《质子交换膜燃料电池 膜电极边框材料测试方法》编制说明

《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》

（征求意见稿）

编制说明

（一）工作简况，包括任务来源、制定背景、起草过程等；

1、任务来源及制定背景

2023年8月，经全国燃料电池及液流电池标委会（SAC/TC342，以下简称为“标

委会”）对标委会归口的质子交换膜燃料电池关键零部件标准复审，并向委员征求意

见。经会议讨论，提出质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法项目。2023年

12月，标委会提出《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》能源行业标准

制定项目计划，经国家能源局批复《国家能源局综合司关于下达2024年能源领域行

业标准制修订计划及外文版翻译计划的通知》（国能综通科技【2024】115号）立项，

计划号：能源20240001。

本标准建议作为推荐性行业标准。

2、主要工作过程

（1）前期草案预研阶段：

全国燃料电池及液流电池标委会于2023年10月13日在山东潍坊召开《质子交

换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准预研工作组会议。来自高校、科研院

所、企业等20余位代表参加会议。

本次会议结合《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准框架，讨

论内容如下：

1.修改标准名称为“质子交换膜燃料电池膜电极边框膜材料测试方法”；

2.建议标准测试的对象为膜电极边框膜材料，由边框基材与胶黏剂等组成的复合

材料；

3.删除第1章范围中“其他燃料电池可参照使用”；

4.修改术语3.1为“膜电极边框膜材料”；

5.建议增加“膜电极边框膜材料热变化率”、“硬度”、“挺度”“拉伸均匀性”

