CN104459323A - 一种温湿度可控的电导率测试装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种温湿度可控的电导率测试装置，包括电导率测试室和电化学工作站；所述电导率测试室为一密闭容器；所述电导率测试室内部固定有电极夹具；所述电极夹具用于固定三电极和待测电解质膜；电极夹具为二个平行叠放设置的平板，待测电解质膜置于二个平板之间，于二个平板之间形成三个平行、相互间隔的电极的容置孔，三个电极分别放置于容置孔内；所述三电极分别通过导线与电化学工作站相连，测定待测电解质膜的阻抗，进而可获得待测电解质膜的电导率；于电导率测试室上部设有用于测量电导率测试室内部湿度的湿度传感器，湿度传感器通过导线与湿度显示器相连。与传统电导率测试装置相比，本发明具有可以实现不同湿度、不同温度环境下的电解质膜的电导率的测定，具有测定精度高，重复性好等优点。

Description

一种温湿度可控的电导率测试装置及其操作方法

技术领域

本发明属于膜的电导率测试领域，具体的说涉及一种温湿度可控的电导率测试装置；

本发明还涉及上述电导率测试装置的操作方法。

背景技术

当前世界面临的能源和环境问题日益突出，作为一种将化学能直接转化成电能的清洁能源，燃料电池越来越受到人们的关注。聚合物电解质膜作为燃料电池中重要的组成部分成为人们研究的重点。离子传导率作为表征聚合物电解质膜性能的一个重要参数，不仅能够在一定程度上反映离子在膜中的传导机理、膜的一些其他性能，而且能够直接反映出聚合物电解质膜在燃料电池中应用的潜力以及聚合物电解质膜对燃料电池性能的影响。为了能够准确地、实效地测试膜的电导率，研究工作者们致力于探究电导率的测试方法及其测试装置，不断地完善对离子交换膜电导率的测试。目前，交流阻抗法是离子交换膜电导率最常用的测量技术，它是一种以小振幅的正弦电位（或电流）为扰动信号的电化学测量方法。

专利200410029759.9公开了一种燃料电池质子交换膜横向导电率的测试方法与装置，其特征在于测量时采用四电极或三电极体系，工作电极和辅助电极使用碳电极，参比电极使用饱和甘汞电极，碳电极加载测试电流，参比电极测试响应电压。测量时用稀硫酸作为电解液。这种质子交换膜电导率的测试是在室温下进行的，不能测量膜在高温下（>100℃）的导离子性能。专利200910162521.6公开了一种质子交换膜高温电导率的测试装置和方法，其特征在于用此装置可以测量质子交换膜在高于室温并且在150℃以下的温度以及饱和湿度下的电导率，特别是可以测量质子交换膜在100℃以上、饱和湿度下的电导率。这种方法虽然能够在高温的环境下测试膜的电导率，但是不能测试膜在不同湿度下的电导率，不能考察膜的电导率与湿度之间的关系。

电解质膜的电导率不仅跟温度有关，同时湿度对电解质膜的性能的影响也是很明显的，尤其是在高温的条件下，因为膜的失水会引起离子传导阻力的增加，从而降低了膜传导离子的能力，并进一步表现为膜的电导率减小，所以在一定温度下，湿度的大小将直接影响到膜电导率的大小。

因此，急需温湿度可控的电导率测试装置及可实现不同温湿度条件下对电解质膜进行电导率测试的方法。

发明内容

为实现上述内容，本发明采用如下温湿度可控的电导率测试装置来实现，本发明同时提供了该温湿度可控的电导率测试装置的操作方法。

一种温湿度可控的电导率测试装置，包括电导率测试室和电化学工作站；

所述电导率测试室为一密闭容器；所述电导率测试室内部固定有电极夹具；所述电极夹具用于固定三电极和待测电解质膜；

电极夹具为二个平行叠放设置的平板，待测电解质膜置于二个平板之间，于二个平板相向设置的一侧表面上分别对应设有三个用于放置电极的凹槽，于二个平板之间形成三个平行、相互间隔的电极的容置孔，三个电极分别放置于容置孔内；

