一、制造環(huán)境

燃料電池堆生產(chǎn)過程中的溫度、濕度環(huán)境條件必須確定并得到保證。一般不允許出現(xiàn)超出溫度、濕度極限值的情況，為此應(yīng)制定適當(dāng)?shù)膽?yīng)對方案。燃料電池膜電極（MEA）對水分非常敏感，典型地，在25℃時，膜電極車間的相對濕度應(yīng)控制在40%±5%，從而避免質(zhì)子交換膜卷曲，影響工藝尺寸精度，導(dǎo)致錯位、褶皺等問題。若采用手工裝配電池堆，操作員應(yīng)穿著防塵服，戴防塵帽、護(hù)目鏡、口罩和防塵手套等；禁止不戴口罩直接靠近膜電極組件，以避免呼出水汽或皮膚汗液蒸發(fā)影響質(zhì)子交換膜平整性。

質(zhì)子交換膜燃料電池制造商應(yīng)以無塵車間作為制造環(huán)境，控制燃料電池堆生產(chǎn)過程的粉塵度，需要防止外來的顆粒物滲透到任何生產(chǎn)區(qū)域，粉塵度應(yīng)控制在10 萬級以下；MEA 制備、金屬板涂層部分關(guān)鍵工序的粉塵度應(yīng)在1 萬級以下。生產(chǎn)系統(tǒng)需要防止金屬磨損，如果不能防止金屬磨損，應(yīng)采取適當(dāng)措施保證這些磨損產(chǎn)生的顆粒不進(jìn)入生產(chǎn)過程。應(yīng)對定期檢測到的粒子進(jìn)行常規(guī)分析，以確定粒子的數(shù)量、大小和組成，特別是在導(dǎo)電性(如金屬粒子)方面；如果顆粒數(shù)量、大小、成分超出規(guī)格要求，應(yīng)立即采取糾正措施。質(zhì)子交換膜組件中，碳紙?zhí)疾嫉炔馁|(zhì)的氣體擴(kuò)散層存在脫落的碳纖維或?qū)щ娞挤?，需要定期監(jiān)測工作環(huán)境的導(dǎo)電粉塵數(shù)量，以免導(dǎo)電粉塵污染其他絕緣材料零件表面，降低電池堆絕緣性能。通過上述措施，避免導(dǎo)電性顆粒刺穿質(zhì)子交換膜，導(dǎo)致膜電極組件泄漏或滲透增大；避免有機(jī)分子污染燃料電池多孔電極催化劑層，影響燃料電池堆的輸出性能、使用壽命和安全性能。

質(zhì)子交換膜及質(zhì)子交換膜組件應(yīng)密封包裝，存儲于恒溫恒濕存儲柜中，溫濕度要求按供應(yīng)商要求。

其他燃料電池堆零件存儲于陰涼干燥、無灰塵、無腐蝕性揮發(fā)物的環(huán)境。生產(chǎn)制造用設(shè)備、工裝，質(zhì)量檢測用儀器、傳感器等應(yīng)定期保養(yǎng)、檢測、校準(zhǔn)，以確保質(zhì)子交換膜燃料電池堆的生產(chǎn)條件。

二、制造工藝

燃料電池堆關(guān)鍵材料、部件制造應(yīng)滿足上述4.1 節(jié)和4.2 節(jié)的相關(guān)要求。通過組裝MEA、雙極板和相應(yīng)的密封件構(gòu)成單片燃料電池，多個單片燃料電池堆積組裝成燃料電池堆。根據(jù)GB/T 20042.5-2009《質(zhì)子交換膜燃料電池第5 部分：膜電極測試方法》，燃料電池堆單電池的組裝應(yīng)根據(jù)定位孔位置，按照順序?qū)⒍税?、集流板、流場板及MEA 進(jìn)行組裝；可以參考圖4-4 所示順序，逐一使用緊固螺栓、螺帽以及漸進(jìn)型力矩扳手對電池進(jìn)行夾緊處理。

