设备，其特征在于：所述梳状形镂空掩片(12)的镂空部分为梳状，梳柄一侧有平行排列的梳齿；所述长条形镂空掩片(13)的镂空部分为两个平行的长条形区域。 6.采用如权利要求1所述设备的一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极的电学测试方法，其特征在于该方法包括如下步骤： 1)使用装有长条形镂空掩片的集流层喷涂模具，将薄膜电极放入卡位片相应大小的卡位孔中； 2)将装有薄膜电极的集流层喷涂模具(7)放入喷金罐(2)内，在薄膜电极表面喷涂一层长条状集流层，之后取出带有长条状集流层的薄膜电极； 3)在薄膜电极上表面的长条状集流层的中心涂一点铂浆，然后在高温下烘干； 4)将带有长条状集流层的薄膜电极放在高温热台(1)内部的微型加热腔(5)内，使用两个折角探针，两个折角探针的尾端分别固定在微型加热腔(5)两侧的金属夹具(6)上，两个折角探针的尖端分别与两个长条状集流层中心处的铂浆点紧密接触； 5)将高温热台(1)外部电线与欧姆仪(3)连接，实现对薄膜电极的电学测试。 7.根据权利要求6所述的一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极的电学测试方法，其特征在于，所述的长条形集流层厚度为100-300nm。 8.采用如权利要求1所述设备的一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极的电化学测试方法，其特征在于所述方法包括如下步骤： 1)使用装有梳状镂空掩片的集流层喷涂模具，将薄膜电极放入卡位片相应大小的卡位孔中； 2)将装有薄膜电极的集流层喷涂模具(7)放入喷金罐(2)内，在薄膜电极表面喷涂一层梳状形集流层，之后取出带有梳状形集流层的薄膜电极； 3)在薄膜电极底面均匀地涂一层铂浆，在薄膜电极上表面的梳状形集流层的梳柄中心涂一点铂浆，然后在高温下烘干； 4)采用一个平面螺旋探针和一个折角探针，将其放在高温热台内部的微型加热腔(5)内，两个探针的尾端分别固定在微型加热腔(5)两侧的金属夹具(6)上； 5)将待测的薄膜电极放在平面螺旋探针的螺旋测试部分上，使薄膜电极底部的铂浆层与螺旋测试部分平行且紧密接触；调整折角探针(13)的折角，使折角探针(13)的尖端与薄膜电极表面梳状集流层梳柄中心处的铂浆点紧密接触； 6)将高温热台(1)外部电线与电化学工作站(4)连接，实现对薄膜电极的电化学测试。 9.根据权利要求8所述的一种固体氧化物燃料电池的薄膜电极的电化学测试方法，其特征在于，所述的梳状形集流层厚度为100-300nm。
所属类别：	发明专利