一、設(shè)備概述

燃料電池碳紙垂直方向電阻率測試儀是面向質(zhì)子交換膜燃料電池、全釩液流電池、鐵?鉻液流電池領(lǐng)域開發(fā)的專用理化性能檢測裝備，主要針對燃料電池碳紙、雙極板、全釩液流電池電極、鐵?鉻液流電池電極等碳基多孔材料開展垂直方向電阻率、界面接觸電阻的測定工作。碳纖維制備的多孔碳紙作為燃料電池核心構(gòu)件，兼具透氣性能與導(dǎo)電性能，碳紙垂直方向電阻率以及碳紙與雙極板之間的界面接觸電阻，直接影響電堆內(nèi)部電流傳導(dǎo)效率，是評價碳紙、雙極板、電極材料品質(zhì)的重要指標(biāo)。

該設(shè)備廣泛應(yīng)用于燃料電池材料生產(chǎn)企業(yè)、液流電池新材料研發(fā)機構(gòu)、新能源電堆制造工廠、第三方新能源材料檢測實驗室、高等院校以及科研院所等場景，覆蓋碳紙原料入廠檢驗、配方改性研發(fā)、生產(chǎn)過程質(zhì)控、成品型式檢驗等多個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。除碳紙樣品之外，設(shè)備同樣可以完成各類碳基導(dǎo)電板材、多孔碳素電極材料的電阻性能檢測，滿足碳素導(dǎo)電材料的實驗室評價需求。

整套設(shè)備采用一體化整機結(jié)構(gòu)，搭載觸摸彩屏人機交互系統(tǒng)，測試流程自動化運行。試驗過程中，樣品放置于上下電極壓板中間，設(shè)備對試樣施加可控的軸向壓力，實時采集壓力數(shù)值與對應(yīng)條件下的電阻信號，記錄不同壓強工況下試樣的電阻變化數(shù)據(jù)。同一份試樣可以完成多梯度壓力條件下的連續(xù)測試，獲取壓力?電阻關(guān)聯(lián)變化規(guī)律，為材料配方優(yōu)化、工藝參數(shù)調(diào)整提供真實、可復(fù)現(xiàn)的試驗數(shù)據(jù)支撐。

設(shè)備內(nèi)置兩套測試工作模式，通過操作菜單即可切換碳紙w垂直電阻率測試模式與雙極板接觸電阻測試模式，實現(xiàn)一機兩用，降低實驗室設(shè)備采購數(shù)量與試驗場地占用。硬件部分配置數(shù)字調(diào)速電機與精密絲杠傳動組件，保障壓力加載過程平穩(wěn)可控；配套高精度壓力傳感器與電阻采集單元，保障壓力、電阻兩類信號采集的可靠程度。設(shè)備配備微型打印單元，試驗結(jié)束之后可以直接輸出紙質(zhì)試驗結(jié)果；整機存儲單元可以保存多批次試驗原始數(shù)據(jù)，支持按照樣品批號完成歷史記錄檢索查詢。設(shè)備配套專業(yè)測控軟件，軟件具備對應(yīng)的著作權(quán)，能夠完成試驗流程管控、數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計，可輸出多組試驗的最小值、平均值等統(tǒng)計結(jié)果，便于檢測人員開展批量樣品數(shù)據(jù)分析。

在燃料電池與液流電池產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中，碳紙、雙極板、電極材料的電阻性能，會直接影響電堆輸出性能、能量轉(zhuǎn)換效率以及設(shè)備運行損耗。碳紙的生產(chǎn)工藝、碳纖維配比、孔隙結(jié)構(gòu)、表面處理工藝，雙極板表面鍍層狀態(tài)、平面度，都會改變垂直電阻率以及界面接觸電阻數(shù)值。在產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)檢環(huán)節(jié)，需要標(biāo)準(zhǔn)化的測試設(shè)備模擬電堆實際裝配壓緊工況，在不同壓力條件下完成電阻測試，以此模擬電堆組裝壓緊之后材料的實際導(dǎo)電表現(xiàn)。BEST?307 測試儀可以復(fù)現(xiàn)電堆裝配時的壓力工況，采集不同壓緊力下電阻變化曲線，幫助研發(fā)人員評估材料在實際工況條件下的導(dǎo)電表現(xiàn)，為材料選型、工藝改進提供試驗依據(jù)。

