GB/T 20042.3-2022
基本信息
标准号： GB/T 20042.3-2022
中文名称：质子交换膜燃料电池 第3部分：质子交换膜测试方法
标准类别：国家标准(GB)
英文名称：Proton exchange membrane fuel cell—Part 3:Test method for proton exchange membrane
标准状态：现行
发布日期：2022-03-09
实施日期：2022-10-01
出版语种：简体中文
下载格式：.pdf .zip
下载大小：4522735
标准分类号
标准ICS号：能源和热传导工程>>27.070燃料电池
中标分类号：电工>>电源>>K82化学电源
关联标准
替代情况：替代GB/T 20042.3-2009
出版信息
出版社：中国标准出版社
页数：24页
标准价格：43.0
相关单位信息
起草人：张永明、邹业成、俞红梅、刘烽、侯明、邢丹敏、王刚、刘建国、李赏、陈文淼、张亮、陈耀、杨大伟、王海波、王军、刘佳、朱俊娥、侯向理、李艳昆、靳殷实、张义煌、王益群、马强、董亮星、来永钧
起草单位：山东东岳未来氢能材料股份有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、上海交通大学、武汉理工大学、山东国创燃料电池技术创新中心有限公司、中国质量认证中心、华北电力大学、无锡市产品质量监督检验院、机械工业北京电工技术经济研究所、新源动力股份有限公司等
归口单位：全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC 342)
提出单位：中国电器工业协会
发布部门：国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会
标准简介
本文件描述了质子交换膜燃料电池用质子交换膜的厚度均匀性测试、质子传导率测试、离子交换当量测试、透气率测试、拉伸性能测试、溶胀率测试和吸水率测试。
本文件适用于各种类型的质子交换膜。
标准图片预览
标准内容
ICS27.070
CCSK82
中华人民共和国国家标准
GB/T20042.3—2022
代替GB/T20042.3—2009
质子交换膜燃料电池
第3部分：质子交换膜测试方法
Proton exchangemembranefuel cell-Part 3: Test method for proton exchange membrane2022-03-09发布
国家市场监督管理总局免费标准bzxz.net
国家标准化管理委员会
2022-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
厚度均匀性测试
测试仪器
样品制备与状态调节
测试方法
数据处理
5质子传导率测试
测试仪器
样品制备与状态调节
测试方法
数据处理
离子交换当量（EW)测试
仪器与设备
样品准备
测试方法
数据处理
透气率测试
测试仪器
样品制备
测试方法
数据处理
拉伸性能测试
仪器与设备
样品制备与调节
测试方法
结果表示和计算
180剥离强度测试
测试仪器
样品制备与调节
测试方法
试样结果的表示
GB/T20042.3—2022
GB/T 20042.3—2022
10溶胀率测试
测试仪器
样品制备与状态调节
测试方法
数据处理
吸水率测试
测试仪器
样品制备
测试方法
数据处理
附录A（资料性）
测试准备
数据采集和记录
附录B（资料性）
测试报告
概述·
报告内容
报告类型
GB/T20042.3—2022
本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T20042《质子交换膜燃料电池》的第3部分。GB/T20042已经发布了以下部分：第1部分：术语；
第2部分：电池堆通用技术条件；第3部分：质子交换膜测试方法；第4部分：电催化剂测试方法；
第5部分：膜电极测试方法；
第6部分：双极板测试方法；
第7部分：炭纸特性测试方法。
