一種溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置及其操作方法
【專利摘要】一種溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，包括電導(dǎo)率測試室和電化學(xué)工作站；所述電導(dǎo)率測試室為一密閉容器；所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)部固定有電極夾具；所述電極夾具用于固定三電極和待測電解質(zhì)膜；電極夾具為二個平行疊放設(shè)置的平板，待測電解質(zhì)膜置于二個平板之間，于二個平板之間形成三個平行、相互間隔的電極的容置孔，三個電極分別放置于容置孔內(nèi)；所述三電極分別通過導(dǎo)線與電化學(xué)工作站相連，測定待測電解質(zhì)膜的阻抗，進而可獲得待測電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率；于電導(dǎo)率測試室上部設(shè)有用于測量電導(dǎo)率測試室內(nèi)部濕度的濕度傳感器，濕度傳感器通過導(dǎo)線與濕度顯示器相連。與傳統(tǒng)電導(dǎo)率測試裝置相比，本發(fā)明具有可以實現(xiàn)不同濕度、不同溫度環(huán)境下的電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率的測定，具有測定精度高，重復(fù)性好等優(yōu)點。
【專利說明】一種溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置及其操作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于膜的電導(dǎo)率測試領(lǐng)域，具體的說涉及一種溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝 置；
[0002] 本發(fā)明還涉及上述電導(dǎo)率測試裝置的操作方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 當(dāng)前世界面臨的能源和環(huán)境問題日益突出，作為一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的 清潔能源，燃料電池越來越受到人們的關(guān)注。聚合物電解質(zhì)膜作為燃料電池中重要的組成 部分成為人們研究的重點。離子傳導(dǎo)率作為表征聚合物電解質(zhì)膜性能的一個重要參數(shù)，不 僅能夠在一定程度上反映離子在膜中的傳導(dǎo)機理、膜的一些其他性能，而且能夠直接反映 出聚合物電解質(zhì)膜在燃料電池中應(yīng)用的潛力以及聚合物電解質(zhì)膜對燃料電池性能的影響。 為了能夠準(zhǔn)確地、實效地測試膜的電導(dǎo)率，研究工作者們致力于探究電導(dǎo)率的測試方法及 其測試裝置，不斷地完善對離子交換膜電導(dǎo)率的測試。目前，交流阻抗法是離子交換膜電導(dǎo) 率最常用的測量技術(shù)，它是一種以小振幅的正弦電位(或電流）為擾動信號的電化學(xué)測量方 法。
[0004] 專利200410029759. 9公開了一種燃料電池質(zhì)子交換膜橫向?qū)щ娐实臏y試方法與 裝置，其特征在于測量時采用四電極或三電極體系，工作電極和輔助電極使用碳電極，參 比電極使用飽和甘汞電極，碳電極加載測試電流，參比電極測試響應(yīng)電壓。測量時用稀硫 酸作為電解液。這種質(zhì)子交換膜電導(dǎo)率的測試是在室溫下進行的，不能測量膜在高溫下 OlO(TC)的導(dǎo)離子性能。專利200910162521. 6公開了一種質(zhì)子交換膜高溫電導(dǎo)率的測試 裝置和方法，其特征在于用此裝置可以測量質(zhì)子交換膜在高于室溫并且在150°C以下的溫 度以及飽和濕度下的電導(dǎo)率，特別是可以測量質(zhì)子交換膜在KKTC以上、飽和濕度下的電導(dǎo) 率。這種方法雖然能夠在高溫的環(huán)境下測試膜的電導(dǎo)率，但是不能測試膜在不同濕度下的 電導(dǎo)率，不能考察膜的電導(dǎo)率與濕度之間的關(guān)系。