二、適用執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

1. GB/T20042.7 質(zhì)子交換膜燃料電池 第 7 部分：炭紙?zhí)匦詼y試方法

2. GB/T20042.6 質(zhì)子交換膜燃料電池 第 6 部分：雙極板特性測試方法

3. NB/T 42082?2016 全釩液流電池 電極測試方法

4. NB/T42007?2013 全釩液流電池用雙極板測試方法

5. T/CEEIA 577—2022 鐵?鉻液流電池用電極材料技術(shù)要求及測試方法

6. GB/T24525?2009 碳素材料電阻率測定方法

GB/T20042.7 針對質(zhì)子交換膜燃料電池炭紙的垂直電阻率測試，明確了試樣制備、壓力條件、測試環(huán)境、數(shù)據(jù)計算的相關(guān)要求；GB/T20042.6 規(guī)范了雙極板接觸電阻的測試流程。NB/T 系列標(biāo)準(zhǔn)分別對全釩液流電池電極、雙極板的測試條件做出規(guī)定；T/CEEIA 577?2022 針對鐵?鉻液流電池電極材料提出對應(yīng)的測試要求；GB/T24525?2009 給出碳素材料電阻率通用測定方法。

開展測試工作之前，檢測人員需要結(jié)合被測試樣類型，選定對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)文件，按照標(biāo)準(zhǔn)完成試樣裁切、試樣預(yù)處理，在設(shè)備端設(shè)置壓力區(qū)間、加載速率等試驗條件。標(biāo)準(zhǔn)中對試樣尺寸、試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)、環(huán)境溫濕度、壓力梯度設(shè)置、平行試樣數(shù)量、電阻率計算公式均有明確說明，設(shè)備采集得到的壓力、電阻原始數(shù)據(jù)，結(jié)合試樣厚度、接觸面積，即可計算得到垂直方向電阻率以及界面接觸電阻數(shù)值。在批量樣品檢測的時候，遵循標(biāo)準(zhǔn)要求完成多組平行試驗，開展統(tǒng)計運算，降低偶然因素帶來的數(shù)據(jù)波動。

三、設(shè)備試驗原理

燃料電池碳紙垂直方向電阻率測試儀依托機械加壓機構(gòu)、壓力傳感單元、低電阻測量單元協(xié)同完成整套測試流程。將制備完成的試樣放置在上下兩塊鍍金電極壓板之間，電機驅(qū)動精密絲杠副帶動上壓板向下位移，對試樣施加軸向壓緊力，壓力傳感器實時采集施加在試樣表面的壓力數(shù)值，換算為試樣承受的壓強；與此同時低電阻測量單元采集回路當(dāng)中的電阻信號。

設(shè)備按照設(shè)定的試驗流程，逐步改變施加在樣品上的壓力大小，自動記錄每一個壓力節(jié)點對應(yīng)的電阻讀數(shù)。在碳紙垂直電阻率測試模式下，測試得到試樣垂直方向的電阻，結(jié)合試樣的厚度、有效導(dǎo)電接觸面積，計算得到碳紙垂直方向電阻率；在雙極板接觸電阻測試模式下，模擬電堆內(nèi)部碳紙和雙極板裝配壓緊的工況，獲取不同壓緊壓強條件下碳紙?雙極板組合結(jié)構(gòu)的界面接觸電阻。

多孔碳紙屬于多孔碳素材料，隨著壓緊壓力提升，碳紙內(nèi)部的碳纖維相互擠壓，孔隙發(fā)生一定程度壓縮，碳紙本身垂直電阻會發(fā)生變化；碳紙與雙極板之間的界面接觸電阻，同樣會隨著壓緊壓強改變而產(chǎn)生變化。設(shè)備通過連續(xù)梯度加壓測試，完整記錄壓力與電阻之間的對應(yīng)關(guān)系，還原材料在電堆裝配壓緊工況之下的導(dǎo)電特性。全部試驗原始數(shù)據(jù)會保存在設(shè)備存儲單元當(dāng)中，可直接在觸摸屏查看，也可以通過微型打印機輸出紙質(zhì)記錄。

整個測試過程實現(xiàn)自動化運行，加壓、信號采集、數(shù)據(jù)記錄無需人工反復(fù)干預(yù)，減少人工操作引入的人為誤差。試驗結(jié)束之后，設(shè)備軟件自動對多組測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計運算，輸出最小值、平均值，方便研發(fā)以及質(zhì)檢人員做數(shù)據(jù)整理分析。

四、設(shè)備核心功能特點

4.1 人機交互與自動化測試能力

設(shè)備配置觸摸彩屏顯示器，屏幕界面可以同步展示壓力、壓強、電阻等多項實時參數(shù)，試驗全程的運行狀態(tài)直觀呈現(xiàn)。整套測試流程按照預(yù)設(shè)參數(shù)全自動完成，操作人員完成試樣放置與參數(shù)設(shè)置之后，啟動測試，設(shè)備自動完成加壓、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲的整套流程，不需要人工手動調(diào)節(jié)壓力，降低人為操作帶來的試驗偏差。