本文件代替GB/T20042.32009《质子交换膜燃料电池第3部分：质子交换膜测试方法》。与GB/T20042.32009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：修改部分术语及定义（见3.1、3.2、3.3、3.9、3.10，2009年版的3.1～3.5）。增加部分术语及定义（见3.4、3.5、3.6、3.7、3.8）；调整部分测试中质子交换膜状态调节温度（见第4章～第11章，2009年版的第4章～第10章）；
力学性能区分横向和纵向，增加弹性模量和断裂伸长率指标（见8.4.2和8.4.3）；透气率采用压差法进行测试（见第7章）；增加180剥离强度测试（见第9章）；溶胀率区分横向、纵向和Z轴方法（见第10章）；修改卡尺精度为0.02mm（见4.1.2、5.1.2、8.1.3.2、10.1.2，2009年版的4.1.2、5.1.2、8.1.3.2、9.1.2)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会（SAC/TC342）归口。本文件起草单位：山东东岳未来氢能材料股份有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、上海交通大学、武汉理工大学、山东国创燃料电池技术创新中心有限公司、中国质量认证中心、华北电力大学、无锡市产品质量监督检验院、机械工业北京电工技术经济研究所、新源动力股份有限公司、深圳市标准技术研究院、苏州科润新材料股份有限公司、上海亿氢科技有限公司、上海捷氢科技有限公司、北京氢璞创能科技有限公司、浙江高成绿能科技有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、北京长征天民高科技有限公司、无锡威孚高科技集团股份有限公司、长城汽车股份有限公司保定氢能检测分公司、淄博市计量技术研究院、山东标准化协会。本文件主要起草人：张永明、邹业成、俞红梅、刘烽、侯明、邢丹敏、王刚、刘建国、李赏、陈文淼、张亮、陈耀、杨大伟、王海波、王军、刘佳、朱俊娥、侯向理、李艳昆、靳殷实、张义煌、王益群、马强、董亮星、来永钧。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：2009年首次发布为GB/T20042.32009；本次为第一次修订。
GB/T20042.3—2022
鉴于质子交换膜燃料电池技术发展，为服务质子交换膜燃料电池发电系统上下游制造商及其用户。GB/T20042提供了统一的术语及定义，并针对质子交换膜燃料电池堆及其关键零部件提供了统一的试验方法。
GB/T20042《质子交换膜燃料电池》由以下七部分构成：第1部分：术语。界定了质子交换膜燃料电池技术及其应用领域内使用的术语和定义：第2部分：电池堆通用技术条件。给出了质子交换膜燃料电池堆的通用技术要求、试验方法、检验规则等内容；
第3部分：质子交换膜测试方法。给出了质子交换膜燃料电池中质子交换膜厚度均匀性、质子传导率等测试方法；
第4部分：电催化剂测试方法。给出了质子交换膜燃料电池电催化剂铂含量、电化学活性面积等测试方法；
第5部分：膜电极测试方法。给出了质子交换膜燃料电池膜电极厚度均匀性、Pt担载量等测试方法；
第6部分：双极板测试方法。给出了质子交换膜燃料电池双极板气体致密性、抗弯强度、密度等测试方法；
第7部分：炭纸特性测试方法。给出了质子交换膜燃料电池炭纸厚度均匀性、电阻、机械强度等测试方法。
1范围
质子交换膜燃料电池
第3部分：质子交换膜测试方法
GB/T 20042.3—2022
本文件描述了质子交换膜燃料电池用质子交换膜的厚度均匀性测试、质子传导率测试、离子交换当量测试、透气率测试、拉伸性能测试、溶胀率测试和吸水率测试。本文件适用于各种类型的质子交换膜，规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T1040.32006塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件（ISO5273：1995,IDT)