等试验内容；

6.建议考虑“180°剥离试验”中试验条件及相关试验方法的合理性；

7.其他编辑性修改。

本次会议讨论通过了《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准框

架。责成起草单位根据会议讨论结果，修改标准草案一稿。完成行业标准计划申报工

作。

（2）第一次工作组会议：

全国燃料电池及液流电池标委会于2024年5月10日在上海嘉定召开《质子交换

膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准工作组会议。来自高校、科研院所、企

业等40余位代表参加会议。

本次会议结合《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准草案开展

讨论，讨论内容如下：

1.修改标准名称为“质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法”；

2.建议标准不考虑膜电极边框材料透光性问题；

3.建议对老化性能测试的试验条件及测试设备开展调研；

4.修改术语“翘曲性”为“翘曲度”；

5.修改术语“储能模量”为“挺度”；

6.建议查询相似标准，修改术语“溢胶量”；

7.建议对标准结构调整，将相似试验内容合并为同一章节；

8.其他编辑性修改。

本次会议讨论通过了《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准草

案。责成起草单位根据会议讨论结果，修改标准草案二稿。

（3）第二次工作组会议：

全国燃料电池及液流电池标委会于2024年11月6日通过网络形式召开《质子交

换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准工作组会议。来自高校、科研院所、

企业等30余位专家参加了本次会议。

本次会议对《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》行业标准内容进

行了讨论。形成主要修改意见如下：

1．玻璃化温度测试方法，建议从DSC测试法更改城DMA测试法。测试宽度，

建议全部定为25mm宽度，和国标对应。

2．建议测试胶贴胶，胶贴质子膜，胶贴PEN等实际粘结的材质。

3．老化耐久性测试，建议增加防冻液老化项目；

4．耐久性测试，建议明确剥离力的变化范围；

5．剥离力测试剥离角度建议∠90°，剥离速度50mm/min；

6．加热收缩率建议参考GB12027；

7．其他编辑性修改。

根据上述修改意见由标准起草工作组专家对《质子交换膜燃料电池膜电极边框

材料测试方法》行业标准草案进行修改；标准草案稿修改完毕后向工作组发送并征集

相关意见。

（4）意见征集阶段：

（5）审查阶段：

（6）报批阶段：

3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等

本标准起草单位：

主要起草人：

所做的工作：

（二）标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订标准时，还包括修订前后技术

内容的对比；

1、标准编制的原则

在起草过程中，主要按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文

件的结构和起草规则》的要求编写。

2、主要内容的论据，解决的主要问题以及修订标准的差异

本文件规定了质子交换膜燃料电池膜电极边框材料的术语和定义、膜电极边框材

料外观、机械尺寸、剥离强度、拉伸性能、老化耐久性等测试内容。

本文件适用于质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试。

（三）试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、社会效益和

生态效益；

1、试验验证的分析、综述报告

2、技术经济论证、预期的经济效益、社会效益和生态效益：

质子交换膜（PEM）燃料电池可以将氢能转化为电能和热能，具有启动时间快、

能量转换效率高、反应过程零排放等优点。目前，燃料电池已广泛应用于汽车、便携

设备和备用电源系统。发展氢燃料电池电动汽车正在成为我国优化能源消费结构、保

障能源供应安全、推动环境治理、落实减排承诺的关键举措。目前，我国车用质子交

换膜燃料电池技术可行性验证工作已经初步完成，但仍存在成本、寿命、可靠性和环

境适应性等方面的挑战。

膜电极作为燃料电池电堆的关键部件，其性能直接决定了燃料电池性能。膜电极

组件（MEA）需要与双极板连接和组装，以形成燃料电池堆。然而，由于PEM和气

体扩散层(GDL)的刚性较低，这些部件需要通过边框封装成一个整体部件。该边框可

以增加MEA的组装强度，使其在电堆中的位置更加稳定。边框还可以密封MEA，

防止反应物泄漏，由于燃料电池的反应物质为气体，如果发生泄漏，会影响燃料电池

的性能，带来安全隐患。边框还起到绝缘作用，防止双极板接触短路，同时保护MEA，

防止MEA因装配力过大而损坏。为了保证燃料电池的耐用性，边框需要稳定的机械

和化学性能。就力学性能而言，边框需要良好的抗拉强度和剥离强度，以免过度变形，

破坏原有的密封结构，加速MEA的失效。就化学性能而言，边框应能承受高湿度、

高温和强酸环境。同时，腐蚀会降低边框的机械强度，使其失去支撑和保护MEA的

能力。因此，电堆密封边框特性直接影响燃料电池的安全、性能、可靠性等。随着燃

料电池堆的功率和功率密度的大幅提升，电堆密封边框的数量越来越多、表面积越来

越大，对电堆密封边框特性提出了越来越高的要求。

燃料电池技术发展迅速，人们对于电堆密封边框的认识更进一步，期望更高。

目前国内尚无相关国标、行标、地标和团标，现有橡胶和塑料尺寸物性测试标准

不能全部广覆盖燃料电池的使用环境。同时结合生产实际需求，对电堆密封边框提出

多种检测项目需求，如力学性能、剥离强度、气体透过率、耐酸性溶液性和离子析出

等。电堆密封边框因基材的多样性（塑料边框、橡胶边框等）表现出不同的特性，测

试项目及方法有必要特别重视。制定电堆密封边框测试方法规范，可以促进各厂商对

行业发展达成共识，以便明确各自产品的开发目标并统一测评方法，有利于推动燃料

电池商业化应用。规范电堆密封边框测试方法，也可进一步完善燃料电池标准体系。

因此制定电堆密封边框的测试标准极为必要，对于规范行业技术，促进产业发展具有

重要的意义。

（四）与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者与测试的国外样品、样机

的有关数据对比情况；

目前尚无电堆密封边框测试相关国际标准、国家标准、行业标准和地方标准。

现有橡胶和塑料尺寸物性测试标准无法完全满足燃料电池的使用环境。为了保证

燃料电池的耐用性，膜电极边框密封边框应具有良好的剥离强度，并能承受高湿度、

高温和强酸环境。GB/T2792规定的剥离强度测试方法对于已经粘接好的膜电极密封

边框并不适用。GB/T1690规定的耐液体测试样品尺寸和方法对于厚度通常为几十至

几百微米的电堆密封边框也不适用。。

（五）以国际标准为基础的起草情况，以及是否合规引用或者采用国际国外标准，

并说明未采用国际标准的原因；

本标准为自主制定。

（六）与有关法律、行政法规及相关标准的关系；

本标准属于燃料电池标准体系中质子交换膜燃料电池中膜电极边框材料测试方

法标准。

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

（七）重大分歧意见的处理经过和依据；

无

（八）涉及专利的有关说明；

本标准不涉及专利问题。

（九）实施标准的要求，以及组织措施、技术措施、过渡期和实施日期的

建议等措施建议；

无。

（十）其他应当说明的事项。

无。

《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》

（征求意见稿）

编制说明

（一）工作简况，包括任务来源、制定背景、起草过程等；

1、任务来源及制定背景

2023年8月，经全国燃料电池及液流电池标委会（SAC/TC342，以下简称为“标

委会”）对标委会归口的质子交换膜燃料电池关键零部件标准复审，并向委员征求意

见。经会议讨论，提出质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法项目。2023年

12月，标委会提出《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》能源行业标准

制定项目计划，经国家能源局批复《国家能源局综合司关于下达2024年能源领域行

业标准制修订计划及外文版翻译计划的通知》（国能综通科技【2024】115号）立项，

计划号：能源20240001。

本标准建议作为推荐性行业标准。

2、主要工作过程

（1）前期草案预研阶段：

全国燃料电池及液流电池标委会于2023年10月13日在山东潍坊召开《质子交

换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准预研工作组会议。来自高校、科研院

所、企业等20余位代表参加会议。

本次会议结合《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准框架，讨

论内容如下：

1.修改标准名称为“质子交换膜燃料电池膜电极边框膜材料测试方法”；

2.建议标准测试的对象为膜电极边框膜材料，由边框基材与胶黏剂等组成的复合

材料；

3.删除第1章范围中“其他燃料电池可参照使用”；

4.修改术语3.1为“膜电极边框膜材料”；

5.建议增加“膜电极边框膜材料热变化率”、“硬度”、“挺度”“拉伸均匀性”

等试验内容；

6.建议考虑“180°剥离试验”中试验条件及相关试验方法的合理性；

7.其他编辑性修改。

本次会议讨论通过了《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准框

架。责成起草单位根据会议讨论结果，修改标准草案一稿。完成行业标准计划申报工

作。

（2）第一次工作组会议：

全国燃料电池及液流电池标委会于2024年5月10日在上海嘉定召开《质子交换

膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准工作组会议。来自高校、科研院所、企

业等40余位代表参加会议。

本次会议结合《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准草案开展

讨论，讨论内容如下：

1.修改标准名称为“质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法”；

2.建议标准不考虑膜电极边框材料透光性问题；

3.建议对老化性能测试的试验条件及测试设备开展调研；

4.修改术语“翘曲性”为“翘曲度”；

5.修改术语“储能模量”为“挺度”；

6.建议查询相似标准，修改术语“溢胶量”；

7.建议对标准结构调整，将相似试验内容合并为同一章节；

8.其他编辑性修改。

本次会议讨论通过了《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准草

案。责成起草单位根据会议讨论结果，修改标准草案二稿。

（3）第二次工作组会议：

全国燃料电池及液流电池标委会于2024年11月6日通过网络形式召开《质子交

换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》标准工作组会议。来自高校、科研院所、

企业等30余位专家参加了本次会议。

本次会议对《质子交换膜燃料电池膜电极边框材料测试方法》行业标准内容进

行了讨论。形成主要修改意见如下：

1．玻璃化温度测试方法，建议从