引言

在電化學(xué)儲(chǔ)能與燃料電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時(shí)代背景之下，各類碳基導(dǎo)電電極材料、雙極板材料的電學(xué)性能檢測(cè)，已經(jīng)成為產(chǎn)品研發(fā)、來料檢驗(yàn)、成品出廠檢測(cè)環(huán)節(jié)當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)。質(zhì)子交換膜燃料電池、全釩液流電池、鐵鉻液流電池作為當(dāng)前儲(chǔ)能以及新能源動(dòng)力領(lǐng)域的主流技術(shù)路線，電池內(nèi)部所使用的炭紙、電極、雙極板等核心零部件的導(dǎo)電能力，直接關(guān)系到電池整體輸出效率、能量轉(zhuǎn)換效率、運(yùn)行穩(wěn)定性以及整機(jī)使用壽命。

材料垂直方向電阻率以及接觸電阻是評(píng)判上述零部件品質(zhì)的核心指標(biāo)。材料垂直方向電阻率代表材料在受壓狀態(tài)下厚度方向的導(dǎo)電能力，接觸電阻表征不同導(dǎo)電構(gòu)件相互貼合之后界面處的電阻損耗。如果該兩項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值偏高，電池工作過程中就會(huì)產(chǎn)生大量焦耳熱，造成能量無謂損耗，降低電池輸出功率，嚴(yán)重情況下還會(huì)加速器件老化失效，縮短電池實(shí)際服役周期。所以行業(yè)內(nèi)需要一套標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、高精度的檢測(cè)設(shè)備完成對(duì)應(yīng)指標(biāo)的檢測(cè)工作，垂直方向電阻率測(cè)試儀BEST?307就是針對(duì)該行業(yè)需求開發(fā)的專業(yè)檢測(cè)設(shè)備，設(shè)備也常被行業(yè)內(nèi)稱作碳紙垂直電阻率測(cè)試儀、雙極板接觸電阻測(cè)試儀。該設(shè)備主要面向膜燃料電池炭紙、電池炭紙、雙極板、全釩液流電池電極、鐵?鉻液流電池用電極材料，同時(shí)也可以滿足其他多種導(dǎo)電材料的垂直電阻率、接觸電阻檢測(cè)工作。

以碳纖維作為原材料制備得到的多孔碳紙，是燃料電池當(dāng)中十分關(guān)鍵的多孔導(dǎo)電基材，該材料同時(shí)具備良好氣體透過能力以及導(dǎo)電性能。碳紙內(nèi)部為多孔交織碳纖維骨架結(jié)構(gòu)，在電池裝配過程中，碳紙需要承受裝配壓緊力，不同壓力條件之下，碳紙內(nèi)部碳纖維接觸狀態(tài)發(fā)生改變，材料整體垂直方向?qū)щ娦阅芤搽S之發(fā)生變化。只有模擬電池實(shí)際裝配受壓工況開展電阻測(cè)試，得到的數(shù)據(jù)才具備實(shí)際參考價(jià)值。 垂直方向電阻率測(cè)試儀BEST?307能夠模擬電池真實(shí)裝配壓力工況，完成不同壓力條件下試樣電阻數(shù)據(jù)采集，為材料研發(fā)、質(zhì)量管控提供真實(shí)有效的測(cè)試數(shù)據(jù)支撐。

設(shè)備執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)說明

BEST?307 的整機(jī)設(shè)計(jì)、測(cè)試流程、數(shù)據(jù)輸出全部嚴(yán)格遵循國(guó)內(nèi)現(xiàn)行相關(guān)行業(yè)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，保障檢測(cè)結(jié)果具備合規(guī)性、通用性，檢測(cè)報(bào)告可以用于企業(yè)內(nèi)部質(zhì)檢、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)試驗(yàn)、產(chǎn)品研發(fā)對(duì)比等多種場(chǎng)景，設(shè)備所遵循標(biāo)準(zhǔn)具體如下。

GB/T20042.7 質(zhì)子交換膜燃料電池第 7 部分炭紙?zhí)匦詼y(cè)試方法，該標(biāo)準(zhǔn)專門針對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)部炭紙材料各類性能指標(biāo)規(guī)定完整測(cè)試流程，其中包含炭紙垂直方向電阻率測(cè)試相關(guān)規(guī)范，是燃料電池碳紙檢測(cè)最核心的國(guó)標(biāo)依據(jù)。

GB/T20042.6 質(zhì)子交換膜燃料電池第 6 部分雙極板特性測(cè)試方法，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燃料電池雙極板的多項(xiàng)關(guān)鍵性能提出測(cè)試規(guī)范，雙極板接觸電阻測(cè)試方法就來源于此標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了試樣處理、壓力條件、電極要求、數(shù)據(jù)計(jì)算的全流程。

NB/T 42082?2016 全釩液流電池 電極測(cè)試方法，這是液流電池儲(chǔ)能領(lǐng)域重要行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中明確全釩液流電池電極材料電學(xué)性能檢測(cè)的試驗(yàn)條件，用于規(guī)范釩電池電極材料的檢測(cè)工作。

NB/T42007?2013 全釩液流電池用雙極板測(cè)試方法，針對(duì)全釩液流電池配套雙極板材料，規(guī)定接觸電阻等關(guān)鍵指標(biāo)的測(cè)試操作要求，指導(dǎo)雙極板產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)。