GB/T1446
5纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T20042.12017质子交换膜燃料电池第1部分：术语3术语和定义
GB/T20042.12017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
proton conductivity
质子传导率
膜传导质子的能力，是电阻率的倒数。注1：质子传导率是衡量膜的质子导通能力的一项电化学指标，它反映了质子在膜内迁移能力的大小注2：质子传导率的单位为西门子每厘米（S/cm）。3.2
量equivalentweight;EW
离子交换当量
含有1mol质子的干态膜质量。
注1：它与表示离子交换能力大小的离子交换容量IEC(IoExcha geCapacty）成倒数关系，体现了质子交换膜内的酸浓度。
注2：离子交换当量的单位为克每摩尔（g/mol)。3.3
拉伸强度
Etensile strength
在给定温度、湿度和拉伸速度下，在标准膜试样上施加拉伸力，试样断裂前所承受的最大拉伸力与试样的横截面面积的比值
注1：横向拉伸强度：表示平行于膜卷轴向的膜的拉伸强度，用。TD表示注2：纵向拉伸强度：表示垂直于膜卷轴方向的膜的拉伸强度，以MD表示。GB/T 20042.3—2022
弹性模量
tmodulusofelasticityintension质子交换膜中，应力应变曲线上初始直线部分的斜率。注1：横向拉伸弹性模量：表示平行于膜卷轴向的膜的拉伸弹性模量，用ETD表示。注2：纵向拉伸弹性模量：表示垂直于膜卷轴方向膜的拉伸弹性模量，以EMD表示。注3：推荐应力应变曲线上应变分别为ε1=0.5%和ε=2.5%的两个点的斜率为弹性模量。注4：弹性模量用E表示，单位为兆帕（MPa）。3.5
Etensilestrainatbreak
断裂拉伸应变
试样发生断裂时，原始标距单位长度的增量。注1：横向断裂拉伸应变：表示平行于膜卷轴向的膜的断裂拉伸应变，用εTD表示。注2：纵向断裂拉伸应变：表示垂直于膜卷轴方向膜的断裂拉伸应变，以εMD表示。注3：断裂拉伸应变用ε表示，单位为无量纲的比值或百分数（%）。3.6
peelingforceat180°angle
180°剥离强度
在剥离角度为180的剥离条件下，一定宽度测试样条以一定速度连续剥离时所需要的载荷。注：80剥离强度的单位为牛每毫米（N/mm）。3.7
gas permeation rate
气体透过率
在恒定温度和单位压力差下，稳定透过时，单位时间内透过试样单位面积的气体的体积。注：气体透过率用标准温度和压力下的体积值表示，单位为立方厘米每平方米天帕cm\/（m·d·Pa）3.8
气体透过系数
gas permeation coefficient
在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位厚度、单位面积的气体的体积。
注：气体透过系数用标准温度和压力下的体积值表示，单位为立方厘米厘米每平方米秒帕cm2·cm/（cm·s·Pa)）3.9
吸水率
wateruptake
在给定温度下单位质量干膜的吸水量。注：吸水率以%表示。
溶胀率
swellingrate
在给定温度下相对于干膜在横向、纵向和厚度方向的尺寸变化。注1：横向、纵向和厚度方向的尺寸变化，分别记为TD、MD和Z轴注2：溶胀率以%表示，
厚度均匀性测试
测试仪器
测厚仪：精度不低于0.1um。
注：详细的测试准备内容见附录A。4.1.2卡尺：精度不低于0.02mm，用于测试膜的长度和宽度。样品制备与状态调节
样品制备
样品可以为正方形或圆形，有效面积至少为100cm样品应无折皱、缺陷和破损。
样品状态调节
样品在温度为23℃2℃，相对湿度为50%土5%条件下放置12h以上。4.3测试方法
GB/T20042.3—2022