所述三电极分别通过导线与电化学工作站相连，测定待测电解质膜的阻抗，进而可获得待测电解质膜的电导率；

于电导率测试室上部设有用于测量电导率测试室内部湿度的湿度传感器，湿度传感器通过导线与湿度显示器相连；

于电导率测试室上部设有第一气体进口、气体出口和第二气体进口；

增湿控湿部件为一增湿罐，于增湿罐下部设有电加热元件，于增湿罐上部设有气体出口和气体进口，于增湿罐内部设有用于测量增湿罐内水温度的热电耦，热电耦通过导线与温度显示器相连；

增湿罐的气体出口与电导率测试室的第二气体进口通过管路相连；

增湿罐的气体进口与三通阀的一个出口相连，电导率测试室的第一气体进口与三通阀的第二个出口相连，三通阀的入口经气体流量控制器与气体气源相连；气体流量控制器通过导线与流量显示仪相连。

所述电极夹具由第一极板和第二极板组成；所述待测电解质膜置于所述第一极板和第二极板之间；所述第一极板和第二极板相对侧对应设置有三个平行的浅槽，用于固定所述三电极；

所述三电极分别作为工作电极、参比电极和对电极；且工作电极与对电极之间的平行距离大于工作电极与参比电极之间的平行距离。

所述电导率测试装置包括一气体流量控制部件和一三通阀；所述气体流量控制部件的气体出口通过气体管路与所述三通阀的第一端口相连通；所述三通阀的第二端口通过气体管路与所述电导率测试室相连通；所述三通阀的第三端口通过气体管路与所述增湿控湿部件的气体进口相连通；

当所述三通阀的第一端口与第二端口相连通时，所述电导率测试室内通入干气；

当所述三通阀的第一端口与第三端口相连通时，气体通过增湿控湿部件后进入电导率测试室，即所述电导率测试室内通入一定湿度的气体。

待测电解质膜为长方形，三个电极均平行于长方形的长边或宽边设置，且三个电极均与待测电解质膜贴接或抵接，三个电极与待测电解质膜接触处的长度大于等于它们所平行的长边或宽边的长度。

三个电极分别与电化学工作站的工作电极、参比电极、对电极相连，且三个电极的中间容置孔内的一个电极与参比电极相连；

于电导率测试室外壁面上设有加热保温部件，用于为电导率测试室提供热量；

加热保温部件为电加热元件，其为电加热保温箱、电加热保温槽、或电加热保温板，用于为加热保温部件提供热量；电加热元件通过导线与温度控制器相连，用于控制加热保温部件的温度。

于所述电导率测试室内部设置有热电耦，热电耦通过导线与温度显示器相连；用于显示电导率测试室内部的温度。

增湿罐下部的电加热元件通过导线与温度控制器相连，用于控制增湿罐的温度，电加热元件为增湿控湿部件提供热量。

所述任一温湿度可控的电导率测试装置的操作方法，包括以下步骤，

（1）将所述待测电解质膜固定于所述电极夹具之间；

（2）将气体通过所述增湿控湿部件后通过所述气体管路通入所述电导率测试室；

（3）控制所述加热保温部件使其为所述电导率测试室提供热量并保温；

（4）将所述三电极与所述电化学工作站通过所述导线电连接，采用交流阻抗法测试，测定待测电解质膜的阻抗，进而可获得待测电解质膜的电导率。

所述步骤（1）中，将所述三电极分别固定于所述电极夹具的第一和第二极板对应的三个浅槽中，并将所述待测电解质膜固定于所述电极夹具的第一和第二极板之间，使所述三电极同时位于所述待测电解质膜的一侧，并量取工作电极与参比电极、工作电极与对电极之间的水平距离；

所述步骤（2）中，将所述三通阀的第一端口与第二端口相连通，设定所述增湿控湿部件的预设湿度值，通过调节所述第二控温部件设定的温度值和所述气体流量控制部件中的气体流量值使得增湿控湿部件中的湿度达到所述预设湿度值，待达到预设湿度值后，将增湿后的气体通过所述气体管路通入所述电导率测试室，待所述第一湿度显示器显示的湿度保持稳定；

所述步骤（3）中，通过所述第一控温部件设定所述加热保温部件的预设温度，并通过所述第一加热部件控制所述加热保温部件至预设温度，待所述第一温度显示器显示的温度保持稳定；