[0005] 電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率不僅跟溫度有關(guān)，同時濕度對電解質(zhì)膜的性能的影響也是很明 顯的，尤其是在高溫的條件下，因為膜的失水會引起離子傳導(dǎo)阻力的增加，從而降低了膜傳 導(dǎo)離子的能力，并進一步表現(xiàn)為膜的電導(dǎo)率減小，所以在一定溫度下，濕度的大小將直接影 響到膜電導(dǎo)率的大小。
[0006] 因此，急需溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置及可實現(xiàn)不同溫濕度條件下對電解質(zhì)膜 進行電導(dǎo)率測試的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為實現(xiàn)上述內(nèi)容，本發(fā)明采用如下溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置來實現(xiàn)，本發(fā)明 同時提供了該溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置的操作方法。
[0008] -種溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，包括電導(dǎo)率測試室和電化學(xué)工作站；
[0009] 所述電導(dǎo)率測試室為一密閉容器；所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)部固定有電極夾具；所述 電極夾具用于固定三電極和待測電解質(zhì)膜；
[0010] 電極夾具為二個平行疊放設(shè)置的平板，待測電解質(zhì)膜置于二個平板之間，于二個 平板相向設(shè)置的一側(cè)表面上分別對應(yīng)設(shè)有三個用于放置電極的凹槽，于二個平板之間形成 三個平行、相互間隔的電極的容置孔，三個電極分別放置于容置孔內(nèi)；
[0011] 所述三電極分別通過導(dǎo)線與電化學(xué)工作站相連，測定待測電解質(zhì)膜的阻抗，進而 可獲得待測電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率；
[0012] 于電導(dǎo)率測試室上部設(shè)有用于測量電導(dǎo)率測試室內(nèi)部濕度的濕度傳感器，濕度傳 感器通過導(dǎo)線與濕度顯示器相連；
[0013] 于電導(dǎo)率測試室上部設(shè)有第一氣體進口、氣體出口和第二氣體進口；
[0014] 增濕控濕部件為一增濕罐，于增濕罐下部設(shè)有電加熱元件，于增濕罐上部設(shè)有氣 體出口和氣體進口，于增濕罐內(nèi)部設(shè)有用于測量增濕罐內(nèi)水溫度的熱電耦，熱電耦通過導(dǎo) 線與溫度顯示器相連；
[0015] 增濕罐的氣體出口與電導(dǎo)率測試室的第二氣體進口通過管路相連；
[0016] 增濕罐的氣體進口與三通閥的一個出口相連，電導(dǎo)率測試室的第一氣體進口與三 通閥的第二個出口相連，三通閥的入口經(jīng)氣體流量控制器與氣體氣源相連；氣體流量控制 器通過導(dǎo)線與流量顯示儀相連。
[0017] 所述電極夾具由第一極板和第二極板組成；所述待測電解質(zhì)膜置于所述第一極板 和第二極板之間；所述第一極板和第二極板相對側(cè)對應(yīng)設(shè)置有三個平行的淺槽，用于固定 所述三電極；
[0018] 所述三電極分別作為工作電極、參比電極和對電極；且工作電極與對電極之間的 平行距離大于工作電極與參比電極之間的平行距離。
[0019] 所述電導(dǎo)率測試裝置包括一氣體流量控制部件和一三通閥；所述氣體流量控制部 件的氣體出口通過氣體管路與所述三通閥的第一端口相連通；所述三通閥的第二端口通過 氣體管路與所述電導(dǎo)率測試室相連通；所述三通閥的第三端口通過氣體管路與所述增濕控 濕部件的氣體進口相連通；
[0020] 當(dāng)所述三通閥的第一端口與第二端口相連通時，所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)通入干氣；
[0021] 當(dāng)所述三通閥的第一端口與第三端口相連通時，氣體通過增濕控濕部件后進入電 導(dǎo)率測試室，即所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)通入一定濕度的氣體。