4.3.1每次测量前应校准测厚仪的零点，且在每个试样测量后应重新检查其零点。4.3.2测量时将测量头平缓放下，避免样品变形。测试过程测试头施加在样品表面的强度在0.7N/cm~2N/cm之间选取。
4.3.3在温度为23℃士2℃，相对湿度为50%士5%的恒温恒湿环境中进行测试。每100cm样品的测试点不少于30个，且均匀分布。测试点距离样品边缘应大于5mm。每组样品至少3个。注：测试报告的内容见附录B。
数据处理
样品的厚度均匀性用厚度最大值与最小值之差以及相对厚度偏差表示。厚度极差按公式（1)计算：
R=dm-dm
式中：
膜的厚度极差，单位为微米（μm）；测量区域内膜的厚度测量最大值，单位为微米（μm）；测量区域内膜的厚度测量最小值，单位为微米（um）。4.4.3平均厚度按公式（2)计算：d=\-,d:/n
式中：
膜的平均厚度，单位为微米（um）；某一点膜的厚度测量值，单位为微米（um）；测量数据点数。
厚度相对偏差按公式（3)计算：4.4.4
S=(d;-d)/dX100%
式中：
膜的相对厚度偏差；
某一点膜的厚度测量值，单位为微米（μm）；膜的平均厚度，单位为微米（um）。（1)
·（2）
GB/T20042.3—2022
5质子传导率测试
注：详细的测试准备内容见附录A；测试报告的内容见附录B。测试仪器
测厚仪：精度不低于o.1um。
5.1.2卡尺：精度不低于0.02mm，用于测试样品膜的长度和宽度。5.1.3电化学阻抗测试仪：阻抗频率范围为1Hz～5×10Hz，扰动电压为10mV。质子交换膜的质子传导率是通过如图1所示的质子传导率测量系统测得。5.1.4
该系统是由恒温恒湿测试腔，电化学工作站，质子传导率测试装置（见图2）等部分组成，可以实现质子交换膜在不同温度、湿度下的质子传导率的测试。标引序号说明：
恒温恒湿测试腔；
电化学工作站：
电导率测试装置（见图2)；
湿度传感器；
温度传感器。
图1质子传导率测量系统示意图
质子膜电导率测试装置如图2所示，膜样品两侧各放置一聚绝缘框作为端板，端板上开有一个方孔（2.0cmX2.0cm），作为膜的有效测试面积，并可以使置于其中的膜与环境的温度、湿度保持一致；在一侧端板内侧放置一块相同尺寸的不导电的塑料薄膜，作为样品的支撑物。并在该端板的两端镶嵌，个镀金薄片和镀金电极导线，作为导电材料，与电化学阻抗测试仪连接标引序号说明：
聚矾绝缘框；
螺杆；
平衡开放区；
膜样品；
镀金薄片；
镀金电极导线。
样品制备与状态调节
2电导率测试装置示意图
GB/T20042.3—2022
截取长宽为不小于2.0cm×2.0cm的膜作为样品，在温度为23℃土2℃，相对湿度为50%土5%的恒温恒湿条件下放置12h以上。利用测厚仪测量样品的厚度，取3点的平均值为计算厚度d的值。5.3
测试方法
将样品固定在图2所示的电导率测量池中，并用扭矩扳手以3N·m的扭矩将螺栓拧紧。然后将电导率测试装置置于恒温恒湿测试腔中。设定温度、湿度等测试条件，测试条件如表1所示（其他测试条件也可由测试委托方与测试方协商确定）。待测试腔内达到所设定温度、湿度并稳定30min后，在频率范围为1Hz～2×10Hz、扰动电压10mV条件下用电化学阻抗测试仪测得样品的阻抗谱图表1
23℃2℃
80℃2℃
质子交换膜电导率测试条件
相对湿度
GB/T20042.3—2022
5.4数据处理
在测得的阻抗谱图中，从谱线的高频部分与实轴的交点读取样品的阻抗值R，根据公式（4)计算出样品的面内质子传导率。
式中：
g=a/(R.b·d)
式中：
样品的面内质子传导率，单位为西门子每厘米（S/cm）；两电极间距离，单位为厘米（cm）；样品的测量阻抗，单位为欧（2)；与电极垂直方向的膜的有效长度，单位为厘米（cm）；样品的厚度，单位为厘米（cm）。注：取3个样品为一组，计算出平均值作为试验结果。离子交换当量（EW）测试
注：详细的测试准备内容见附录A；测试报告的内容见附录B。6.11
仪器与设备
6.1.1分析天平：分度值不低于为0.1mg。6.1.2自动电位滴定仪：pH值精度不低于0.1。6.2
样品准备
（4）