T/CEEIA 577—2022 鐵?鉻液流電池用電極材料技術(shù)要求及測(cè)試方法，該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)面向鐵鉻液流電池產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)電極材料技術(shù)指標(biāo)、試樣制備、試驗(yàn)流程做出明確規(guī)定，適配鐵鉻儲(chǔ)能電池的研發(fā)檢測(cè)需求。

GB/T24525?2009 碳素材料電阻率測(cè)定方法 第 4.3 碳制品電阻率的測(cè)定，該國(guó)標(biāo)針對(duì)廣義碳素導(dǎo)電材料電阻率測(cè)定制定通用檢測(cè)準(zhǔn)則，為本設(shè)備開展各類碳基材料電阻率檢測(cè)提供底層標(biāo)準(zhǔn)支撐。

設(shè)備在實(shí)際使用的時(shí)候，操作人員可以根據(jù)被測(cè)試樣所屬品類，選擇對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置試驗(yàn)條件，調(diào)整壓力區(qū)間、加壓速率、采樣間隔等試驗(yàn)參數(shù)，讓試驗(yàn)過程匹配標(biāo)準(zhǔn)條文的規(guī)定，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)可以對(duì)標(biāo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，方便企業(yè)完成產(chǎn)品對(duì)標(biāo)、型式檢驗(yàn)等工作。

設(shè)備試驗(yàn)原理詳解

BEST?307的核心測(cè)試邏輯，是模擬電池產(chǎn)品實(shí)際裝配壓緊的真實(shí)工況，還原材料在電池內(nèi)部受壓的真實(shí)工作狀態(tài)，以此獲取貼合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的電阻性能數(shù)據(jù)。

開展試驗(yàn)工作時(shí)，將準(zhǔn)備完成的待測(cè)試樣平穩(wěn)放置在上電極與下電極兩塊導(dǎo)電電極中間位置。設(shè)備運(yùn)行之后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)上壓板向下移動(dòng)，對(duì)夾持在中間的試樣施加可控的機(jī)械壓力。在測(cè)試過程當(dāng)中，設(shè)備會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的壓力梯度逐步提升施加在樣品表面的壓強(qiáng)，壓力傳感器實(shí)時(shí)采集施加到試樣表面的實(shí)際壓力數(shù)值，低電阻測(cè)量單元同步采集試樣在該壓力條件下對(duì)應(yīng)的電阻數(shù)值。儀器自動(dòng)完成不同壓強(qiáng)條件下壓力信號(hào)與電阻信號(hào)的同步記錄，完整記錄壓力逐步變化全過程對(duì)應(yīng)的全部電阻數(shù)據(jù)。

當(dāng)開展碳紙垂直電阻率測(cè)試的時(shí)候，兩塊鍍金電極直接壓緊碳紙?jiān)嚇?，測(cè)得的電阻主要來自碳紙材料自身厚度方向本體電阻，結(jié)合試樣厚度、試樣有效受壓面積，就可以換算得到材料垂直方向電阻率。當(dāng)開展雙極板接觸電阻測(cè)試的時(shí)候，試樣放置在電極之間，模擬雙極板和其他導(dǎo)電部件相互壓緊接觸的工況，設(shè)備采集得到的電阻數(shù)值包含界面接觸帶來的接觸電阻，以此評(píng)價(jià)雙極板界面導(dǎo)電性能好壞。

整個(gè)測(cè)試過程當(dāng)中壓力輸出保持連續(xù)可控，不會(huì)出現(xiàn)壓力驟升驟降的情況，保證樣品受力均勻，避免局部應(yīng)力集中造成試樣破損，同時(shí)壓力采集和電阻采集同步進(jìn)行，消除時(shí)間差帶來的數(shù)據(jù)偏差。整套測(cè)試流程由設(shè)備自動(dòng)完成，不需要人工手動(dòng)記錄讀數(shù)，降低人為操作帶來的試驗(yàn)誤差。

材料受壓之后內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，拿多孔碳紙舉例，壓力較低的時(shí)候，碳纖維之間接觸點(diǎn)數(shù)量有限，整體電阻數(shù)值偏大；隨著外部施加壓強(qiáng)不斷升高，碳紙內(nèi)部纖維被壓實(shí)，纖維之間接觸點(diǎn)位增多，材料孔隙被壓縮，整體電阻會(huì)隨之下降；當(dāng)壓力達(dá)到一定數(shù)值之后，材料被充分壓實(shí)，電阻變化幅度會(huì)明顯放緩。設(shè)備完整記錄全程壓力電阻對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能夠直觀展現(xiàn)材料電阻隨壓力變化的變化規(guī)律，給研發(fā)人員分析材料微觀結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能之間的關(guān)聯(lián)提供大量有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

設(shè)備主要技術(shù)特點(diǎn)

BEST?307 充分結(jié)合行業(yè)實(shí)際檢測(cè)痛點(diǎn)，兼顧實(shí)驗(yàn)室研發(fā)檢測(cè)和工廠批量質(zhì)檢的使用需求，設(shè)備軟硬件經(jīng)過專門優(yōu)化，具備多項(xiàng)實(shí)用技術(shù)特點(diǎn)。

