一种柔性石墨极板压缩率检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及石墨极检测技术领域，具体涉及一种柔性石墨极板压缩率检测装置。


背景技术：

2.质子交换膜燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。在典型的质子交换膜燃料电池中，膜电极一般放在两块导电的极板之间，两块极板上均开设有导流槽，导流槽开设在与膜电极接触的极板表面，通过压铸、冲压或机械铣刻形成，其数量在一条以上；在一个质子交换膜燃料电池的单电池构造中，只存在一个膜电极和两块单片极板，两块单极板分设在膜电极两边，一个用于燃料的阳极单极板，另一个用于氧化剂的阴极单极板；将二者的防冻液导流面粘接到一起构成一块完整的双极板。双极板上导流槽的作用是将燃料及氧化剂分别导入膜电极两边的阳极区、阴极区，双极板既作为电流集流板，也是膜电极两边的机械支撑。单极板可以由金属材料制成，也可以由石墨材料制成。
3.双极板外侧的导流槽既是燃料及氧化剂进入阳极和阴极表面的通道，也是将电池运行过程中生成的水带走的排水通道。双极板内侧的防冻液导流槽通入防冻液后，用于维持双极板及膜电极表面的温度在合理的范围内，故而极板的压缩率会直接影响加工生产导流槽的成品率及导流槽在使用过程中的稳定性，因此开发一种精度高，操作方便的柔性石墨极板压缩率检测装置是十分必要的。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本实用新型实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种柔性石墨极板压缩率检测装置。
5.作为本实用新型实施例提供了一种柔性石墨极板压缩率检测装置，所述检测装置包括压块、直线轴承、导向轴、千分表及底板，所述直线轴承通过轴承座与所述压块固定连接，所述直线轴承套设于导向轴，所述导向轴的顶部与底板连接，所述压块上设置有开槽锁紧结构，所述千分表安装在所述开槽锁紧结构上，所述千分表的测杆轴线垂直于所述底板的顶面。
6.进一步地，所述开槽锁紧结构的槽两侧分别开有螺纹孔和通孔，所述千分表的测杆穿过所述通孔，所述螺纹孔与第一螺钉配合调节所述通孔的大小。
7.进一步地，所述压块设置为骨型压块，所述骨型压块的两侧分别设置有直线轴承，所述直线轴承的轴承座通过第二螺钉固定在所述骨型压块顶面，所述骨型压块通过直线轴承上下运动。
8.进一步地，所述底板设置有通孔，第三螺钉穿过通孔与所述导向轴固定连接。
9.进一步地，所述底板中间位置顶部设置有第一凸台，所述压块底部设置有第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台相对设置。
10.进一步地，所述第一凸台与第二凸台的高度相同，所述第一凸台相对于底板顶面的高度为0.5
‑
1mm。
11.进一步地，所述千分表压头的端面与所述第一凸台的顶面平行。
12.进一步地，所述底板与压机固定。
13.本实用新型实施例至少实现了如下技术效果：
14.本实用新型实施例通过直线轴承同步带动压块及千压表上下运动，收集柔性石墨板局部的压缩率数据，提高了柔性石墨极板压缩率及回弹力检测的精确性，且操作简单，另外，通过本检测方法的数据收集，为燃料电池电堆从检测到压堆整个生产环节提供更准确的数据支撑，能够更好把控压堆及气密性检漏时的压力范围。
15.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所记载的结构来实现和获得。
16.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
17.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
18.图1为本实用新型实施例的柔性石墨板压缩率检测装置示意图；
19.图2为本实用新型实施例的柔性石墨板压缩率检测装置拆分示意图；
20.附图说明：1、千分表；2、第二螺钉；3、直线轴承；4、导向轴；5、压块；6、底板；7、第三螺钉；8、第一螺钉；9、轴承座；10、开槽锁紧结构。
具体实施方式
21.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
22.附图和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
23.本实用新型实施针对由柔性石墨材料制成的极板，属于石墨材料。
24.在一个实施例中，如图1
‑