取质量不低于0.5g的样品，剪碎后将其置于真空烘箱内，在绝对压力为不高于20kPa的真空、温度为80℃条件下，真空干燥8h，移至干燥器中冷却至室温后，快速称量（30s内完成），至恒重，前后两次称量之差小于0.2mg。
6.3测试方法
6.3.1从烘箱中取出后，移至干燥器中冷却至室温后，迅速用分析天平称量干膜的质量m。6.3.2将样品放入密封的、装有饱和氯化钠溶液的试剂瓶中搅拌24h。6.3.3用NaOH标准溶液利用自动电位滴定仪滴定至中性，记录消耗的NaOH溶液的体积VNH。6.4
数据处理
根据公式（5）计算出膜的EW值：EW=m/(VN HXCN H)
式中：
膜的离子交换当量，单位为克每摩尔（g/mol)；干质子交换膜的质量，单位为克（g）；NaOH溶液的体积，单位为升（L）；NaOH标准溶液的摩尔浓度，单位为摩尔每升（mol/L）。注：取3个样品为一组，计算出平均值作为试验结果，....(5)
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CCSK82
中华人民共和国国家标准
GB/T20042.3—2022
代替GB/T20042.3—2009
质子交换膜燃料电池
第3部分：质子交换膜测试方法
Proton exchangemembranefuel cell-Part 3: Test method for proton exchange membrane2022-03-09发布
国家市场监督管理总局免费标准bzxz.net
国家标准化管理委员会
2022-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
厚度均匀性测试
测试仪器
样品制备与状态调节
测试方法
数据处理
5质子传导率测试
测试仪器
样品制备与状态调节
测试方法
数据处理
离子交换当量（EW)测试
仪器与设备
样品准备
测试方法
数据处理
透气率测试
测试仪器
样品制备
测试方法
数据处理
拉伸性能测试
仪器与设备
样品制备与调节
测试方法
结果表示和计算
180剥离强度测试
测试仪器
样品制备与调节
测试方法
试样结果的表示
GB/T20042.3—2022
GB/T 20042.3—2022
10溶胀率测试
测试仪器
样品制备与状态调节
测试方法
数据处理
吸水率测试
测试仪器
样品制备
测试方法
数据处理
附录A（资料性）
测试准备
数据采集和记录
附录B（资料性）
测试报告
概述·
报告内容
报告类型
GB/T20042.3—2022
本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T20042《质子交换膜燃料电池》的第3部分。GB/T20042已经发布了以下部分：第1部分：术语；
第2部分：电池堆通用技术条件；第3部分：质子交换膜测试方法；第4部分：电催化剂测试方法；
第5部分：膜电极测试方法；
第6部分：双极板测试方法；
第7部分：炭纸特性测试方法。
本文件代替GB/T20042.32009《质子交换膜燃料电池第3部分：质子交换膜测试方法》。与GB/T20042.32009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：修改部分术语及定义（见3.1、3.2、3.3、3.9、3.10，2009年版的3.1～3.5）。增加部分术语及定义（见3.4、3.5、3.6、3.7、3.8）；调整部分测试中质子交换膜状态调节温度（见第4章～第11章，2009年版的第4章～第10章）；