每增加 0.01MPa 壓強節(jié)點，設(shè)備即可同步采集并保存對應(yīng)的電阻數(shù)值，各個壓力點對應(yīng)的試驗數(shù)據(jù)直接在屏幕界面留存顯示，試驗人員可以直觀觀察隨著壓強變化，試樣電阻參數(shù)的變化趨勢，便于實時判斷試樣的測試狀態(tài)。設(shè)備內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲機制，完成的試驗結(jié)果可以完整保存在本機，后續(xù)可以輸入樣品批號，快速調(diào)取對應(yīng)批次的歷史試驗記錄，便于后期的數(shù)據(jù)溯源復(fù)核，適配企業(yè)質(zhì)檢實驗室批量樣品檢測的數(shù)據(jù)留存需求。

4.2 機械傳動與壓力采集系統(tǒng)

設(shè)備采用數(shù)字調(diào)速高性能電機作為動力來源，驅(qū)動精密絲杠副完成壓板位移調(diào)節(jié)。精密絲杠傳動結(jié)構(gòu)傳動精準(zhǔn)，壓板下行、上行運行過程平穩(wěn)，加壓過程不會產(chǎn)生沖擊，避免沖擊壓力造成碳紙多孔結(jié)構(gòu)發(fā)生非預(yù)期形變，保障壓力施加的可控性，適合碳紙這類質(zhì)地偏脆的多孔材料測試。

設(shè)備搭載高精度壓力傳感器，壓力采集分辨力可達 0.1N，壓力采集準(zhǔn)確度滿足材料測試的使用需求，能夠精準(zhǔn)捕捉微小壓力變化，保障壓強換算結(jié)果可靠。壓力測量范圍覆蓋 30?5000N，換算壓強區(qū)間 0.05MPa?5.0MPa，可以覆蓋燃料電池、液流電池電堆實際裝配壓緊壓強區(qū)間，能夠模擬電堆裝配工況下各類壓緊力條件，完成不同壓強梯度的測試。

4.3 電極與電阻采集單元

設(shè)備上下壓板選用銅鍍金工藝制作電極工作面。鍍金層導(dǎo)電性能優(yōu)良，能夠降低電極自身接觸帶來的附加電阻，減少電極表面氧化對測試結(jié)果造成的干擾，保障電阻測試誤差處于合理范圍，為碳紙、雙極板的電阻測試提供穩(wěn)定的導(dǎo)電接觸條件。

配套低電阻測量單元，電阻測量區(qū)間覆蓋 1μΩ?20kΩ，電阻分辨率達到 1μΩ，可滿足碳紙垂直電阻率、碳紙?雙極板界面接觸電阻的低阻測量需求。針對碳紙、雙極板這類低電阻試樣，高精度電阻采集單元可以識別微小的電阻變化，捕捉不同壓力條件之下細微的電阻波動，真實還原材料導(dǎo)電性能變化情況。

4.4 數(shù)據(jù)輸出與一機兩用功能

設(shè)備標(biāo)配微型打印機，單組或者多組試驗完成之后，操作人員可以按需啟動打印功能，直接輸出紙質(zhì)版試驗報告，打印內(nèi)容包含壓力、壓強、電阻以及統(tǒng)計計算后的最小值、平均值，方便實驗室紙質(zhì)檔案留存。

設(shè)備支持兩種測試模式切換，在操作菜單內(nèi)完成模式選擇，分別對應(yīng)碳紙垂直電阻率測試模式、雙極板接觸電阻測試模式。同一臺設(shè)備既可以完成碳紙材料本體垂直電阻率檢測，也可以完成碳紙與雙極板配對樣品的界面接觸電阻測試，一機兩用，適配燃料電池、液流電池實驗室多種試樣的檢測需求，優(yōu)化實驗室設(shè)備配置。

設(shè)備搭載專業(yè)測控軟件，配套軟件具備軟件著作權(quán)。測控軟件負責(zé)整機邏輯控制、試驗流程調(diào)度、原始數(shù)據(jù)接收、試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理。軟件可以完成多組試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自動計算同批次樣品的最小值、平均值，降低人工數(shù)據(jù)統(tǒng)計的工作量，減少人工計算帶來的失誤。

五、性能參數(shù)

測量范圍 ：（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 CHCONTECH 電阻分辨率：1μΩ 、0.001mΩ 試驗速度： (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

六、設(shè)備基礎(chǔ)配置構(gòu)成

1. 設(shè)備主機：整機柜體，集成觸摸彩屏人機交互界面、電機傳動組件、絲杠加壓機構(gòu)，集成整機控制電路與信號采集單元，實現(xiàn)整機一體化運行。