[0022] 待測電解質(zhì)膜為長方形，三個電極均平行于長方形的長邊或?qū)掃呍O(shè)置，且三個電 極均與待測電解質(zhì)膜貼接或抵接，三個電極與待測電解質(zhì)膜接觸處的長度大于等于它們所 平行的長邊或?qū)掃叺拈L度。
[0023] 三個電極分別與電化學(xué)工作站的工作電極、參比電極、對電極相連，且三個電極的 中間容置孔內(nèi)的一個電極與參比電極相連；
[0024] 于電導(dǎo)率測試室外壁面上設(shè)有加熱保溫部件，用于為電導(dǎo)率測試室提供熱量；
[0025] 加熱保溫部件為電加熱元件，其為電加熱保溫箱、電加熱保溫槽、或電加熱保溫 板，用于為加熱保溫部件提供熱量；電加熱元件通過導(dǎo)線與溫度控制器相連，用于控制加熱 保溫部件的溫度。
[0026] 于所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)部設(shè)置有熱電耦，熱電耦通過導(dǎo)線與溫度顯示器相連；用 于顯示電導(dǎo)率測試室內(nèi)部的溫度。
[0027] 增濕罐下部的電加熱元件通過導(dǎo)線與溫度控制器相連，用于控制增濕罐的溫度， 電加熱元件為增濕控濕部件提供熱量。
[0028] 所述任一溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置的操作方法，包括以下步驟，
[0029] (1)將所述待測電解質(zhì)膜固定于所述電極夾具之間；
[0030] (2)將氣體通過所述增濕控濕部件后通過所述氣體管路通入所述電導(dǎo)率測試室；
[0031] (3)控制所述加熱保溫部件使其為所述電導(dǎo)率測試室提供熱量并保溫；
[0032] (4)將所述三電極與所述電化學(xué)工作站通過所述導(dǎo)線電連接，采用交流阻抗法測 試，測定待測電解質(zhì)膜的阻抗，進而可獲得待測電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率。
[0033] 所述步驟（1)中，將所述三電極分別固定于所述電極夾具的第一和第二極板對應(yīng) 的三個淺槽中，并將所述待測電解質(zhì)膜固定于所述電極夾具的第一和第二極板之間，使所 述三電極同時位于所述待測電解質(zhì)膜的一側(cè)，并量取工作電極與參比電極、工作電極與對 電極之間的水平距離；
[0034] 所述步驟（2 )中，將所述三通閥的第一端口與第二端口相連通，設(shè)定所述增濕控濕 部件的預(yù)設(shè)濕度值，通過調(diào)節(jié)所述第二控溫部件設(shè)定的溫度值和所述氣體流量控制部件中 的氣體流量值使得增濕控濕部件中的濕度達到所述預(yù)設(shè)濕度值，待達到預(yù)設(shè)濕度值后，將 增濕后的氣體通過所述氣體管路通入所述電導(dǎo)率測試室，待所述第一濕度顯示器顯示的濕 度保持穩(wěn)定；
[0035] 所述步驟（3)中，通過所述第一控溫部件設(shè)定所述加熱保溫部件的預(yù)設(shè)溫度，并通 過所述第一加熱部件控制所述加熱保溫部件至預(yù)設(shè)溫度，待所述第一溫度顯示器顯示的溫 度保持穩(wěn)定；
[0036] 所述步驟（4 )中，將所述三電極與所述電化學(xué)工作站通過所述導(dǎo)線電連接，并保證 三電極中的參比電極位于三電極中的中間位置，采用交流阻抗法測試所述待測電解質(zhì)膜的 電導(dǎo)率。
[0037] 當(dāng)測定所述待測電解質(zhì)膜在濕度為零時的電導(dǎo)率時，所述步驟（2)為將所述三通 閥的第一端口與第三端口相連通，將干氣通過所述氣體管路通入所述電導(dǎo)率測試室；
[0038] 所述氣體為惰性氣體或惰性氣體的混合物。
[0039] 所述電導(dǎo)率測試裝置與傳統(tǒng)電導(dǎo)率測試裝置相比，具有可以實現(xiàn)不同濕度、不同 溫度環(huán)境下的電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率的測定，具有測定精度高，重復(fù)性好等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040] 圖1為一種溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置示意圖；
[0041] 圖2為一種溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置中電導(dǎo)率測試室剖面圖。