力学性能区分横向和纵向，增加弹性模量和断裂伸长率指标（见8.4.2和8.4.3）；透气率采用压差法进行测试（见第7章）；增加180剥离强度测试（见第9章）；溶胀率区分横向、纵向和Z轴方法（见第10章）；修改卡尺精度为0.02mm（见4.1.2、5.1.2、8.1.3.2、10.1.2，2009年版的4.1.2、5.1.2、8.1.3.2、9.1.2)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。本文件由全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会（SAC/TC342）归口。本文件起草单位：山东东岳未来氢能材料股份有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、上海交通大学、武汉理工大学、山东国创燃料电池技术创新中心有限公司、中国质量认证中心、华北电力大学、无锡市产品质量监督检验院、机械工业北京电工技术经济研究所、新源动力股份有限公司、深圳市标准技术研究院、苏州科润新材料股份有限公司、上海亿氢科技有限公司、上海捷氢科技有限公司、北京氢璞创能科技有限公司、浙江高成绿能科技有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、北京长征天民高科技有限公司、无锡威孚高科技集团股份有限公司、长城汽车股份有限公司保定氢能检测分公司、淄博市计量技术研究院、山东标准化协会。本文件主要起草人：张永明、邹业成、俞红梅、刘烽、侯明、邢丹敏、王刚、刘建国、李赏、陈文淼、张亮、陈耀、杨大伟、王海波、王军、刘佳、朱俊娥、侯向理、李艳昆、靳殷实、张义煌、王益群、马强、董亮星、来永钧。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：2009年首次发布为GB/T20042.32009；本次为第一次修订。
GB/T20042.3—2022
鉴于质子交换膜燃料电池技术发展，为服务质子交换膜燃料电池发电系统上下游制造商及其用户。GB/T20042提供了统一的术语及定义，并针对质子交换膜燃料电池堆及其关键零部件提供了统一的试验方法。
GB/T20042《质子交换膜燃料电池》由以下七部分构成：第1部分：术语。界定了质子交换膜燃料电池技术及其应用领域内使用的术语和定义：第2部分：电池堆通用技术条件。给出了质子交换膜燃料电池堆的通用技术要求、试验方法、检验规则等内容；
第3部分：质子交换膜测试方法。给出了质子交换膜燃料电池中质子交换膜厚度均匀性、质子传导率等测试方法；
第4部分：电催化剂测试方法。给出了质子交换膜燃料电池电催化剂铂含量、电化学活性面积等测试方法；
第5部分：膜电极测试方法。给出了质子交换膜燃料电池膜电极厚度均匀性、Pt担载量等测试方法；
第6部分：双极板测试方法。给出了质子交换膜燃料电池双极板气体致密性、抗弯强度、密度等测试方法；
第7部分：炭纸特性测试方法。给出了质子交换膜燃料电池炭纸厚度均匀性、电阻、机械强度等测试方法。
1范围
质子交换膜燃料电池
第3部分：质子交换膜测试方法
GB/T 20042.3—2022
本文件描述了质子交换膜燃料电池用质子交换膜的厚度均匀性测试、质子传导率测试、离子交换当量测试、透气率测试、拉伸性能测试、溶胀率测试和吸水率测试。本文件适用于各种类型的质子交换膜，规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T1040.32006塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件（ISO5273：1995,IDT)
GB/T1446
5纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T20042.12017质子交换膜燃料电池第1部分：术语3术语和定义
GB/T20042.12017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
proton conductivity
质子传导率
膜传导质子的能力，是电阻率的倒数。注1：质子传导率是衡量膜的质子导通能力的一项电化学指标，它反映了质子在膜内迁移能力的大小注2：质子传导率的单位为西门子每厘米（S/cm）。3.2
量equivalentweight;EW
离子交换当量
含有1mol质子的干态膜质量。
注1：它与表示离子交换能力大小的离子交换容量IEC(IoExcha geCapacty）成倒数关系，体现了质子交换膜内的酸浓度。