2. 鍍金電極組件：上、下銅鍍金電極壓板，作為試樣夾持導(dǎo)電部件，用于和被測試樣形成導(dǎo)電接觸，完成壓力施加與電阻信號采集。

3. 低電阻測量儀：電阻信號采集單元，完成試樣電阻信號采集工作，提供高精度電阻測量能力。

4. 微型打印單元：集成于主機內(nèi)部，用于試驗結(jié)果紙質(zhì)報告輸出。

5. 電源線：整機供電連接配件。

6. 產(chǎn)品合格證：設(shè)備出廠合格證明文件。

7. 使用說明書：設(shè)備操作、參數(shù)設(shè)置、故障排查、日常維護的指導(dǎo)性文檔。

8. 保修卡：設(shè)備售后保修憑證。

七、設(shè)備工作操作流程簡述

7.1 試驗前期準(zhǔn)備工作

開展測試之前，操作人員需要閱讀對應(yīng)材料的測試標(biāo)準(zhǔn)，完成試樣制備。針對燃料電池碳紙試樣，按照標(biāo)準(zhǔn)的要求裁切樣品，試樣尺寸需要大于 50mm，保證試樣可以完整覆蓋電極有效接觸區(qū)域。裁切過程中，規(guī)避試樣表面出現(xiàn)裂口、折痕、壓傷，碳紙屬于多孔脆性材料，外力彎折、擠壓會改變內(nèi)部碳纖維結(jié)構(gòu)，進而影響電阻率測試結(jié)果。試樣裁切完成之后，按照標(biāo)準(zhǔn)要求完成狀態(tài)調(diào)節(jié)，將試樣放置規(guī)定溫濕度環(huán)境完成靜置處理，消除試樣內(nèi)部的環(huán)境應(yīng)力，控制試樣含水率。

如果開展雙極板接觸電阻測試，需要準(zhǔn)備配對的碳紙試樣與雙極板試樣，檢查雙極板被測表面，保證表面無明顯劃痕、油污、顆粒雜質(zhì)，鍍層無脫落損傷。雜質(zhì)、顆粒附著在試樣表面，會改變接觸狀態(tài)，帶來測試數(shù)據(jù)的偏移。

檢查設(shè)備整機狀態(tài)，確認設(shè)備放置在水平穩(wěn)固臺面，整機供電接線連接正常。檢查上下鍍金電極壓板工作面，電極表面需要保持清潔，無碎屑、油污、氧化斑點；如果電極表面存在污染物，使用無塵軟布做清潔處理，避免電極污染干擾導(dǎo)電接觸效果。接通 220V 電源，啟動設(shè)備主機，等待觸摸彩屏系統(tǒng)完成開機自檢。

7.2 試驗參數(shù)設(shè)置與模式選擇

設(shè)備開機自檢完成，進入主操作界面。操作人員根據(jù)本次測試樣品，在菜單中選擇對應(yīng)的測試模式：碳紙垂直電阻率測試模式或者雙極板接觸電阻測試模式。模式選定之后，進入?yún)?shù)設(shè)置界面，錄入樣品批號，便于后續(xù)歷史數(shù)據(jù)檢索。參照對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置試驗相關(guān)參數(shù)，包含壓力區(qū)間、加壓速度、壓強記錄步長等內(nèi)容。試驗速度可在 1?300mm/min 區(qū)間進行設(shè)定，加壓速度不宜過快，防止高速加壓造成碳紙試樣發(fā)生機械破壞。

根據(jù)測試需要設(shè)置壓力終點，設(shè)置各個壓強采集節(jié)點，設(shè)備默認每達到 0.01MPa 記錄一組電阻數(shù)據(jù)。全部參數(shù)核對確認無誤之后，保存參數(shù)配置。同類型樣品后續(xù)重復(fù)測試，可直接調(diào)用已經(jīng)保存好的參數(shù)配置，減少重復(fù)設(shè)置操作。

7.3 放置試樣，啟動測試

打開設(shè)備艙門，將處理完成的試樣平穩(wěn)放置在下鍍金電極壓板的中心位置，保證試樣居中放置，試樣完整覆蓋電極有效接觸面。如果是雙極板接觸電阻測試模式，按照標(biāo)準(zhǔn)的試樣堆疊方式放置碳紙與雙極板試樣，保證堆疊組合位置居中，不發(fā)生偏移。確認試樣擺放位置無誤，關(guān)閉艙門。

在觸摸屏界面點擊啟動測試指令，設(shè)備數(shù)字調(diào)速電機啟動，驅(qū)動精密絲杠副帶動上電極壓板向下移動，逐步對試樣施加壓緊壓力。壓力傳感器實時采集壓力數(shù)值，換算為壓強，低電阻測量單元同步采集回路電阻數(shù)值。設(shè)備達到每一個預(yù)設(shè)壓強節(jié)點，自動保存對應(yīng)的壓力、壓強、電阻數(shù)據(jù)，實時在觸摸屏幕展示各項參數(shù)。