[0042] 圖中，1為電導(dǎo)率測試室；2為電導(dǎo)率測試裝置支架；3為電化學(xué)工作站；4為第一 濕度傳感器；5為電極導(dǎo)線；6為第一濕度顯示器；7為三通閥；8為增濕控濕部件固定裝置； 9為電導(dǎo)率測試室的第一氣體進口；10為電導(dǎo)率測試室的氣體出口；11為電導(dǎo)率測試室的 第二氣體進口； 12為氣體流量控制部件的流量顯示儀；13為氣體流量控制部件；14為第二 控溫部件；15為第二溫度顯示器；16為氣體管路；17為增濕控濕部件的氣體出口； 18為增 濕控濕部件的氣體進口； 19為增濕控濕部件；20為第二加熱部件；21為工作電極；22為參 比電極；23為對電極；24為電極夾具；25為加熱保溫部件。

【具體實施方式】
[0043] 本發(fā)明采用以下【具體實施方式】來實現(xiàn)，但本發(fā)明不限于以下實施例。
[0044] 一種溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，包括電導(dǎo)率測試室和電化學(xué)工作站；
[0045] 所述電導(dǎo)率測試室為一密閉容器；所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)部固定有電極夾具；所述 電極夾具用于固定三電極和待測電解質(zhì)膜；
[0046] 電導(dǎo)率測試室為一密封的圓桶型不銹鋼密閉容器，與容器內(nèi)部中心位置焊接有電 極夾具的第一極板，第二極板通過螺栓與第一極板緊密配合；待測電解質(zhì)膜置于第一極板 和第二極板之間；第一極板和第二極板均為正方形極板，大小為8*8cm，第一極板和第二極 板相對側(cè)分別、依次對應(yīng)設(shè)置有三個用于放置電極的凹槽：第一凹槽、第二凹槽和第三凹 槽，第一凹槽與第二槽間的垂直距離為Icm ;第一、第二和第三凹槽的長度均為8cm，于二個 平板之間形成三個平行、相互間隔的電極的容置孔，三個電極分別放置于容置孔內(nèi)；
[0047] 所述三電極分別通過導(dǎo)線與電化學(xué)工作站相連，測定待測電解質(zhì)膜的阻抗，進而 可獲得待測電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率；
[0048] 于電導(dǎo)率測試室上部設(shè)有用于測量電導(dǎo)率測試室內(nèi)部濕度的濕度傳感器，濕度傳 感器通過導(dǎo)線與濕度顯示器相連；
[0049] 于電導(dǎo)率測試室上部設(shè)有第一氣體進口、氣體出口和第二氣體進口；
[0050] 增濕控濕部件為一增濕罐，于增濕罐下部設(shè)有電加熱元件，于增濕罐上部設(shè)有氣 體出口和氣體進口，于增濕罐內(nèi)部設(shè)有用于測量增濕罐內(nèi)水溫度的熱電耦，熱電耦通過導(dǎo) 線與溫度顯示器相連；
[0051] 增濕罐的氣體出口與電導(dǎo)率測試室的第二氣體進口通過管路相連；
[0052] 增濕罐的氣體進口與三通閥的一個出口相連，電導(dǎo)率測試室的第一氣體進口與三 通閥的第二個出口相連，三通閥的入口經(jīng)氣體流量控制器與氣體氣源相連；氣體流量控制 器通過導(dǎo)線與流量顯示儀相連。
[0053] 所述三電極分別作為工作電極、參比電極和對電極；且工作電極與對電極之間的 平行距離大于工作電極與參比電極之間的平行距離。
[0054] 所述電導(dǎo)率測試裝置包括一氣體流量控制部件和一三通閥；所述氣體流量控制部 件的氣體出口通過氣體管路與所述三通閥的第一端口相連通；所述三通閥的第二端口通過 氣體管路與所述電導(dǎo)率測試室相連通；所述三通閥的第三端口通過氣體管路與所述增濕控 濕部件的氣體進口相連通；
[0055] 當(dāng)所述三通閥的第一端口與第二端口相連通時，所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)通入干氣；
[0056] 當(dāng)所述三通閥的第一端口與第三端口相連通時，氣體通過增濕控濕部件后進入電 導(dǎo)率測試室，即所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)通入一定濕度的氣體。
[0057] 待測電解質(zhì)膜為長方形，三個電極均平行于長方形的長邊或?qū)掃呍O(shè)置，且三個電 極均與待測電解質(zhì)膜貼接或抵接，三個電極與待測電解質(zhì)膜接觸處的長度大于等于它們所 平行的長邊或?qū)掃叺拈L度。