所述步骤（4）中，将所述三电极与所述电化学工作站通过所述导线电连接，并保证三电极中的参比电极位于三电极中的中间位置，采用交流阻抗法测试所述待测电解质膜的电导率。

当测定所述待测电解质膜在湿度为零时的电导率时，所述步骤（2）为将所述三通阀的第一端口与第三端口相连通，将干气通过所述气体管路通入所述电导率测试室；

所述气体为惰性气体或惰性气体的混合物。

所述电导率测试装置与传统电导率测试装置相比，具有可以实现不同湿度、不同温度环境下的电解质膜的电导率的测定，具有测定精度高，重复性好等优点。

附图说明

图1为一种温湿度可控的电导率测试装置示意图；

图2为一种温湿度可控的电导率测试装置中电导率测试室剖面图。

图中，1为电导率测试室；2为电导率测试装置支架；3为电化学工作站；4为第一湿度传感器；5为电极导线；6为第一湿度显示器；7为三通阀；8为增湿控湿部件固定装置；9为电导率测试室的第一气体进口；10为电导率测试室的气体出口；11为电导率测试室的第二气体进口；12为气体流量控制部件的流量显示仪；13为气体流量控制部件；14为第二控温部件；15为第二温度显示器；16为气体管路；17为增湿控湿部件的气体出口；18为增湿控湿部件的气体进口；19为增湿控湿部件；20为第二加热部件；21为工作电极；22为参比电极；23为对电极；24为电极夹具；25为加热保温部件。

具体实施方式

本发明采用以下具体实施方式来实现，但本发明不限于以下实施例。

一种温湿度可控的电导率测试装置，包括电导率测试室和电化学工作站；

所述电导率测试室为一密闭容器；所述电导率测试室内部固定有电极夹具；所述电极夹具用于固定三电极和待测电解质膜；

电导率测试室为一密封的圆桶型不锈钢密闭容器，与容器内部中心位置焊接有电极夹具的第一极板，第二极板通过螺栓与第一极板紧密配合；待测电解质膜置于第一极板和第二极板之间；第一极板和第二极板均为正方形极板，大小为8*8cm，第一极板和第二极板相对侧分别、依次对应设置有三个用于放置电极的凹槽：第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽与第二槽间的垂直距离为1cm；第一、第二和第三凹槽的长度均为8cm，于二个平板之间形成三个平行、相互间隔的电极的容置孔，三个电极分别放置于容置孔内；

所述三电极分别通过导线与电化学工作站相连，测定待测电解质膜的阻抗，进而可获得待测电解质膜的电导率；

于电导率测试室上部设有用于测量电导率测试室内部湿度的湿度传感器，湿度传感器通过导线与湿度显示器相连；

于电导率测试室上部设有第一气体进口、气体出口和第二气体进口；

增湿控湿部件为一增湿罐，于增湿罐下部设有电加热元件，于增湿罐上部设有气体出口和气体进口，于增湿罐内部设有用于测量增湿罐内水温度的热电耦，热电耦通过导线与温度显示器相连；

增湿罐的气体出口与电导率测试室的第二气体进口通过管路相连；

增湿罐的气体进口与三通阀的一个出口相连，电导率测试室的第一气体进口与三通阀的第二个出口相连，三通阀的入口经气体流量控制器与气体气源相连；气体流量控制器通过导线与流量显示仪相连。

所述三电极分别作为工作电极、参比电极和对电极；且工作电极与对电极之间的平行距离大于工作电极与参比电极之间的平行距离。

所述电导率测试装置包括一气体流量控制部件和一三通阀；所述气体流量控制部件的气体出口通过气体管路与所述三通阀的第一端口相连通；所述三通阀的第二端口通过气体管路与所述电导率测试室相连通；所述三通阀的第三端口通过气体管路与所述增湿控湿部件的气体进口相连通；

当所述三通阀的第一端口与第二端口相连通时，所述电导率测试室内通入干气；

当所述三通阀的第一端口与第三端口相连通时，气体通过增湿控湿部件后进入电导率测试室，即所述电导率测试室内通入一定湿度的气体。

待测电解质膜为长方形，三个电极均平行于长方形的长边或宽边设置，且三个电极均与待测电解质膜贴接或抵接，三个电极与待测电解质膜接触处的长度大于等于它们所平行的长边或宽边的长度。