圖4-4 單電池的緊固螺栓位置及緊固順序

目前燃料電池堆主要采用壓裝法進(jìn)行組裝，組裝過程在壓裝臺上進(jìn)行。壓裝工藝的具體步驟如下：

1）將雙極板、膜電極、雙極板按順序依次疊加在已安裝好絕緣板、集流板的下端板上，組裝出端部單片燃料電池。

2）重復(fù)以上步驟，利用組裝輔助定位裝置依次堆疊組裝其它單片燃料電池。

3）組裝完全部單片燃料電池后，依次堆疊集流板、絕緣板、端板等組件，并使用壓裝機(jī)施加設(shè)計封裝力，將燃料電池堆壓緊。

4）安裝好氣體通路，對燃料電池堆進(jìn)行氣密性檢測。

5）檢測通過后，在保壓情況下安裝螺桿，并使用力矩扳手對螺母施加規(guī)定的預(yù)緊力，撤除壓裝臺壓力，完成燃料電池堆組裝。

所有零件應(yīng)符合技術(shù)說明書的要求，并有唯一識別碼，以追溯來源，經(jīng)質(zhì)檢合格后，入庫待用。

燃料電池堆的組裝力應(yīng)滿足如下條件：①氣體擴(kuò)散層與雙極板之間的接觸電阻最?。虎跀U(kuò)散層厚度方向的壓縮率小于20%；③燃料電池堆組裝必須確保在電池工作期間維持足夠大的夾持力，且應(yīng)保證壓縮力分布的均勻性，使得氣體擴(kuò)散層、墊圈和雙極板上凸起或凹陷的厚度完全匹配。

三、運(yùn)輸

（1）包裝安全要求

運(yùn)輸包裝是以運(yùn)輸儲存為主要目的的包裝，應(yīng)具有保障貨物運(yùn)輸安全、便于裝卸儲運(yùn)、加速交接點(diǎn)驗等功能。運(yùn)輸包裝應(yīng)符合科學(xué)、牢固、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求。

質(zhì)子交換膜燃料電池堆的包裝應(yīng)防水、防潮，必要時應(yīng)在包裝袋中加干燥劑除濕。包裝要考慮不同運(yùn)輸環(huán)境條件（公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸?shù)惹闆r）下對燃料電池堆的保護(hù)，防止搬移過程中的擠壓和損傷，導(dǎo)致安全失效。根據(jù)不同運(yùn)輸方式，還應(yīng)符合相應(yīng)運(yùn)輸方式的有關(guān)規(guī)定。

銘牌應(yīng)粘貼或固定在模塊上，考慮化學(xué)腐蝕、熱和環(huán)境影響，銘牌應(yīng)持久而易見。銘牌應(yīng)包含：制造商名稱或注冊商標(biāo)、額定功率、模塊ID、日期編碼或可追溯到生產(chǎn)日期的序列號。每臺燃料電池堆上的銘牌及其連接件的標(biāo)志應(yīng)滿足GB/T 20042.2-2008《質(zhì)子交換膜燃料電池電池堆通用技術(shù)條件》中的規(guī)定。

應(yīng)根據(jù)情況使用振動危險、高溫、易燃?xì)怏w或液體、腐蝕性介質(zhì)、有毒介質(zhì)、高壓電等警示標(biāo)簽。

燃料電池堆應(yīng)以最小單元隔離固定，預(yù)留安全距離，避免發(fā)生電氣安全問題。

重量在140kg 以下的包裝件應(yīng)便于人力作業(yè)；重量在140-1500kg 的箱裝貨物應(yīng)便于叉車作業(yè)，應(yīng)在包裝上標(biāo)出貨物重心位置；重量在1500kg 以上的箱裝貨物，應(yīng)便于吊車作業(yè)，應(yīng)標(biāo)出貨物重心位置和起吊位置。

可回收利用的包裝容器和包裝組分的材料應(yīng)使用識別標(biāo)志，其標(biāo)識應(yīng)符合GB/T 18455-2010 的規(guī)定。

（2）運(yùn)輸與貯存安全要求

燃料電池堆必須牢靠固定在貨物運(yùn)輸裝置的內(nèi)部；避免對燃料電池堆受到日曬、雨淋、潮濕、劇烈機(jī)械沖擊；產(chǎn)品要按指定方向放置，避免燃料電池堆受壓；在裝卸過程中，產(chǎn)品應(yīng)輕放，嚴(yán)防摔擲、翻滾。

（3）警示標(biāo)識

燃料電池堆的警示標(biāo)識應(yīng)依照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在包裝過程中，高電壓（＞DC60V 或＞AC30V）需要在燃料電池堆上貼示“高壓電警示”標(biāo)簽。燃料電池堆要進(jìn)行極性標(biāo)識，正極使用紅色，負(fù)極使用黑色。