作為燃料電池堆核心部件之一，雙極板擔(dān)當(dāng)配氣、導(dǎo)電、傳熱、支撐結(jié)構(gòu)等作用。合格的雙極板產(chǎn)品通常需要經(jīng)過特性測試，測試項目包含平面度、腐蝕電流密度、接觸電阻、體電阻率、透氣率、抗彎強(qiáng)度、阻力降、面積利用率、厚度均勻性、密度和重量等。

平面度

平面度亦稱平整度，是產(chǎn)品幾何規(guī)范中常見的四項形狀公差之一，也是評定產(chǎn)品成形表面質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一。對于燃料電池雙極板，定義為雙極板的脊背部分具有的宏觀凹凸高度相對理想平面的偏差。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。

腐蝕電流密度

雙極板的腐蝕電流密度定義為單位面積雙極板材料在燃料電池運(yùn)行環(huán)境中，在腐蝕電位下由于電化學(xué)或化學(xué)作用引起的破壞產(chǎn)生的電流值，單位為μA/cm2。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。

美國能源部(DOE)xin雙極板技術(shù)指標(biāo)

接觸電阻

接觸電阻本意指兩種材料的接觸部分產(chǎn)生的電阻。對于雙極板，定義為雙極板和氣體擴(kuò)散層之間的接觸電阻，單位為mΩ·cm2。雙極板的接觸電阻和雙極板有效利用率需要權(quán)衡；燃料電池電堆由多片燃料電池單體層疊裝配而成，組裝過程中螺栓夾緊力是影響接觸電阻的關(guān)鍵因素。美國能源部(DOE)xin發(fā)布的雙極板技術(shù)指標(biāo)提出2020年，雙極板的接觸電阻<10 mΩ·cm2。

體電阻率

雙極板體電阻率定義為雙極板材料本體的電阻率值，單位是mΩ·cm2。燃料電池單體的電阻主要由本體電阻和接觸電阻組成。在溫度一定的情況下，材料的電阻為R=ρL/S，其中ρ為電阻率，L為材料長度，S為截面積。

透氣率

雙極板透氣率定義為在一定試驗條件下，單位時間內(nèi)透過單位面積樣品的氣體量，單位為cm3/cm2·min或ml/cm2·min。雙極板透氣率包括雙極板材料透氣率和雙極板部件透氣率。燃料電池的安全包括氫安全、電安全和機(jī)械沖擊安全。雙極板透氣不僅影響其耐腐蝕性和壽命，還影響電池的氫安全。

抗彎強(qiáng)度

雙極板抗彎強(qiáng)度定義為在規(guī)定條件下，雙極板在彎曲過程中所能承受的大彎曲應(yīng)力，單位為Mpa。燃料電池雙極板須不僅需要具備優(yōu)良的氣密性、導(dǎo)電和傳熱性能外，還須滿足一定的機(jī)械強(qiáng)度以支撐電池結(jié)構(gòu)和裝配。

阻力降

雙極板阻力降定義為氣體流經(jīng)雙極板的進(jìn)出口壓力差。雙極板流場設(shè)計既要充分考慮氣體傳質(zhì)效率和排水作用，又不得忽略流場阻力降過大給燃料電池空氣系統(tǒng)帶來的大負(fù)擔(dān)效應(yīng)。國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 20042.6-2011質(zhì)子交換膜燃料電池第6部分：雙極板特性測試方法》中阻力降測試采用氣體介質(zhì)，實際燃料電池陰陽極流場工作在水氣兩相流環(huán)境下。

全電池分布云圖(上海氫晨)

面積利用率

雙極板的面積利用率亦稱有效面積比，即雙極板的有效面積(流場部分面積)與雙極板總面積的比值。雙極板面積利用率與電堆功率密度密切相關(guān)(流場部分之外的雙極板面積并不發(fā)電)。通常，面積利用率越大，功率密度越高。

厚度均勻性

雙極板厚度均勻性用厚度大值與小值之差以及厚度相對偏差表示，單位為mm。大值與小值之差△d=雙極板厚度大值dmax-雙極板厚度小值dmin。厚度相對偏差S=(某一點(diǎn)雙極板厚度測量值di-極板平均厚度d)/極板平均厚度d×100%。注意，雙極板的流場部分，主要測試雙極板脊背部分的厚度，溝槽部分的厚度不考慮在內(nèi)。