[0058] 三個電極分別與電化學(xué)工作站的工作電極、參比電極、對電極相連，且三個電極的 中間容置孔內(nèi)的一個電極與參比電極相連；
[0059] 于電導(dǎo)率測試室外壁面上設(shè)有加熱保溫部件，用于為電導(dǎo)率測試室提供熱量；
[0060] 加熱保溫部件為電加熱元件，其為電加熱保溫箱、電加熱保溫槽、或電加熱保溫 板，用于為加熱保溫部件提供熱量；電加熱元件通過導(dǎo)線與溫度控制器相連，用于控制加熱 保溫部件的溫度。
[0061] 于所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)部設(shè)置有熱電耦，熱電耦通過導(dǎo)線與溫度顯示器相連；用 于顯示電導(dǎo)率測試室內(nèi)部的溫度。
[0062] 增濕罐下部的電加熱元件通過導(dǎo)線與溫度控制器相連，用于控制增濕罐的溫度， 電加熱元件為增濕控濕部件提供熱量。
[0063] 所述任一溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置的操作方法，包括以下步驟，
[0064] (1)將所述待測電解質(zhì)膜固定于所述電極夾具之間；
[0065] (2)將氣體通過所述增濕控濕部件后通過所述氣體管路通入所述電導(dǎo)率測試室；
[0066] (3)控制所述加熱保溫部件使其為所述電導(dǎo)率測試室提供熱量并保溫；
[0067] (4)將所述三電極與所述電化學(xué)工作站通過所述導(dǎo)線電連接，采用交流阻抗法測 試，測定待測電解質(zhì)膜的阻抗，進而可獲得待測電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率。
[0068] 所述步驟（1)中，將所述三電極分別固定于所述電極夾具的第一和第二極板對應(yīng) 的三個淺槽中，并將所述待測電解質(zhì)膜固定于所述電極夾具的第一和第二極板之間，使所 述三電極同時位于所述待測電解質(zhì)膜的一側(cè)，并量取工作電極與參比電極、工作電極與對 電極之間的水平距離；
[0069] 所述步驟（2 )中，將所述三通閥的第一端口與第二端口相連通，設(shè)定所述增濕控濕 部件的預(yù)設(shè)濕度值，通過調(diào)節(jié)所述第二控溫部件設(shè)定的溫度值和所述氣體流量控制部件中 的氣體流量值使得增濕控濕部件中的濕度達到所述預(yù)設(shè)濕度值，待達到預(yù)設(shè)濕度值后，將 增濕后的氣體通過所述氣體管路通入所述電導(dǎo)率測試室，待所述第一濕度顯示器顯示的濕 度保持穩(wěn)定；
[0070] 所述步驟（3)中，通過所述第一控溫部件設(shè)定所述加熱保溫部件的預(yù)設(shè)溫度，并通 過所述第一加熱部件控制所述加熱保溫部件至預(yù)設(shè)溫度，待所述第一溫度顯示器顯示的溫 度保持穩(wěn)定；
[0071] 所述步驟（4 )中，將所述三電極與所述電化學(xué)工作站通過所述導(dǎo)線電連接，并保證 三電極中的參比電極位于三電極中的中間位置，采用交流阻抗法測試所述待測電解質(zhì)膜的 電導(dǎo)率。
[0072] 當(dāng)測定所述待測電解質(zhì)膜在濕度為零時的電導(dǎo)率時，所述步驟（2)為將所述三通 閥的第一端口與第三端口相連通，將干氣通過所述氣體管路通入所述電導(dǎo)率測試室；
[0073] 所述氣體為惰性氣體或惰性氣體的混合物。
[0074] 本發(fā)明中電極為貴金屬材質(zhì)，因為貴金屬的電導(dǎo)率高，與膜的接觸電阻和本身的 電阻小，電極要固定在支架上，可以保證每次測量時膜的間距是固定不變的，從而減小每次 測量時由于間距的差別造成的誤差。本實施例中的電極為鉬電極。支架可以固定支撐膜，在 測量之前先將一定尺寸的膜放在帶有電極的支架上，擰緊螺栓以使膜與電極很好的接觸。 然后將固定好支架的容器上蓋通過螺栓固定于容器體上。通過調(diào)節(jié)容器加熱控制單元的溫 度可以控制容器的加熱溫度。調(diào)節(jié)三通閥、質(zhì)量流量控制器的流速以及增濕罐的溫度可以 調(diào)節(jié)控制容器內(nèi)的濕度。