設(shè)備配置觸摸彩屏顯示器，人機(jī)交互直觀便捷，屏幕可以實(shí)時(shí)展示壓力、壓強(qiáng)、電阻等多項(xiàng)關(guān)鍵試驗(yàn)參數(shù)，整套測(cè)試流程全自動(dòng)執(zhí)行，測(cè)試啟動(dòng)之后不需要人工干預(yù)，設(shè)備自動(dòng)完成加壓、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)全部步驟，降低操作人員的工作負(fù)擔(dān)。操作人員直接在屏幕上完成參數(shù)設(shè)置、試驗(yàn)啟動(dòng)、數(shù)據(jù)調(diào)取等全部操作，上手門檻低，普通操作人員經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)就能夠獨(dú)立完成整套檢測(cè)工作。

第二，設(shè)備搭載數(shù)字調(diào)速高性能電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密絲杠副完成壓板升降傳動(dòng)，整套傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)精準(zhǔn)，設(shè)備運(yùn)行過程平穩(wěn)。升降速度可以靈活調(diào)節(jié)，既可以設(shè)置低速模式，實(shí)現(xiàn)壓力緩慢平穩(wěn)加載，適配對(duì)加載速率有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)項(xiàng)目；也可以使用較高速度完成壓板復(fù)位，提升整體試驗(yàn)效率。精密絲杠傳動(dòng)可以保障壓板上下運(yùn)動(dòng)過程當(dāng)中保持水平，上下壓板可以保持平行狀態(tài)，試樣各個(gè)位置受力均勻，避免因?yàn)閴喊鍍A斜造成試樣局部壓力過大，保障試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性。

第三，設(shè)備搭載美國(guó) CHCONTECH 高精度傳感器，壓力采集環(huán)節(jié)測(cè)試精度高，可以精準(zhǔn)捕捉壓力細(xì)微變化，保障每一個(gè)壓力節(jié)點(diǎn)采集到的壓力數(shù)值真實(shí)可靠。傳感器長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性好，可以滿足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)試驗(yàn)，適合工廠質(zhì)檢工位高頻次重復(fù)檢測(cè)的使用場(chǎng)景，同時(shí)也可以滿足實(shí)驗(yàn)室高精度研發(fā)試驗(yàn)的嚴(yán)苛要求。

第四，設(shè)備標(biāo)配微型打印機(jī)，試驗(yàn)結(jié)束之后操作人員可以隨時(shí)打印輸出本次試驗(yàn)報(bào)告。設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)可以對(duì)多次重復(fù)試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果開展統(tǒng)計(jì)處理，自動(dòng)計(jì)算出多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)最小值，平均值，方便工作人員開展平行樣對(duì)比分析。紙質(zhì)打印報(bào)告可以直接用于實(shí)驗(yàn)臺(tái)賬歸檔，方便紙質(zhì)資料留存，方便實(shí)驗(yàn)室資料管理。

第五，設(shè)備上壓板、下壓板都采用優(yōu)質(zhì)銅鍍金工藝制作，電極表面鍍金層均勻致密，導(dǎo)電性能優(yōu)秀，能夠降低電極自身帶來的附加電阻，減少電極氧化帶來的測(cè)量誤差，保障多次重復(fù)測(cè)試過程當(dāng)中電極接觸狀態(tài)穩(wěn)定。鍍金電極表面平整光滑，試樣和電極之間接觸均勻，進(jìn)一步降低系統(tǒng)帶來測(cè)試誤差，保障測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度。同時(shí)鍍金電極耐磨性能良好，長(zhǎng)期反復(fù)壓緊試樣，電極表面不容易出現(xiàn)磨損，延長(zhǎng)電極使用壽命，降低后期維護(hù)更換成本。

第六，大屏完整展示完整試驗(yàn)過程，每增加 0.01 兆帕對(duì)應(yīng)的電阻數(shù)值都會(huì)實(shí)時(shí)顯示并且保存在屏幕界面，試驗(yàn)人員可以直觀觀察壓力上升過程中電阻連續(xù)變化的全過程，試驗(yàn)過程當(dāng)中數(shù)據(jù)變化一目了然，不需要等待試驗(yàn)結(jié)束之后再查看數(shù)據(jù)，試驗(yàn)中途就可以觀察試樣性能變化趨勢(shì)，方便研發(fā)人員實(shí)時(shí)掌握試驗(yàn)狀態(tài)。

第七，全部的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都可以在設(shè)備本地進(jìn)行保存存儲(chǔ)，設(shè)備支持按照試驗(yàn)批號(hào)查詢過往歷史實(shí)驗(yàn)結(jié)果。企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)檢測(cè)的時(shí)候，可以給每一批來料設(shè)置專屬批號(hào)，同批次多組試樣測(cè)試完成之后，后續(xù)隨時(shí)輸入批號(hào)就可以調(diào)取該批次全部試驗(yàn)記錄，方便開展批次質(zhì)量追溯。歷史數(shù)據(jù)可以回看，方便后期做數(shù)據(jù)對(duì)比分析，省去人工手寫記錄的麻煩，減少紙質(zhì)記錄丟失風(fēng)險(xiǎn)。