注2：离子交换当量的单位为克每摩尔（g/mol)。3.3
拉伸强度
Etensile strength
在给定温度、湿度和拉伸速度下，在标准膜试样上施加拉伸力，试样断裂前所承受的最大拉伸力与试样的横截面面积的比值
注1：横向拉伸强度：表示平行于膜卷轴向的膜的拉伸强度，用。TD表示注2：纵向拉伸强度：表示垂直于膜卷轴方向的膜的拉伸强度，以MD表示。GB/T 20042.3—2022
弹性模量
tmodulusofelasticityintension质子交换膜中，应力应变曲线上初始直线部分的斜率。注1：横向拉伸弹性模量：表示平行于膜卷轴向的膜的拉伸弹性模量，用ETD表示。注2：纵向拉伸弹性模量：表示垂直于膜卷轴方向膜的拉伸弹性模量，以EMD表示。注3：推荐应力应变曲线上应变分别为ε1=0.5%和ε=2.5%的两个点的斜率为弹性模量。注4：弹性模量用E表示，单位为兆帕（MPa）。3.5
Etensilestrainatbreak
断裂拉伸应变
试样发生断裂时，原始标距单位长度的增量。注1：横向断裂拉伸应变：表示平行于膜卷轴向的膜的断裂拉伸应变，用εTD表示。注2：纵向断裂拉伸应变：表示垂直于膜卷轴方向膜的断裂拉伸应变，以εMD表示。注3：断裂拉伸应变用ε表示，单位为无量纲的比值或百分数（%）。3.6
peelingforceat180°angle
180°剥离强度
在剥离角度为180的剥离条件下，一定宽度测试样条以一定速度连续剥离时所需要的载荷。注：80剥离强度的单位为牛每毫米（N/mm）。3.7
gas permeation rate
气体透过率
在恒定温度和单位压力差下，稳定透过时，单位时间内透过试样单位面积的气体的体积。注：气体透过率用标准温度和压力下的体积值表示，单位为立方厘米每平方米天帕cm\/（m·d·Pa）3.8
气体透过系数
gas permeation coefficient
在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位厚度、单位面积的气体的体积。
注：气体透过系数用标准温度和压力下的体积值表示，单位为立方厘米厘米每平方米秒帕cm2·cm/（cm·s·Pa)）3.9
吸水率
wateruptake
在给定温度下单位质量干膜的吸水量。注：吸水率以%表示。
溶胀率
swellingrate
在给定温度下相对于干膜在横向、纵向和厚度方向的尺寸变化。注1：横向、纵向和厚度方向的尺寸变化，分别记为TD、MD和Z轴注2：溶胀率以%表示，
厚度均匀性测试
测试仪器
测厚仪：精度不低于0.1um。
注：详细的测试准备内容见附录A。4.1.2卡尺：精度不低于0.02mm，用于测试膜的长度和宽度。样品制备与状态调节
样品制备
样品可以为正方形或圆形，有效面积至少为100cm样品应无折皱、缺陷和破损。
样品状态调节
样品在温度为23℃2℃，相对湿度为50%土5%条件下放置12h以上。4.3测试方法
GB/T20042.3—2022
4.3.1每次测量前应校准测厚仪的零点，且在每个试样测量后应重新检查其零点。4.3.2测量时将测量头平缓放下，避免样品变形。测试过程测试头施加在样品表面的强度在0.7N/cm~2N/cm之间选取。
4.3.3在温度为23℃士2℃，相对湿度为50%士5%的恒温恒湿环境中进行测试。每100cm样品的测试点不少于30个，且均匀分布。测试点距离样品边缘应大于5mm。每组样品至少3个。注：测试报告的内容见附录B。
数据处理
样品的厚度均匀性用厚度最大值与最小值之差以及相对厚度偏差表示。厚度极差按公式（1)计算：
R=dm-dm
式中：
膜的厚度极差，单位为微米（μm）；测量区域内膜的厚度测量最大值，单位为微米（μm）；测量区域内膜的厚度测量最小值，单位为微米（um）。4.4.3平均厚度按公式（2)计算：d=\-,d:/n
式中：
膜的平均厚度，单位为微米（um）；某一点膜的厚度测量值，单位为微米（um）；测量数据点数。
厚度相对偏差按公式（3)计算：4.4.4
S=(d;-d)/dX100%
式中：
膜的相对厚度偏差；