[0075] 本發(fā)明的裝置采用交流阻抗、三電極法測量離子交換膜在不同溫度、不同濕度下 的電導(dǎo)率。交流阻抗法是正弦波交流阻抗法，測量的是固體電解質(zhì)和電極組成的"電池"阻 抗與微擾頻率之間的關(guān)系，它以很小的正弦信號加在待測系統(tǒng)上，得到系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)下的相位 差和振幅上的響應(yīng)，通過分析由相位差和振幅所組成的阻抗圖譜來考察電極過程的擴散和 動力學(xué)及其響應(yīng)。本發(fā)明通過對工作電極和對電極施以小幅度的激勵電壓信號，參比電極 和感應(yīng)電極輸出響應(yīng)信號得到交流阻抗圖譜。實驗測量得到的交流阻抗的Nyquist圖由實 部和虛部組成。交流阻抗圖譜與實軸交點的橫坐標(biāo)即為離子交換膜的電阻值，也是Bode圖 中相角接近零時或阻抗值恒定時對應(yīng)的電阻值。得到膜的電阻值后，利用公式

【權(quán)利要求】
1. 一種溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，其特征在于： 包括電導(dǎo)率測試室和電化學(xué)工作站； 所述電導(dǎo)率測試室為一密閉容器；所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)部固定有電極夾具；所述電極 夾具用于固定三電極和待測電解質(zhì)膜； 電極夾具為二個平行疊放設(shè)置的平板，待測電解質(zhì)膜置于二個平板之間，于二個平板 相向設(shè)置的一側(cè)表面上分別對應(yīng)設(shè)有三個用于放置電極的凹槽，于二個平板之間形成三個 平行、相互間隔的電極的容置孔，三個電極分別放置于容置孔內(nèi)； 所述三電極分別通過導(dǎo)線與電化學(xué)工作站相連，測定待測電解質(zhì)膜的阻抗，進而可獲 得待測電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率； 于電導(dǎo)率測試室上部設(shè)有用于測量電導(dǎo)率測試室內(nèi)部濕度的濕度傳感器，濕度傳感器 通過導(dǎo)線與濕度顯示器相連； 于電導(dǎo)率測試室上部設(shè)有第一氣體進口、氣體出口和第二氣體進口； 增濕控濕部件為一增濕罐，于增濕罐下部設(shè)有電加熱元件，于增濕罐上部設(shè)有氣體出 口和氣體進口，于增濕罐內(nèi)部設(shè)有用于測量增濕罐內(nèi)水溫度的熱電耦，熱電耦通過導(dǎo)線與 溫度顯示器相連； 增濕罐的氣體出口與電導(dǎo)率測試室的第二氣體進口通過管路相連； 增濕罐的氣體進口與三通閥的一個出口相連，電導(dǎo)率測試室的第一氣體進口與三通閥 的第二個出口相連，三通閥的入口經(jīng)氣體流量控制器與氣體氣源相連；氣體流量控制器通 過導(dǎo)線與流量顯示儀相連。
2. 如權(quán)利要求1所述溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，其特征在于： 所述電極夾具由第一極板和第二極板組成；所述待測電解質(zhì)膜置于所述第一極板和第 二極板之間；所述第一極板和第二極板相對側(cè)對應(yīng)設(shè)置有三個平行的淺槽，用于固定所述 三電極； 所述三電極分別作為工作電極、參比電極和對電極；且工作電極與對電極之間的平行 距離大于工作電極與參比電極之間的平行距離。
3. 如權(quán)利要求1所述溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，其特征在于： 所述電導(dǎo)率測試裝置包括一氣體流量控制部件和一三通閥；所述氣體流量控制部件的 氣體出口通過氣體管路與所述三通閥的第一端口相連通；所述三通閥的第二端口通過氣體 管路與所述電導(dǎo)率測試室相連通；所述三通閥的第三端口通過氣體管路與所述增濕控濕部 件的氣體進口相連通； 當(dāng)所述三通閥的第一端口與第二端口相連通時，所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)通入干氣； 當(dāng)所述三通閥的第一端口與第三端口相連通時，氣體通過增濕控濕部件后進入電導(dǎo)率 測試室，即所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)通入一定濕度的氣體。
4. 如權(quán)利要求1所述溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，其特征在于：待測電解質(zhì)膜為長 方形，三個電極均平行于長方形的長邊或?qū)掃呍O(shè)置，且三個電極均與待測電解質(zhì)膜貼接或 抵接，三個電極與待測電解質(zhì)膜接觸處的長度大于等于它們所平行的長邊或?qū)掃叺拈L度。