第八，設(shè)備實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，在操作菜單當(dāng)中操作人員可以自主選擇測(cè)試模式，分別可以選擇碳紙垂直電阻率測(cè)試模式，或者雙極板接觸電阻測(cè)試模式。一臺(tái)設(shè)備就可以覆蓋燃料電池碳紙、雙極板兩類主流樣品檢測(cè)需求，幫助企業(yè)減少設(shè)備采購(gòu)數(shù)量，節(jié)約實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地以及采購(gòu)成本。兩種測(cè)試模式內(nèi)部程序邏輯分別對(duì)應(yīng)不同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)流程，切換模式之后設(shè)備自動(dòng)適配對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算邏輯，不需要人工修改復(fù)雜參數(shù)。

第九，設(shè)備搭載專業(yè)的測(cè)控軟件，本機(jī)配套操控軟件擁有頒發(fā)的軟件著作權(quán)證書，軟件經(jīng)過大量實(shí)際工況調(diào)試優(yōu)化，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。軟件內(nèi)部集成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的算法邏輯，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、換算、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)整套工作，軟件界面貼合國(guó)內(nèi)檢測(cè)人員使用習(xí)慣，邏輯清晰，減少誤操作風(fēng)險(xiǎn)。軟件具備的異常保護(hù)邏輯，試驗(yàn)過程遇到異常工況可以及時(shí)做出響應(yīng)，保護(hù)設(shè)備硬件以及待測(cè)試樣。

詳細(xì)技術(shù)參數(shù)

測(cè)量范圍 ：（30～5000）N (0.05~5.0MPa) ；1μΩ?20kΩ

分辨力 ：0.1N

準(zhǔn)確度 ：±0.5%

壓力傳感器：美國(guó) CHCONTECH 電阻分辨率：1μΩ 、0.001mΩ

試驗(yàn)速度： (1?300) mm/min

樣品尺寸：大于 50mm

外形尺寸 ：560×560×780mm

質(zhì)量： 65kg

電源 ：220V, 50Hz

設(shè)備基礎(chǔ)配置清單

主機(jī) 、鍍金電極、低電阻測(cè)量?jī)x、合格證、說明書、保修卡、電源線。

設(shè)備適用應(yīng)用場(chǎng)景

BEST?307應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋上游材料研發(fā)、零部件生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)、高校科研院所科學(xué)研究等多個(gè)領(lǐng)域，服務(wù)燃料電池、液流儲(chǔ)能電池兩大核心產(chǎn)業(yè)鏈。

從研發(fā)端來看，各大科研院校、材料企業(yè)研發(fā)部門，在開發(fā)新型碳紙、改性電極、新型雙極板材料的時(shí)候，需要大量對(duì)比不同配方、不同制備工藝樣品的垂直電阻率與接觸電阻性能。科研人員通過本設(shè)備可以得到完整的壓力?電阻變化曲線，對(duì)比不同工藝條件下材料電學(xué)性能差異，輔助優(yōu)化材料制備工藝。例如碳紙生產(chǎn)企業(yè)調(diào)整碳纖維配比、熱處理工藝、浸漬工藝之后，通過設(shè)備測(cè)試對(duì)比改性前后碳紙?jiān)诓煌瑝毫l件下電阻變化，以此判斷工藝調(diào)整帶來性能改變，指導(dǎo)材料迭代升級(jí)。雙極板生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)改性涂層，也可以借助設(shè)備評(píng)價(jià)涂層工藝對(duì)接觸電阻帶來的改善效果。

在生產(chǎn)制造企業(yè)質(zhì)檢環(huán)節(jié)，電池零部件生產(chǎn)工廠可以將該設(shè)備用于來料檢驗(yàn)、過程抽檢、成品出廠檢測(cè)。原材料進(jìn)廠的時(shí)候，對(duì)采購(gòu)回來的碳紙、電極基材進(jìn)行入廠復(fù)檢，篩查不合格原材料，避免不良原料流入生產(chǎn)線；生產(chǎn)過程中定時(shí)抽取樣品開展工藝穩(wěn)定性驗(yàn)證；產(chǎn)品完成生產(chǎn)之后，對(duì)成品做出廠檢測(cè)，保證出廠產(chǎn)品電學(xué)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)要求。

燃料電池生產(chǎn)企業(yè)，在接收炭紙、雙極板零部件供貨的時(shí)候，可以使用該設(shè)備開展來料驗(yàn)收，核對(duì)供應(yīng)商提供產(chǎn)品的垂直電阻率、接觸電阻指標(biāo)是否滿足采購(gòu)技術(shù)協(xié)議要求，把控供應(yīng)鏈零部件質(zhì)量。

儲(chǔ)能行業(yè)全釩液流電池、鐵鉻液流電池生產(chǎn)廠商，針對(duì)電池用電極、雙極板開展檢測(cè)，評(píng)價(jià)電極材料受壓條件導(dǎo)電性能，評(píng)估電極材料是否適配儲(chǔ)能電池裝配工況。

第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)同樣適合配置該款設(shè)備，面向行業(yè)上下游企業(yè)提供標(biāo)準(zhǔn)化第三方檢測(cè)服務(wù)，出具符合國(guó)標(biāo)行標(biāo)要求的檢測(cè)數(shù)據(jù)，用于產(chǎn)品認(rèn)證、型式檢驗(yàn)等工作。