設(shè)備持續(xù)加壓直至設(shè)定的壓力終點，完成全量程梯度采集之后，設(shè)備驅(qū)動上壓板向上回位，解除試樣表面壓緊力，單次測試流程結(jié)束。測試過程當(dāng)中，操作人員觀察屏幕參數(shù)變化，如出現(xiàn)異常報警，需要立刻終止測試，排查故障原因，排除異常之后再繼續(xù)開展試驗。

7.4 試驗結(jié)束，數(shù)據(jù)查看、保存與打印

單次測試流程結(jié)束之后，全部壓力?電阻原始數(shù)據(jù)自動保存在本機存儲單元。操作人員可以直接在屏幕查看本次試驗全部記錄，系統(tǒng)自動完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計運算，輸出該組試樣測試結(jié)果的最小值、平均值。

根據(jù)實際工作需要，可以啟動微型打印機，打印輸出紙質(zhì)版試驗記錄報告，紙質(zhì)報告可以用于實驗室紙質(zhì)檔案歸檔。如需調(diào)取歷史試驗，進入歷史數(shù)據(jù)查詢界面，輸入樣品批號，檢索對應(yīng)批次全部測試記錄，完成查看、打印操作。

全部測試工作完成之后，確認壓板回位，打開艙門，取出測試完成的試樣。清理電極表面，清除測試殘留碎屑，做好電極防護。當(dāng)日試驗全部結(jié)束，關(guān)閉設(shè)備電源，整理配套配件。

八、不同試樣測試要點以及影響測試結(jié)果的關(guān)鍵因素

BEST?307 主要用于燃料電池碳紙、雙極板、全釩液流電池電極、鐵?鉻液流電池電極等碳基多孔導(dǎo)電材料的測試，這類材料的測試結(jié)果容易受到試樣狀態(tài)、裝夾方式、加壓速率、電極狀態(tài)、環(huán)境條件等多重因素影響，在檢測過程當(dāng)中需要做好管控，降低數(shù)據(jù)離散，保障試驗可復(fù)現(xiàn)。

8.1 燃料電池碳紙試樣測試要點

碳紙是由碳纖維制作的多孔材料，質(zhì)地相對脆，受到擠壓、彎折很容易產(chǎn)生微裂紋，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，直接改變垂直電阻率。試樣裁切時，刀口保持鋒利，避免裁切位置出現(xiàn)擠壓變形、毛邊；裁切完成的試樣禁止彎折，存放過程平鋪放置，不能堆疊重壓。試樣尺寸必須大于 50mm，保證覆蓋電極壓板，防止電極邊緣直接接觸，造成測試數(shù)據(jù)失真。

碳紙孔隙結(jié)構(gòu)會吸附環(huán)境當(dāng)中水汽，含水率發(fā)生變化，導(dǎo)電性能隨之改變。所以測試前需要按照標(biāo)準(zhǔn)完成試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)，在規(guī)定溫濕度環(huán)境靜置足夠時長，控制試樣含水率。加壓速度不可設(shè)置過高，加壓速度過快，瞬間壓力沖擊會造成碳紙內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，一般選用中等偏慢的試驗速度開展測試，模擬電堆緩慢裝配壓緊的過程。

同批次碳紙樣品，需要完成多組平行試樣測試，剔除異常數(shù)據(jù)，再做統(tǒng)計計算，減少材料本身局部不均勻帶來的數(shù)據(jù)波動。測試模式選擇碳紙垂直電阻率測試模式，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置壓力區(qū)間，覆蓋電堆實際使用壓強范圍，獲取不同壓強條件下垂直電阻率變化規(guī)律。

8.2 雙極板接觸電阻測試要點

雙極板接觸電阻測試，模擬的是電堆內(nèi)部碳紙與雙極板裝配壓緊工況，測試得到的是界面接觸電阻。試樣包含碳紙樣品和雙極板樣品，兩者的表面狀態(tài)對測試結(jié)果影響顯著。雙極板表面鍍層如果出現(xiàn)磨損、劃痕、氧化、油污，會直接提升界面接觸電阻；碳紙表面存在碎屑、破損，同樣會干擾測試結(jié)果。測試前需要檢查兩套試樣的接觸面，做好清潔。

試樣堆疊擺放需要保證上下居中對齊，不能出現(xiàn)偏移錯位，偏移會造成局部應(yīng)力集中，接觸面積發(fā)生變化，得到偏離真實狀態(tài)的測試數(shù)據(jù)。測試模式切換至雙極板接觸電阻測試模式，設(shè)置對應(yīng)的壓力區(qū)間，覆蓋電堆裝配的壓緊壓強。