5. 如權(quán)利要求1或2所述溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，其特征在于：三個電極分別 與電化學(xué)工作站的工作電極、參比電極、對電極相連，且三個電極的中間容置孔內(nèi)的一個電 極與參比電極相連。
6. 如權(quán)利要求1所述溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，其特征在于： 于電導(dǎo)率測試室外壁面上設(shè)有加熱保溫部件，用于為電導(dǎo)率測試室提供熱量； 加熱保溫部件為電加熱元件，其為電加熱保溫箱、電加熱保溫槽、或電加熱保溫板，用 于為加熱保溫部件提供熱量；電加熱元件通過導(dǎo)線與溫度控制器相連，用于控制加熱保溫 部件的溫度。
7. 如權(quán)利要求1所述溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置，其特征在于： 于所述電導(dǎo)率測試室內(nèi)部設(shè)置有熱電耦，熱電耦通過導(dǎo)線與溫度顯示器相連；用于顯 示電導(dǎo)率測試室內(nèi)部的溫度； 增濕罐下部的電加熱元件通過導(dǎo)線與溫度控制器相連，用于控制增濕罐的溫度，電加 熱元件為增濕控濕部件提供熱量。
8. -種權(quán)利要求1-7所述任一溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置的操作方法，其特征在 于：包括以下步驟， (1) 將所述待測電解質(zhì)膜固定于所述電極夾具之間； (2) 將氣體通過所述增濕控濕部件后通過所述氣體管路通入所述電導(dǎo)率測試室； (3) 控制所述加熱保溫部件使其為所述電導(dǎo)率測試室提供熱量并保溫； (4) 將所述三電極與所述電化學(xué)工作站通過所述導(dǎo)線電連接，采用交流阻抗法測試，測 定待測電解質(zhì)膜的阻抗，進而可獲得待測電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率。
9. 如權(quán)利要求8所述的操作方法，其特征在于： 所述步驟（1)中，將所述三電極分別固定于所述電極夾具的第一和第二極板對應(yīng)的三 個淺槽中，并將所述待測電解質(zhì)膜固定于所述電極夾具的第一和第二極板之間，使所述三 電極同時位于所述待測電解質(zhì)膜的一側(cè)，并量取工作電極與參比電極、工作電極與對電極 之間的水平距離； 所述步驟（2 )中，將所述三通閥的第一端口與第二端口相連通，設(shè)定所述增濕控濕部件 的預(yù)設(shè)濕度值，通過調(diào)節(jié)所述第二控溫部件設(shè)定的溫度值和所述氣體流量控制部件中的氣 體流量值使得增濕控濕部件中的濕度達到所述預(yù)設(shè)濕度值，待達到預(yù)設(shè)濕度值后，將增濕 后的氣體通過所述氣體管路通入所述電導(dǎo)率測試室，待所述第一濕度顯示器顯示的濕度保 持穩(wěn)定； 所述步驟（3)中，通過所述第一控溫部件設(shè)定所述加熱保溫部件的預(yù)設(shè)溫度，并通過所 述第一加熱部件控制所述加熱保溫部件至預(yù)設(shè)溫度，待所述第一溫度顯示器顯示的溫度保 持穩(wěn)定； 所述步驟（4 )中，將所述三電極與所述電化學(xué)工作站通過所述導(dǎo)線電連接，并保證三電 極中的參比電極位于三電極中的中間位置，采用交流阻抗法測試所述待測電解質(zhì)膜的電導(dǎo) 率。
10. 如權(quán)利要求8所述溫濕度可控的電導(dǎo)率測試裝置的操作方法，其特征在于： 當(dāng)測定所述待測電解質(zhì)膜在濕度為零時的電導(dǎo)率時，所述步驟（2)為將所述三通閥的 第一端口與第三端口相連通，將干氣通過所述氣體管路通入所述電導(dǎo)率測試室； 所述氣體為惰性氣體或惰性氣體的混合物。
【文檔編號】G01R27/02GK104459323SQ201310418567
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】孫公權(quán), 楊叢榮, 王素力 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所