本發明專利技術提供一種燃料電池用氣體擴散層的界面粘合強度測量裝置。該裝置包括：一對負載施加部，各自粘合到構成燃料電池的氣體擴散層的基板的外表面和基板上涂布的微孔層的外表面，且配置成在基板和微孔層彼此分離的方向上施加張力。第一粘合部施用到負載施加部中的一個且粘合到基板，并且第二粘合部施用到負載施加部中的另一個且粘合到微孔層。另外，第一粘合部和第二粘合部分別包含與基板或微孔層的接觸角彼此不同的材料。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種，且更具 體地，涉及一種通過使用不同粘合劑將氣體擴散層粘合到一對息臂然后在氣體擴散層被分 離的方向上將力施加到氣體擴散層而在氣體擴散層中產生斷裂或剝離時定量檢測所施加 的負載的。
技術介紹
用于燃料電池車的電池組通常由數百單元電池構造，其中每個單元電池均包括膜 電極組件（MEA)、氣體擴散層（GDL)和隔板。在單元電池的該些部件之中，氣體擴散層用于 將沿隔板的通道供應的反應氣體即氨、空氣或氧均勻地供應到膜電極組件的表面。 特別地，氣體擴散層包括作為支架工作且具有紙形式、布形式或租形式的碳纖維 基板110W及W其涂布形式存在于基板110上的微孔層（MPL) 130,其中基板110和微孔層 130具有存在于其間的界面。然而，在許多氣體擴散層中，界面區域形成為如下形狀，即當涂 布微孔層時，具有預定粘度的碳糊部分地滲透到多孔基板110的表面中，而不是形成清晰 的界面。界面區域的厚度根據基板110的結構和微孔層130的材料的特征而變化。另外， 界面在結構上更脆弱，特別是在惡劣的燃料電池工作條件下。例如，當電池組重復地經歷干 /濕或凍結/解凍循環環境時，首先在界面上產生諸如斷裂、剝離等問題，該對燃料電池組 的耐久性具有很大影響。換句話說，界面粘合力已被識別為能夠確定燃料電池車壽命的重 要因素。 通常，作為測量界面粘合力的方法，已開發出透明膠帶測試方法、劃痕測試方法等 間接定性的方法，W及拉開測試方法、剝離測試方法等直接定量的方法。透明膠帶測試方法 是通過將具有預定長度的粘合膠帶附著到微孔層130的表面然后從微孔層130的表面脫離 該粘合膠帶來評價粘合力的方法。當微孔層130附著到粘合膠帶W從基板110脫離時，粘 合膠帶與微孔層130之間的粘合力大于微孔層130與基板110之間的粘合力。然而，該方 法僅可確定是否通過檢定。 另外，劃痕測試方法是當通過移動基板110且同時使用具有圓形端部的觸針 (stylus)在微孔層130的表面上增加負載而剝離微孔層130時通過閥值負載值評價粘合力 的方法。該方法的優點在于與其他方法相比，可更簡單地制備樣品，使得可W快速測量，但 缺點在于可能無法清楚地發現微孔層130的閥值負載與實際粘合力之間的關系。從透明膠 帶測試方法開發而來且設計成定量測量粘合力的剝離測試方法是通過在W預定速度從牢 固基板110脫離具有預定寬度的柔性條帶的同時測量施加的負載并將所測量的負載除W 條帶的寬度來計算剝離強度的方法。然而，剝離測試方法可能無法應用于其中與條帶和基 板相應的兩部分均由軟性材料制成的氣體擴散層。 另外，存在一種通過壓痕（indentation)在微孔層130與基板110之間的界面中 生成穩定開裂且然后測量推進該開裂所需的閥值負載從而基于開裂的推進與界面斷裂初 性和界面粘合強度相關聯該一事實計算微孔層130的粘合力的方法。然而，在氣體擴散層 的情況下，開裂在壓痕時不沿界面推進，并且基板110和微孔層130兩者均被損壞。因此， 該方法可能無法應用到氣體擴散層。 如上所述，現有的界面粘合力評價方法和裝置可用于測量牢固且剛性基板例如金 屬上涂布的薄膜的界面粘合力，但可能無法定量地評價薄且柔性產品例如氣體擴散層的界 面粘合力。在使用粘合膠帶的剝離測試方法或劃痕測試方法中，可能難W比較定性且近似 的相對粘合力，并且需要在諸如效率、成本、時間等若干方面的改進。因此，需要開發一種 能夠定量評價氣體擴散層的界面粘合力的裝置，該氣體擴散層是用于電池組的發電部件之 〇提供描述為相關技術的事項僅用于幫助理解本專利技術的背景，而不應該被認為相應 于本領域技術人員所知的相關技術。