8.3 全釩、鐵?鉻液流電池電極材料測試要點

全釩液流電池、鐵?鉻液流電池用電極同樣屬于多孔碳基材料，部分電極材料孔隙率高，材質(zhì)偏軟。加壓過程要關(guān)注壓力上限設(shè)置，不能超出材料允許承受的壓力范圍，避免壓力過大造成電極材料被壓潰，破壞材料原始孔隙結(jié)構(gòu)。參照 NB/T、T/CEEIA 對應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完成試樣預(yù)處理，設(shè)置加壓參數(shù)，完成垂直方向電阻率測試，評估液流電池電極在壓緊工況下導(dǎo)電性能。

8.4 其他共性影響因素

電極工作面狀態(tài)是不可忽略的因素，上下鍍金電極壓板表面出現(xiàn)劃痕、氧化、附著試樣碎屑，會改變導(dǎo)電接觸效果，引入額外的接觸電阻，造成測試偏差。每次試驗前后需要檢查電極，及時做清潔維護。

環(huán)境溫濕度同樣會帶來數(shù)據(jù)變化，環(huán)境濕度過高，碳基多孔材料吸附水汽，會改變導(dǎo)電特性。條件允許情況下，盡量在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度實驗室環(huán)境開展測試。加壓速度參數(shù)會影響試樣形變響應(yīng)，速度過快，材料形變來不及完成，壓力?電阻對應(yīng)關(guān)系會產(chǎn)生偏移，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的試驗速度。

九、軟件界面及功能說明

9.1 主操作界面

設(shè)備開機完成自檢之后進入主操作界面，主界面為觸摸彩屏交互，界面分區(qū)展示實時壓力、壓強、電阻數(shù)值，顯示設(shè)備運行狀態(tài)，區(qū)分待機、測試中、測試完成等狀態(tài)。界面設(shè)置模式選擇、參數(shù)設(shè)置、開始、停止、數(shù)據(jù)查詢、打印等功能觸控按鍵。操作人員可以在此完成測試模式切換，選擇碳紙垂直電阻率測試或者雙極板接觸電阻測試；測試運行過程，屏幕實時刷新每一個壓強節(jié)點對應(yīng)的電阻數(shù)據(jù)，所有采集點數(shù)據(jù)在界面留存顯示，便于試驗人員實時觀察壓力?電阻變化趨勢。

9.2 參數(shù)設(shè)置界面

進入?yún)?shù)設(shè)置界面，可完成樣品批號錄入、壓力區(qū)間設(shè)置、試驗速度設(shè)置、壓強記錄步長設(shè)置等操作。系統(tǒng)支持參數(shù)方案保存，不同類型試樣可以保存多套參數(shù)配置，后續(xù)測試直接調(diào)用，不用重復(fù)逐項輸入。界面具備參數(shù)確認、保存、取消的觸控按鈕，參數(shù)設(shè)置完成確認保存之后，配置才會生效，作用于下一次測試流程。

9.3 歷史數(shù)據(jù)查詢界面

歷史數(shù)據(jù)查詢界面用于調(diào)取本機存儲的過往試驗記錄，操作人員輸入樣品批號，即可檢索對應(yīng)批號下全部試驗數(shù)據(jù)記錄。列表展示各組試驗的壓力、壓強、電阻原始數(shù)據(jù)，同時展示每組測試統(tǒng)計得到的最小值、平均值。選中對應(yīng)記錄，可直接執(zhí)行打印操作，輸出紙質(zhì)試驗報告；便于質(zhì)檢、研發(fā)人員做數(shù)據(jù)回溯，對比不同批次試樣測試結(jié)果，支撐材料研發(fā)迭代與批次質(zhì)量判定。

9.4 測試結(jié)果統(tǒng)計界面

單次試驗結(jié)束自動跳轉(zhuǎn)至測試結(jié)果統(tǒng)計界面，展示本次試驗全部原始采集點數(shù)據(jù)，軟件自動完成統(tǒng)計計算，輸出本組試樣最小值、平均值。操作人員可以選擇保存本組記錄，或者直接啟動打印，輸出紙質(zhì)報告。統(tǒng)計結(jié)果可以直觀反饋該試樣在不同壓緊壓強條件之下電阻性能，為材料評價提供數(shù)據(jù)支撐。

十、設(shè)備使用注意事項

垂直方向電阻率測試儀屬于精密力學(xué)與電學(xué)一體化檢測設(shè)備，操作人員需要熟悉設(shè)備說明書，理解測試原理之后，開展試樣測試工作。設(shè)備應(yīng)當(dāng)放置在水平、穩(wěn)固的工作臺面，避免設(shè)備發(fā)生晃動、傾斜，臺面振動會干擾壓力采集精度。設(shè)備運行環(huán)境需要保持干燥，遠離腐蝕性氣體、大量粉塵，避免粉塵進入絲杠傳動機構(gòu)、電極接觸面，影響機械傳動與導(dǎo)電接觸效果。