除了燃料電池、液流電池行業(yè)之外，其他各類需要測(cè)試導(dǎo)電材料受壓狀態(tài)下垂直方向電阻、界面接觸電阻的材料，只要試樣尺寸滿足設(shè)備要求，都可以使用本設(shè)備開展試驗(yàn)，拓展了設(shè)備的使用邊界。

完整設(shè)備操作流程

正確規(guī)范的操作，既可以保障測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，也能夠保護(hù)設(shè)備硬件，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，下面完整介紹完整操作步驟。

試驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作

試驗(yàn)環(huán)境確認(rèn)。設(shè)備需要放置在平整穩(wěn)固的水平工作臺(tái)面，環(huán)境避免劇烈震動(dòng)，遠(yuǎn)離大功率電磁干擾設(shè)備，環(huán)境溫度保持常規(guī)室內(nèi)常溫條件，避免高溫高濕環(huán)境，保證供電電源穩(wěn)定，使用 220V 50Hz 標(biāo)準(zhǔn)市電，確認(rèn)電源線連接牢靠，接地良好，減少電磁干擾對(duì)電阻測(cè)量帶來影響。

第二，試樣制備。按照對(duì)應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求制備待測(cè)試樣，樣品尺寸需要大于 50 毫米，保證試樣可以覆蓋電極有效受壓區(qū)域。試樣表面需要保持潔凈，試樣表面不能存在灰塵、油污、碎屑，碳紙類多孔樣品需要注意避免手指直接觸碰測(cè)試區(qū)域，防止手上油脂污染試樣表面，造成測(cè)試結(jié)果失真。如果標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定，試樣需要提前完成恒溫恒濕預(yù)處理，預(yù)處理完成之后再上機(jī)開展測(cè)試。仔細(xì)檢查試樣表面，不能存在明顯裂紋、破損，有缺陷的試樣不要用于測(cè)試，避免損壞鍍金電極。

第三，設(shè)備開機(jī)檢查。接通設(shè)備電源線，打開設(shè)備電源開關(guān)，設(shè)備啟動(dòng)完成之后進(jìn)入觸摸彩屏主操作界面。觀察設(shè)備各個(gè)模塊狀態(tài)，確認(rèn)上下鍍金電極表面干凈無異物，如果電極表面存在灰塵碎屑，使用無塵軟布輕輕擦拭電極表面，禁止使用硬質(zhì)物品刮擦電極鍍金層，防止鍍層劃傷。確認(rèn)壓力傳感器、低電阻測(cè)量?jī)x通訊正常，沒有設(shè)備報(bào)錯(cuò)提示。

第四，試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置。在觸摸屏操作界面，根據(jù)被測(cè)試樣類型，選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試模式，碳紙樣品選擇碳紙垂直電阻率測(cè)試模式，雙極板樣品選擇雙極板接觸電阻測(cè)試模式。參照對(duì)應(yīng)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置試驗(yàn)壓力范圍、壓力梯度間隔、試驗(yàn)速度等參數(shù)，設(shè)備可以設(shè)置加壓速度，也就是壓板移動(dòng)速度，速度區(qū)間在 1?300 毫米每分鐘之間按需設(shè)定。填寫樣品批號(hào)、樣品編號(hào)、樣品厚度等試樣信息，系統(tǒng)會(huì)保存這批信息跟隨試驗(yàn)數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)，方便后續(xù)查詢調(diào)取。確認(rèn)全部參數(shù)設(shè)置無誤。

裝夾試樣

操作界面點(diǎn)擊回零，讓設(shè)備壓板回到初始待機(jī)位置，等待壓板靜止。小心將處理完成的待測(cè)試樣平穩(wěn)放置在下鍍金電極的中心位置，保證試樣擺放居中，試樣擺放平整，沒有歪斜翹起，試樣不能出現(xiàn)局部折疊。確認(rèn)試樣擺放完成之后，確認(rèn)壓板運(yùn)動(dòng)路徑之內(nèi)沒有雜物，人員手部遠(yuǎn)離上下壓板之間的危險(xiǎn)區(qū)域，準(zhǔn)備啟動(dòng)試驗(yàn)。

自動(dòng)測(cè)試運(yùn)行

確認(rèn)全部準(zhǔn)備工作完成，在觸摸屏點(diǎn)擊開始試驗(yàn)按鍵。設(shè)備數(shù)字調(diào)速電機(jī)開始工作，驅(qū)動(dòng)精密絲杠副帶動(dòng)上壓板平穩(wěn)向下運(yùn)動(dòng)，逐步對(duì)試樣施加壓力。壓力傳感器實(shí)時(shí)采集壓力數(shù)值，低電阻測(cè)量單元同步采集對(duì)應(yīng)電阻數(shù)值，設(shè)備按照設(shè)定的壓力間隔，每增加 0.01 兆帕就采集一組壓力電阻對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示在彩色顯示屏上，并且同步進(jìn)行本地存儲(chǔ)。整個(gè)加壓測(cè)試全程自動(dòng)運(yùn)行，操作人員只需要觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，不需要手動(dòng)干預(yù)。