三个电极分别与电化学工作站的工作电极、参比电极、对电极相连，且三个电极的中间容置孔内的一个电极与参比电极相连；

于电导率测试室外壁面上设有加热保温部件，用于为电导率测试室提供热量；

加热保温部件为电加热元件，其为电加热保温箱、电加热保温槽、或电加热保温板，用于为加热保温部件提供热量；电加热元件通过导线与温度控制器相连，用于控制加热保温部件的温度。

于所述电导率测试室内部设置有热电耦，热电耦通过导线与温度显示器相连；用于显示电导率测试室内部的温度。

增湿罐下部的电加热元件通过导线与温度控制器相连，用于控制增湿罐的温度，电加热元件为增湿控湿部件提供热量。

所述任一温湿度可控的电导率测试装置的操作方法，包括以下步骤，

（1）将所述待测电解质膜固定于所述电极夹具之间；

（2）将气体通过所述增湿控湿部件后通过所述气体管路通入所述电导率测试室；

（3）控制所述加热保温部件使其为所述电导率测试室提供热量并保温；

（4）将所述三电极与所述电化学工作站通过所述导线电连接，采用交流阻抗法测试，测定待测电解质膜的阻抗，进而可获得待测电解质膜的电导率。

所述步骤（1）中，将所述三电极分别固定于所述电极夹具的第一和第二极板对应的三个浅槽中，并将所述待测电解质膜固定于所述电极夹具的第一和第二极板之间，使所述三电极同时位于所述待测电解质膜的一侧，并量取工作电极与参比电极、工作电极与对电极之间的水平距离；

所述步骤（2）中，将所述三通阀的第一端口与第二端口相连通，设定所述增湿控湿部件的预设湿度值，通过调节所述第二控温部件设定的温度值和所述气体流量控制部件中的气体流量值使得增湿控湿部件中的湿度达到所述预设湿度值，待达到预设湿度值后，将增湿后的气体通过所述气体管路通入所述电导率测试室，待所述第一湿度显示器显示的湿度保持稳定；

所述步骤（3）中，通过所述第一控温部件设定所述加热保温部件的预设温度，并通过所述第一加热部件控制所述加热保温部件至预设温度，待所述第一温度显示器显示的温度保持稳定；

所述步骤（4）中，将所述三电极与所述电化学工作站通过所述导线电连接，并保证三电极中的参比电极位于三电极中的中间位置，采用交流阻抗法测试所述待测电解质膜的电导率。

当测定所述待测电解质膜在湿度为零时的电导率时，所述步骤（2）为将所述三通阀的第一端口与第三端口相连通，将干气通过所述气体管路通入所述电导率测试室；

所述气体为惰性气体或惰性气体的混合物。

本发明中电极为贵金属材质，因为贵金属的电导率高，与膜的接触电阻和本身的电阻小，电极要固定在支架上，可以保证每次测量时膜的间距是固定不变的，从而减小每次测量时由于间距的差别造成的误差。本实施例中的电极为铂电极。支架可以固定支撑膜，在测量之前先将一定尺寸的膜放在带有电极的支架上，拧紧螺栓以使膜与电极很好的接触。然后将固定好支架的容器上盖通过螺栓固定于容器体上。通过调节容器加热控制单元的温度可以控制容器的加热温度。调节三通阀、质量流量控制器的流速以及增湿罐的温度可以调节控制容器内的湿度。

本发明的装置采用交流阻抗、三电极法测量离子交换膜在不同温度、不同湿度下的电导率。交流阻抗法是正弦波交流阻抗法，测量的是固体电解质和电极组成的“电池”阻抗与微扰频率之间的关系，它以很小的正弦信号加在待测***上，得到***稳态下的相位差和振幅上的响应，通过分析由相位差和振幅所组成的阻抗图谱来考察电极过程的扩散和动力学及其响应。本发明通过对工作电极和对电极施以小幅度的激励电压信号，参比电极和感应电极输出响应信号得到交流阻抗图谱。实验测量得到的交流阻抗的Nyquist图由实部和虚部组成。交流阻抗图谱与实轴交点的横坐标即为离子交换膜的电阻值，也是Bode图中相角接近零时或阻抗值恒定时对应的电阻值。得到膜的电阻值后，利用公式计算，式中б为离子交换膜的电导率(Scm^-1)，R是离子交换膜的电阻(Ω)，L是参比电极和感应电极之间的距离(cm)，W为所测离子交换膜的宽度，T为所测离子交换膜的厚度。