設(shè)備供電為 220V，50Hz 交流電源，保證供電穩(wěn)定，不要和大功率沖擊類設(shè)備共用同一供電回路，減少供電波動對采集單元帶來的干擾。設(shè)備開機之后，不要用手觸碰上下鍍金電極工作面，一方面避免人體靜電、手上油脂污染電極，另一方面設(shè)備電阻采集回路通電，防止不必要的觸電風(fēng)險。

放置試樣的時候，保證試樣居中擺放，禁止金屬硬物直接接觸上下電極壓板，防止劃傷鍍金工作面。鍍金電極工作面一旦出現(xiàn)劃傷，會改變導(dǎo)電接觸狀態(tài)，影響測試準(zhǔn)確度。測試過程當(dāng)中，設(shè)備壓板向下移動，禁止手、工具伸入上下壓板之間，防止擠壓傷害。設(shè)置壓力上限，不可以超出設(shè)備標(biāo)稱測量范圍，避免超壓造成壓力傳感器、絲杠傳動機構(gòu)發(fā)生損壞。

碳紙、液流電池電極多為脆性多孔材料，設(shè)置試驗速度不能過高，高速加壓容易造成試樣破碎，同時沖擊壓力會影響壓力采集準(zhǔn)確度。試驗運行過程中如果出現(xiàn)異常報警，立刻停止測試，切斷電源，排查故障誘因，故障未排除，不可以再次啟動測試。

每次試驗結(jié)束，及時清理電極壓板表面殘留試樣碎屑，使用無塵軟布擦拭電極，保持電極工作面潔凈。不要使用強腐蝕性溶劑擦拭鍍金電極，避免腐蝕破壞鍍金層。設(shè)備配套微型打印機，需要按照要求更換打印紙，保證打印功能正常使用。

十一、設(shè)備數(shù)據(jù)管理、輸出與數(shù)據(jù)處理說明

設(shè)備本地存儲單元可以保存多批次試驗原始數(shù)據(jù)，每條記錄關(guān)聯(lián)對應(yīng)的樣品批號，方便后期檢索調(diào)取。試驗完成之后有兩種輸出方式，為本機微型打印機打印紙質(zhì)報告，報告包含壓力、壓強、電阻原始數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計得到的最小值、平均值，用于紙質(zhì)檔案歸檔。第二種可依托配套測控軟件完成數(shù)據(jù)讀取，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的二次處理。

原始記錄包含不同壓強節(jié)點對應(yīng)的壓力數(shù)值、電阻數(shù)值，檢測人員結(jié)合試樣厚度、試樣有效導(dǎo)電接觸面積，參照對應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的計算公式，代入原始數(shù)據(jù)，計算得到碳紙垂直方向電阻率或者界面接觸電阻數(shù)值。多組平行試樣可以利用軟件統(tǒng)計的平均值，完成批次樣品性能評價。

在燃料電池材料研發(fā)工作中，經(jīng)常需要對比改性前后不同配方碳紙的電阻性能，設(shè)備保存的歷史記錄，可以用來做橫向?qū)Ρ?，分析不同工藝條件下碳紙垂直電阻率、接觸電阻隨壓強變化的差異，輔助研發(fā)人員篩選材料配方、優(yōu)化生產(chǎn)工藝。在企業(yè)質(zhì)檢場景，通過同批次多組樣品統(tǒng)計結(jié)果，完成產(chǎn)品合格與否的判定。

設(shè)備的測控軟件具備軟件著作權(quán)，軟件負責(zé)整機邏輯調(diào)度、采集數(shù)據(jù)接收、統(tǒng)計運算，減少人工計算帶來的失誤。試驗人員在使用的時候，需要理解標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的計算方法，結(jié)合試樣實際尺寸完成電阻率換算，設(shè)備輸出電阻原始數(shù)據(jù)，電阻率需要結(jié)合試樣幾何參數(shù)計算得出。

十二、設(shè)備行業(yè)應(yīng)用場景

BEST?307 燃料電池碳紙垂直方向電阻率及接觸電阻測試儀面向氫能燃料電池、全釩液流電池、鐵?鉻液流電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)、科研檢測機構(gòu)，適配多種業(yè)務(wù)場景。