試驗(yàn)過程當(dāng)中，操作人員留意設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如果出現(xiàn)異常異響、試樣碎裂等突發(fā)情況，可以隨時(shí)按下設(shè)備急停按鍵，設(shè)備立刻停止加壓動(dòng)作，保護(hù)設(shè)備與樣品。

當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)定的試驗(yàn)壓力之后，設(shè)備自動(dòng)結(jié)束加壓流程，電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓板向上復(fù)位，回到初始待機(jī)位置，完成單組樣品測(cè)試。

試驗(yàn)結(jié)束后數(shù)據(jù)處理

一組樣品測(cè)試結(jié)束之后，屏幕上可以直接查看本次完整試驗(yàn)全部壓力?電阻對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)本組試驗(yàn)的最小值、平均值。如果做多組平行樣品測(cè)試，重復(fù)裝樣啟動(dòng)測(cè)試即可，設(shè)備會(huì)將同批號(hào)下多組平行試樣數(shù)據(jù)統(tǒng)一記錄統(tǒng)計(jì)。

操作人員可以按需選擇輸出方式，方式使用本機(jī)標(biāo)配微型打印機(jī)，直接打印紙質(zhì)試驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告包含樣品批號(hào)、測(cè)試時(shí)間、全部試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)結(jié)果，打印完成紙質(zhì)報(bào)告可以直接歸檔保存。第二種方式，試驗(yàn)數(shù)據(jù)保存在設(shè)備本地存儲(chǔ)器，后續(xù)需要查閱的時(shí)候，在查詢界面輸入對(duì)應(yīng)樣品批號(hào)，就可以調(diào)取該批次全部歷史試驗(yàn)記錄，回看歷史全部測(cè)試原始數(shù)據(jù)。

全部樣品測(cè)試工作完成之后，取出測(cè)試完成的試樣，檢查上下鍍金電極表面，確認(rèn)沒有樣品碎屑?xì)埩?，如有殘留使用無塵軟布擦拭干凈。短時(shí)間不再使用設(shè)備，可以關(guān)閉設(shè)備電源，斷開供電。

設(shè)備日常維護(hù)與保養(yǎng)要點(diǎn)

做好日常維護(hù)保養(yǎng)，能夠穩(wěn)定保障設(shè)備測(cè)量精度，延長(zhǎng)整機(jī)使用壽命，降低故障發(fā)生概率。

電極維護(hù)。上下鍍金電極是關(guān)鍵核心部件，鍍金層一旦劃傷磨損，就會(huì)直接帶來測(cè)量誤差。每次試驗(yàn)結(jié)束之后，都需要檢查電極表面，及時(shí)清理掉落的碳粉、樣品碎屑，只可以使用無塵軟布輕輕擦拭，嚴(yán)禁砂紙、刀片等硬質(zhì)工具打磨刮擦電極。禁止有腐蝕性液體接觸電極表面。如果長(zhǎng)期高頻使用，定期觀察鍍層完整情況，如果鍍層出現(xiàn)明顯磨損，及時(shí)更換電極配件。

第二，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)維護(hù)。設(shè)備內(nèi)部精密絲杠副是傳動(dòng)核心部件，需要保持清潔，避免粉塵、碳粉落入絲杠縫隙。設(shè)備放置環(huán)境盡量保持潔凈，減少粉塵堆積。設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行按照說明書要求定期做潤(rùn)滑維護(hù)，保證絲杠運(yùn)行順滑，不要私自拆解傳動(dòng)部件。

第三，傳感器保護(hù)。壓力傳感器屬于高精度元器件，禁止人為對(duì)壓板施加外力撞擊，禁止人為重壓壓板，避免傳感器過載損壞。設(shè)備不要超過額定 5000 牛量程開展試驗(yàn)，超量程使用會(huì)直接損傷壓力傳感器。

第四，顯示屏與打印機(jī)維護(hù)。觸摸彩屏操作的時(shí)候，使用手指輕柔操作，不要使用尖銳硬物戳劃屏幕。微型打印機(jī)定期檢查打印紙余量，及時(shí)更換打印紙，打印頭如果沾染灰塵，按照說明書指引做簡(jiǎn)單清潔，保障打印報(bào)告字跡清晰。

第五，供電與環(huán)境。設(shè)備供電保證穩(wěn)定，建議配套穩(wěn)壓電源，避免電壓大幅波動(dòng)。設(shè)備放置環(huán)境保持干燥通風(fēng)，避免潮濕、腐蝕性氣體環(huán)境，防止設(shè)備金屬部件銹蝕。

第六，定期校驗(yàn)。為保證測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，需要按照計(jì)量要求定期對(duì)設(shè)備壓力、電阻測(cè)量模塊開展計(jì)量校驗(yàn)，確認(rèn)壓力準(zhǔn)確度、電阻分辨率滿足技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，保證檢測(cè)結(jié)果可靠。設(shè)備出現(xiàn)故障，不要自行拆機(jī)維修，聯(lián)系對(duì)應(yīng)技術(shù)人員開展檢修。

設(shè)備選型優(yōu)勢(shì)解析

面對(duì)市場(chǎng)上眾多同類檢測(cè)儀器，BEST?307針對(duì)燃料電池與液流電池行業(yè)痛點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，擁有多重選型優(yōu)勢(shì)。