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，其 使用一對息臂定量且更精確地計算燃料電池用氣體擴散層的界面粘合力。另外，本專利技術提 供能夠更佳地應用于特別是由軟性多孔基板和密集微孔層構造的結構的粘合劑選擇方法 和參考。 根據本專利技術的示例性實施方式，燃料電池用氣體擴散層的界面粘合強度測量裝置 可包括：一對負載施加部，各自粘合到構成燃料電池的氣體擴散層的基板的外表面和基板 上涂布的微孔層的外表面，且在基板和微孔層彼此分離的方向上施加張力；第一粘合部，施 用到負載施加部中的一個（例如，第一負載施加部）且粘合到基板；W及第二粘合部，施用 到負載施加部中的另一個（例如，第二負載施加部）且粘合到微孔層，其中第一粘合部和第 二粘合部分別包含與基板或微孔層的接觸角彼此不同的材料。 第一粘合部中包含的材料與基板之間形成的接觸角可W小于第二粘合部中包含 的材料與微孔層之間形成的接觸角。第一粘合部中包含的材料與基板之間形成的接觸角 可W為約1~55度，并且第二粘合部中包含的材料與微孔層之間形成的接觸角可W為約 70~170度。第一粘合部中包含的材料與基板之間形成的接觸角W及第二粘合部中包含的 材料與微孔層之間形成的接觸角可具有設定在兩者之間的約l:x的比例。所設定的"X"可 W是1. 27~170之間的任何一個值。 第一粘合部和第二粘合部可W是具有包含不同組分的粘合材料的粘合劑。負載施 加部可包括；一對息臂，粘合到基板或微孔層；W及操作部，在拉動方向上向該對息臂施加 張力。可W在該對息臂的長度方向上施用第一粘合部和第二粘合部。操作部可W連接到該對息臂的各個端部，并且可將張力施加到該對息臂。操作部 可包括：框架，其垂直形成支架（suppods);-對提升桿，分別連接到該對息臂的端部，且 向上或向下延伸；驅動部，布置在框架的上端且將向上延伸的提升桿向上移動，W將拉動張 力施加到該對息臂；W及負荷傳感器，布置在框架的底面上且聯結到向下延伸的提升桿，W 檢測在驅動該驅動部的同時施加到該對息臂的張力的大小。根據本專利技術的另一示例性實施方式，燃料電池用氣體擴散層的界面粘合強度測量 方法可包括；將第一粘合部和第二粘合部分別施用到一對息臂，該對息臂粘合到構成燃料 電池的氣體擴散層的基板的外表面和基板上涂布的微孔層的外表面；將該對息臂分別粘合 到基板的外表面和微孔層的外表面；w及在基板和微孔層彼此分離的方向上將張力施加到 該對息臂，其中第一粘合部和第二粘合部分別包含與基板或微孔層的接觸角彼此不同的材 料。第一粘合部中包含的材料與基板之間形成的接觸角可W小于第二粘合部中包含的材料 與微孔層之間形成的接觸角。【附圖說明】 現在將參考附圖圖示的本專利技術的某些示例性實施方式來詳細地描述本專利技術的上 述和其它特征，下文給出的該些實施方式僅僅用于示例說明，因此不是對本專利技術的限制，其 中： 圖1是示出當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種燃料電池用氣體擴散層的界面粘合強度測量裝置，包括：一對負載施加部，各自粘合到構成所述燃料電池的氣體擴散層的基板的外表面和所述基板上涂布的微孔層的外表面，且配置成在所述基板和所述微孔層彼此分離的方向上施加張力；第一粘合部，施用到所述負載施加部中的一個且粘合到所述基板；以及第二粘合部，施用到所述負載施加部中的另一個且粘合到所述微孔層，其中所述第一粘合部和所述第二粘合部分別包含與所述基板或所述微孔層的接觸角彼此不同的材料。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭炳憲，洪普基，金澤樹，金勝威，
申請(專利權)人：現代自動車株式會社，韓國科學技術院，
類型：發明
國別省市：韓國;KR
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