氫能燃料電池材料生產(chǎn)企業(yè)，用于碳紙生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。碳紙經(jīng)過碳纖維抄造、碳化、石墨化、表面處理多道工序，每一批次成品碳紙，需要抽樣開展垂直電阻率測試，評估產(chǎn)品性能是否達到技術(shù)指標(biāo)，完成成品出廠檢驗。在碳紙改性研發(fā)階段，對比不同工藝、不同配方制備碳紙在不同壓緊壓強下垂直電阻率，篩選的工藝方案。

燃料電池電堆制造企業(yè)，用于碳紙、雙極板來料入廠檢驗。對采購進入工廠的碳紙原材料、雙極板零部件開展抽樣檢測，測試碳紙垂直電阻率，同時測試碳紙?雙極板配對樣品的界面接觸電阻，評估來料品質(zhì)，篩選適配電堆裝配工況的原材料，規(guī)避不合格原料流入生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

液流電池生產(chǎn)制造企業(yè)，針對全釩液流電池、鐵?鉻液流電池用電極、雙極板開展檢測，參照 NB/T、T/CEEIA 系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，測定電極材料垂直方向電阻率，評估多孔電極導(dǎo)電性能，支撐液流電池材料研發(fā)與來料質(zhì)檢。

碳素材料生產(chǎn)企業(yè)，針對各類多孔碳素導(dǎo)電板材、碳素制品，參照 GB/T24525?2009 標(biāo)準(zhǔn)，開展垂直方向電阻率測定，拓展碳素導(dǎo)電材料理化性能檢測業(yè)務(wù)。

第三方新能源材料檢測機構(gòu)，承接燃料電池碳紙、雙極板、液流電池電極的委托檢測業(yè)務(wù)，依據(jù)國家以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開展測試，輸出試驗數(shù)據(jù)，為委托方提供材料性能檢測服務(wù)。

高校、科研院所的新能源、材料類實驗室，用于課題研究與教學(xué)試驗，開展碳基多孔導(dǎo)電材料相關(guān)科研試驗，研究不同制備工藝、不同壓緊條件對碳紙、液流電池電極導(dǎo)電性能的影響，獲取壓力?電阻變化規(guī)律，支撐新材料課題研究。

該設(shè)備既可以用于實驗室研發(fā)小批量樣品評價，也能夠適配工廠實驗室批次樣品的常態(tài)化質(zhì)檢，覆蓋原材料檢驗、配方研發(fā)、過程質(zhì)控、成品檢驗、第三方委托檢測、科研教學(xué)多個場景。

十三、設(shè)備維護與校準(zhǔn)

設(shè)備長期穩(wěn)定運行，離不開常態(tài)化維護工作，以此保障壓力、電阻兩類參數(shù)采集準(zhǔn)確度，保證碳紙、雙極板測試數(shù)據(jù)重復(fù)性。

每一次試驗完成之后，對上下鍍金電極壓板進行檢查，清除試樣碎屑、粉塵，使用無塵軟布擦拭電極工作面，保持電極潔凈；禁止硬質(zhì)物件刮擦電極鍍金表面，防止鍍層劃傷、磨損。如果電極出現(xiàn)明顯氧化、磨損，需要按照要求做維護處理。

定期檢查傳動絲杠副，保持傳動部件潔凈，規(guī)避粉塵堆積，按照設(shè)備說明書要求做潤滑維護，保證電機驅(qū)動絲杠運行順暢，沒有卡頓異響。設(shè)備放置環(huán)境做好防塵，設(shè)備長期不使用，斷開供電電源，做好整機防塵遮蓋。

壓力傳感器與電阻測量單元屬于精密采集器件，需要定期開展計量校準(zhǔn)。參照相關(guān)計量規(guī)范，使用標(biāo)準(zhǔn)計量器具，完成壓力示值校準(zhǔn)以及電阻示值校準(zhǔn)，確認設(shè)備采集準(zhǔn)確度滿足檢測工作需求。經(jīng)過校準(zhǔn)，保障設(shè)備輸出的壓力、電阻原始數(shù)據(jù)可靠，使得碳紙垂直電阻率、接觸電阻測試結(jié)果具備可信度。

設(shè)備運行過程出現(xiàn)異常報警、報錯，首先停止測試，斷開電源，核對操作參數(shù)，排查試樣放置、環(huán)境、接線等外部因素；外部因素排除之后故障依舊存在，聯(lián)系技術(shù)人員協(xié)助排查，不要自行拆解設(shè)備內(nèi)部傳感與電路組件。

日常使用過程，不要超量程加載壓力，防止壓力傳感器、絲杠機構(gòu)出現(xiàn)機械損傷；微型打印機及時檢查打印紙余量，及時補充打印紙，保障打印輸出功能可用。做好設(shè)備使用記錄，記錄設(shè)備使用時長、校準(zhǔn)時間、故障維護情況，便于設(shè)備全生命周期管理。