首先設(shè)備對(duì)標(biāo)國(guó)家、行業(yè)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試邏輯貼合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以直接對(duì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求，企業(yè)不需要再自行改造設(shè)備適配標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備買回來之后簡(jiǎn)單調(diào)試就可以開展合規(guī)檢測(cè)，不管是內(nèi)部質(zhì)檢還是對(duì)外送檢都可以適用。

其次設(shè)備實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，一套硬件設(shè)備就可以完成碳紙垂直電阻率測(cè)試以及雙極板接觸電阻測(cè)試兩類檢測(cè)項(xiàng)目，不用分開采購(gòu)儀器，既節(jié)省設(shè)備采購(gòu)資金，又節(jié)約實(shí)驗(yàn)室擺放空間，對(duì)于同時(shí)需要檢測(cè)碳紙和雙極板的企業(yè)，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)突出。

設(shè)備硬件配置規(guī)格較高，選用進(jìn)口高精度壓力傳感器，搭配銅鍍金電極，保障壓力采集和電阻測(cè)量?jī)蓚€(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)精度。電阻測(cè)量可以達(dá)到 1 微歐分辨率，壓力分辨力達(dá)到 0.1 牛，能夠捕捉材料受壓過程當(dāng)中電阻細(xì)微變化，不管是高電阻多孔碳紙，還是低電阻雙極板樣品，都可以完成精準(zhǔn)測(cè)量。

整機(jī)自動(dòng)化程度高，從加壓、采樣、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)全部自動(dòng)化完成，減少人工操作引入的人為誤差。很多傳統(tǒng)老式檢測(cè)設(shè)備需要人工記錄每一個(gè)壓力點(diǎn)讀數(shù)，工作效率低，同時(shí)人為讀數(shù)容易產(chǎn)生讀數(shù)偏差，本設(shè)備自動(dòng)記錄每 0.01 兆帕對(duì)應(yīng)的全部電阻數(shù)據(jù)，完整保留全部過程數(shù)據(jù)，不會(huì)丟失中間過程點(diǎn)。

設(shè)備數(shù)據(jù)管理能力，支持按批號(hào)存儲(chǔ)查詢歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于工廠批量質(zhì)檢場(chǎng)景十分友好，方便企業(yè)做質(zhì)量追溯，配合微型打印機(jī)，紙質(zhì)報(bào)告可以直接輸出，滿足實(shí)驗(yàn)室檔案管理的實(shí)際需求。配套測(cè)控軟件具備軟件著作權(quán)，軟件算法經(jīng)過行業(yè)實(shí)際項(xiàng)目驗(yàn)證，運(yùn)行穩(wěn)定，算法邏輯符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)換算要求。

整機(jī)物理尺寸 560×560×780 毫米，整機(jī)重量 65 千克，設(shè)備體積適中，不需要占用超大實(shí)驗(yàn)室空間，普通實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)就可以安放；供電采用通用 220V 50Hz 民用市電，不需要特殊供電改造，設(shè)備安裝部署簡(jiǎn)單，到貨之后簡(jiǎn)單調(diào)試就可以投入使用。

設(shè)備適配的樣品要求樣品尺寸大于 50 毫米，覆蓋行業(yè)絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸，常規(guī)碳紙、雙極板、液流電池電極標(biāo)準(zhǔn)試樣都可以直接上機(jī)測(cè)試。設(shè)備試驗(yàn)速度可以在 1?300 毫米每分鐘大范圍調(diào)節(jié)，既滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的慢速緩慢加壓試驗(yàn)工況，也可以使用高速完成壓板復(fù)位，兼顧測(cè)試精度和整體測(cè)試效率。

測(cè)試過程當(dāng)中常見影響因素說明

在實(shí)際開展測(cè)試工作的時(shí)候，有很多外界因素會(huì)對(duì)垂直電阻率、接觸電阻測(cè)試結(jié)果帶來影響，操作人員需要了解這些影響因素，規(guī)避測(cè)試誤區(qū)，保障試驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性。

試樣本身狀態(tài)。試樣表面是否潔凈、試樣是否發(fā)生彎折破損、試樣含水率，都會(huì)干擾最終測(cè)量結(jié)果。多孔碳紙材料很容易吸附空氣中水分，水分含量變化會(huì)改變材料導(dǎo)電性能，所以部分標(biāo)準(zhǔn)要求試樣做恒溫恒濕預(yù)處理，消除含水率帶來的數(shù)據(jù)波動(dòng)。試樣如果存在裂紋、局部缺損，受壓之后受力不均，得到的電阻數(shù)據(jù)會(huì)失真，不能用于正式試驗(yàn)。

第二，試樣裝夾擺放。試樣擺放沒有居中，試樣沒有覆蓋電極受壓區(qū)域，壓板壓緊的時(shí)候樣品局部受力，有效受壓面積和理論面積不一致，就會(huì)帶來測(cè)試偏差。裝樣的時(shí)候試樣一定要放平，不能翹邊，保證上下電極完整壓合試樣表面。