2所示，提供一种柔性石墨极板压缩率检测装置，所述检测装置包括压块5、直线轴承3、导向轴4、千分表1及底板6，所述直线轴承3通过轴承座9与所述压块5固定连接，所述直线轴承3套设于导向轴4，所述导向轴4的顶部与底板6连接，所述压块5上设置有开槽锁紧结构10，所述千分表1安装在所述开槽锁紧结构10上，所述千分表1的测杆轴线垂直于所述底板6的顶面。
25.在本实施例中，位于千分表1表盘下方的测杆垂直于底板6，直线轴承3可以带动压块延导向轴4上下滑动，通过设置在压块5上的开槽锁紧结构10固定千分表1，保证压块能够带动千分表1同时上下运动，将柔性石墨极板放置在底板上，对检测装置施加压力，从而实
现柔性石墨板局部压缩率检测，同时也可以依靠外部压机提供下压力及压力数据变化的信号输出。本实施例通过千分表将被测尺寸引起的测杆微小直线移动，经过齿轮传动放大，变为指计在刻度盘上的转动，从而读出被测尺寸的大小，且通过千分表与压杆的同步运动，能够保证检测数据更精确。
26.在一个实施例中，所述开槽锁紧结构的槽两侧分别开有螺纹孔和通孔，所述千分表1的测杆穿过所述通孔，所述螺纹孔与第一螺钉8配合调节所述通孔的大小。在本实施例中，将开槽锁紧结构设置为固定千分表的表座或表架，稳定可靠，装夹指示表时，通过第一螺钉调节开槽锁紧结构的夹紧力，螺纹锁紧力锁紧千分表1，对千分表1进行定位锁紧，保证夹紧力不能过大，以免通孔变形卡住测杆。
27.在一个实施例中，所述压块5设置为骨型压块，所述骨型压块的两侧分别设置有直线轴承，所述直线轴承的轴承座9通过第二螺钉2固定在所述骨型压块顶面，所述骨型压块通过直线轴承3上下运动。在本实施例中，骨型压块可以通过两个直线轴承带动延导向轴上下运动，不仅使用过程中，上下运动更可靠稳定，提升检测精度，且骨型结构可以节约空间的同时方便操作。
28.在一个实施例中，所述底板6设置有通孔，第三螺钉7穿过通孔与所述导向轴4固定连接。在本实施例中，导向轴通过螺钉与底板固定，安装方便，结构稳固。
29.在一个实施例中，所述底板中间位置顶部设置有第一凸台，所述压块底部设置有第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台相对设置。在本实施例中，可以将柔性石墨板的切片试样放在第一凸台上，在使用前，根据第一凸台的高度校正千分表侧杆压头的位置，保证位置更精确，从而提升测量的准确性。
30.在一个实施例中，所述第一凸台与第二凸台的高度相同，所述第一凸台相对于底板顶面的高度为0.5
‑
1mm。在本实施例中，第一凸台可以高于底板6上平面0.5、0.8、1mm等，压块5和底板6的凸台可以采用精加工及研磨处理，提高两端凸台接触时的平面度及粗糙度，凸台平面度不高于0.01mm,粗糙度不高于0.2μm。
31.在一个实施例中，所述千分表压头的端面与所述第一凸台的顶面平行。其中，压头下端面与第一凸台的平行度可以设置为0.002mm。
32.在一个实施例中，所述底板与压机固定。其中，可以将底板固定在压机上，同时向底板及压块施加一定压力，也可以底板与压机同时固定在工作台上，使得千分表压头获得一定负荷。
33.基于与上述实施例同一实用新型构思，在一个实施例中，还提供一种柔性石墨极板压缩率检测方法，所述检测方法包括，
34.s11将所述柔性石墨板局部位置切成预设尺寸的柔性石墨板切片；
35.s12调整千分表压头位置并清零；
36.s13放置所述柔性石墨板切片在如上述实施例所述柔性石墨极板压缩率检测装置的底板的检测位置；
37.s14通过压机对所述柔性石墨极板压缩率检测装置施加与柔性石墨板相匹配的压力,获得压缩率；
38.s15同时检测回弹力的变化，记录压机提供的数据输出信号。
39.在本实施例中，将柔性石墨板切片放置在千分表压头与底板之间，可以对压头匀
速施加初负荷，例如15n、20n，维持一段时间，例如10、20秒，记录试样的厚度，再在设定时间内施加匀速施加一个主负荷压力，维持一段时间，例如30、60秒后，记录切片的厚度，撤掉主负荷压力，在维持一段时间后，例如30、60秒，记录切片回到初负荷的厚度，如此反复重复上述步骤，测得切片不同位置的厚度，通过压缩率及回弹率的计算公式，即可得到柔性石墨板的压缩率及回弹率；本实施例中压机还可以实时获取上述数据，并将上述数据传输到控制系统，实时记录柔性石墨板的参数。
40.上述实施例收集柔性石墨板局部的压缩率数据，通过数据的收集，为燃料电池电堆从检测到压堆整个生产环节提供数据支撑，能够更好把控压堆及气密性检漏时的压力范围。
41.应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
42.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。