某一点膜的厚度测量值，单位为微米（μm）；膜的平均厚度，单位为微米（um）。（1)
·（2）
GB/T20042.3—2022
5质子传导率测试
注：详细的测试准备内容见附录A；测试报告的内容见附录B。测试仪器
测厚仪：精度不低于o.1um。
5.1.2卡尺：精度不低于0.02mm，用于测试样品膜的长度和宽度。5.1.3电化学阻抗测试仪：阻抗频率范围为1Hz～5×10Hz，扰动电压为10mV。质子交换膜的质子传导率是通过如图1所示的质子传导率测量系统测得。5.1.4
该系统是由恒温恒湿测试腔，电化学工作站，质子传导率测试装置（见图2）等部分组成，可以实现质子交换膜在不同温度、湿度下的质子传导率的测试。标引序号说明：
恒温恒湿测试腔；
电化学工作站：
电导率测试装置（见图2)；
湿度传感器；
温度传感器。
图1质子传导率测量系统示意图
质子膜电导率测试装置如图2所示，膜样品两侧各放置一聚绝缘框作为端板，端板上开有一个方孔（2.0cmX2.0cm），作为膜的有效测试面积，并可以使置于其中的膜与环境的温度、湿度保持一致；在一侧端板内侧放置一块相同尺寸的不导电的塑料薄膜，作为样品的支撑物。并在该端板的两端镶嵌，个镀金薄片和镀金电极导线，作为导电材料，与电化学阻抗测试仪连接标引序号说明：
聚矾绝缘框；
螺杆；
平衡开放区；
膜样品；
镀金薄片；
镀金电极导线。
样品制备与状态调节
2电导率测试装置示意图
GB/T20042.3—2022
截取长宽为不小于2.0cm×2.0cm的膜作为样品，在温度为23℃土2℃，相对湿度为50%土5%的恒温恒湿条件下放置12h以上。利用测厚仪测量样品的厚度，取3点的平均值为计算厚度d的值。5.3
测试方法
将样品固定在图2所示的电导率测量池中，并用扭矩扳手以3N·m的扭矩将螺栓拧紧。然后将电导率测试装置置于恒温恒湿测试腔中。设定温度、湿度等测试条件，测试条件如表1所示（其他测试条件也可由测试委托方与测试方协商确定）。待测试腔内达到所设定温度、湿度并稳定30min后，在频率范围为1Hz～2×10Hz、扰动电压10mV条件下用电化学阻抗测试仪测得样品的阻抗谱图表1
23℃2℃
80℃2℃
质子交换膜电导率测试条件
相对湿度
GB/T20042.3—2022
5.4数据处理
在测得的阻抗谱图中，从谱线的高频部分与实轴的交点读取样品的阻抗值R，根据公式（4)计算出样品的面内质子传导率。
式中：
g=a/(R.b·d)
式中：
样品的面内质子传导率，单位为西门子每厘米（S/cm）；两电极间距离，单位为厘米（cm）；样品的测量阻抗，单位为欧（2)；与电极垂直方向的膜的有效长度，单位为厘米（cm）；样品的厚度，单位为厘米（cm）。注：取3个样品为一组，计算出平均值作为试验结果。离子交换当量（EW）测试
注：详细的测试准备内容见附录A；测试报告的内容见附录B。6.11
仪器与设备
6.1.1分析天平：分度值不低于为0.1mg。6.1.2自动电位滴定仪：pH值精度不低于0.1。6.2
样品准备
（4）
取质量不低于0.5g的样品，剪碎后将其置于真空烘箱内，在绝对压力为不高于20kPa的真空、温度为80℃条件下，真空干燥8h，移至干燥器中冷却至室温后，快速称量（30s内完成），至恒重，前后两次称量之差小于0.2mg。
6.3测试方法
6.3.1从烘箱中取出后，移至干燥器中冷却至室温后，迅速用分析天平称量干膜的质量m。6.3.2将样品放入密封的、装有饱和氯化钠溶液的试剂瓶中搅拌24h。6.3.3用NaOH标准溶液利用自动电位滴定仪滴定至中性，记录消耗的NaOH溶液的体积VNH。6.4
数据处理
根据公式（5）计算出膜的EW值：EW=m/(VN HXCN H)
式中：
膜的离子交换当量，单位为克每摩尔（g/mol)；干质子交换膜的质量，单位为克（g）；NaOH溶液的体积，单位为升（L）；NaOH标准溶液的摩尔浓度，单位为摩尔每升（mol/L）。注：取3个样品为一组，计算出平均值作为试验结果，....(5)
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