第三，電極狀態(tài)。鍍金電極表面存在灰塵、碳粉、劃痕、氧化，會(huì)改變電極和樣品之間接觸狀態(tài)，增大接觸附加電阻，帶來系統(tǒng)誤差。所以電極日常清潔維護(hù)十分關(guān)鍵，電極鍍層受損之后需要及時(shí)更換配件。

第四，加壓速率。壓板移動(dòng)速度也就是試驗(yàn)速度，會(huì)影響壓力施加快慢。部分材料存在壓縮蠕變特性，如果加壓速度過快，壓力還沒有穩(wěn)定就采集電阻數(shù)據(jù)，會(huì)造成數(shù)據(jù)波動(dòng)。對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)里面如果規(guī)定加壓速率，操作人員需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置試驗(yàn)速度，保證壓力充分穩(wěn)定之后采集對(duì)應(yīng)電阻數(shù)值。

第五，環(huán)境電磁干擾。電阻測(cè)量屬于微弱信號(hào)測(cè)量，周邊大功率電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，會(huì)對(duì)低電阻測(cè)量單元產(chǎn)生干擾，造成讀數(shù)漂移。設(shè)備盡量遠(yuǎn)離大功率電機(jī)、變頻器等設(shè)備，設(shè)備做好可靠接地，降低電磁干擾帶來的影響。

第六，溫度條件。環(huán)境溫度變化會(huì)改變碳基材料本身導(dǎo)電特性，同時(shí)電極金屬部件阻值也會(huì)隨溫度發(fā)生微弱變化，同一批次對(duì)比試驗(yàn)盡量保證環(huán)境溫度保持一致，減少溫度對(duì)平行樣對(duì)比帶來干擾。

充分理解各類干擾因素，操作人員在試驗(yàn)過程當(dāng)中規(guī)避各類干擾源，就可以保障多次平行樣品測(cè)試結(jié)果重復(fù)性，讓檢測(cè)數(shù)據(jù)具備參考價(jià)值。

設(shè)備在新能源產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中的價(jià)值

雙碳大背景之下，氫能燃料電池、液流儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，市場(chǎng)對(duì)于核心材料的檢測(cè)能力要求不斷提升。電化學(xué)電池性能提升，一方面依靠材料配方工藝迭代，另一方面離不開精準(zhǔn)可靠的檢測(cè)手段，檢測(cè)設(shè)備是材料研發(fā)迭代的重要工具。

BEST?307聚焦碳紙、雙極板、液流電池電極這些電池關(guān)鍵零部件，把電池內(nèi)部真實(shí)受壓工況在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備上面進(jìn)行復(fù)刻，模擬電池裝配壓緊狀態(tài)，測(cè)得的垂直電阻率、接觸電阻數(shù)據(jù)，和電池實(shí)際工作工況高度貼合。很多材料只測(cè)自由無壓狀態(tài)下電阻率，得到的數(shù)據(jù)不能夠反映電池裝配壓緊之后真實(shí)導(dǎo)電表現(xiàn)，而本設(shè)備可以模擬裝配壓力，得到更加貼近實(shí)際工況的性能參數(shù)。

對(duì)于材料研發(fā)企業(yè)，設(shè)備可以輔助研發(fā)人員快速對(duì)比不同配方、不同工藝樣品性能，縮短新材料研發(fā)周期，加速新產(chǎn)品迭代。對(duì)于生產(chǎn)制造企業(yè)，該設(shè)備作為質(zhì)量管控工具，守住產(chǎn)品出廠質(zhì)量關(guān)口，減少不合格產(chǎn)品流入下游電池組裝工廠，降低后續(xù)電池產(chǎn)品失效風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該設(shè)備可以支撐標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)業(yè)務(wù)開展，助力整個(gè)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。

整套設(shè)備嚴(yán)格遵循國(guó)內(nèi)多套主流標(biāo)準(zhǔn)，為燃料電池、全釩液流電池、鐵鉻液流電池產(chǎn)業(yè)鏈提供標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)解決方案，不管是企業(yè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，生產(chǎn)質(zhì)檢車間，還是高?？蒲袑?shí)驗(yàn)室，都可以發(fā)揮重要作用。

總結(jié)

BEST?307也叫碳紙垂直電阻率測(cè)試儀、雙極板接觸電阻測(cè)試儀，是面向燃料電池以及液流儲(chǔ)能電池行業(yè)開發(fā)的專業(yè)檢測(cè)設(shè)備，用于完成炭紙、雙極板、各類液流電池電極材料垂直方向電阻率以及接觸電阻檢測(cè)。設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)對(duì)標(biāo)現(xiàn)行國(guó)家、行業(yè)、團(tuán)體多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試原理是將試樣放置于上下電極之間，施加可控壓力，自動(dòng)記錄不同壓強(qiáng)條件下對(duì)應(yīng)的電阻數(shù)值。

設(shè)備搭載觸摸彩屏、數(shù)字調(diào)速電機(jī)、進(jìn)口高精度壓力傳感器、銅鍍金電極，自帶微型打印機(jī)，具備數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)、批號(hào)查詢、一機(jī)雙測(cè)試模式等多項(xiàng)實(shí)用功能，配套具備軟件著作權(quán)的專業(yè)測(cè)控軟件。設(shè)備有著完整明確的技術(shù)參數(shù)，配套齊全的基礎(chǔ)配件。