在本发明中，施加在膜上的频率和电阻之间的关系通过电化学工作站测试。电化学工作站主要包括1287恒电位仪和1260频响仪。测试膜的阻抗时，恒电位仪提供膜两端所需的恒定电压，频响仪给膜加载一个正弦波频率。通过频响仪对膜从高频到低频扫描，可以得到阻抗实部和虚部之间的关系图谱以及相角、阻抗随频率的变化。测试时扫描频率为1Hz-1MHz。

本发明装置中，测试用的电极（图2中有四个凹槽以固定电极，实验中采用三个电极，选择外侧的两个及中间两个电极其中的一个）固定在聚苯硫醚支架上，此支架固定在容器上盖上，另一块聚苯硫醚支架提供压紧膜的平面将膜压紧，聚苯硫醚支架用螺丝连接，聚苯硫醚支架除固定电极凹槽处开有三个长方形的孔。裁剪成长条的离子交换膜固定于电极与支架之间。在测试时，把容器盖和容器间的螺栓旋紧。用加热套进行加热。温度湿度感应器测量膜电导率测试环境的湿度和温度。热偶测量增湿罐的温度。

采用本装置测试离子交换膜电导率的测量方法是：裁一条宽度为W，厚度为T，一定长度的离子交换膜，平放在固定于支架上的三个电极上，旋紧螺丝，使电极与膜紧密接触，电极之间的距离为L或2L。将固定好支架的容器上盖固定在容器本体上。组装好后将温度湿度感应器固定于容器上盖。质量流量控制器的一端与气体供应处连接，另一端与三通阀连接。增湿罐内加入一定量的水，将增湿罐的进气口与三通阀的一端相连，出气口与容器上盖的进气口连接。三通阀的另一端与容器本体的进气口相连。将线路连接好之后对容器进行加热，此时通过容器的气体没有通过增湿罐而是干气，待温控仪的温度显示到达指定温度，且罐内湿度<1%时，开始测量膜的电阻R。由公式得到膜的电导率。然后旋转三通阀使气体通过增湿罐，调节增湿罐的温度及气体流量来调节膜测试容器中的相对湿度，等到一定湿度稳定之后测量膜的电阻，计算膜的电导率。然后再调节增湿罐的温度和气体流速控制另一湿度值，测试完一个温度下不同湿度膜的电导率之后，再调节膜测试环境的温度以及在这一温度下不同的湿度值，进行测量此时的膜的电阻值，计算膜的电导率值，如此反复测试离子交换膜在不同温度下不同湿度的电导率值。

以测试PBI/H₃PO₄膜在不同温度不同湿度下的电导率为例，该膜干燥后的厚度为102μm，其具体测试方法为：

裁一条宽度为1cm，长度为4cm的膜，平放在固定于支架上的三个电极上，旋紧螺丝，使电极与膜紧密接触，电极1和2之间的距离是1cm，电极2和3之间的距离为2cm。将固定好支架的容器上盖固定在容器本体上。组装好后将温度湿度感应器固定于容器上盖。质量流量控制器的一端与气体供应处连接，另一端与三通阀连接。增湿罐内加入一定量的水，将增湿罐的进气口与三通阀的一端相连，出气口与容器上盖的进气口连接。三通阀的另一端与容器本体的进气口相连。

将线路连接好之后对容器进行加热，向容器里通以干气，待温控仪的温度显示50℃，且罐内湿度-1%时，

用电化学工作站测量膜的电阻为6612Ω，

由式得电导率为

旋转三通阀、升高增湿罐的温度和气体流量增加膜测试环境的湿度，当膜测试环境的湿度恒定在16%时，开始用电化学工作站测量膜的电阻为3401.4Ω，

由式得电导率为

继续增加膜测试环境下的湿度，当测试环境湿度保持在20%时，用电化学工作站测量膜的电阻值为2905Ω，

由式得电导率为

继续增加膜测试环境的湿度保持在50%时，测量膜的电阻值为1391Ω，

由式得电导率为

当膜测试环境的湿度保持在85%时，测量膜的电阻值为901Ω，

由式得电导率为

膜测试环境的温度升高到80℃，当湿度恒定在-1%时，测量膜的电阻值为2048Ω，

由式得电导率为

当增加湿度保持在10%基本不变时，测量膜的电阻值为1190Ω，

由式得电导率为

当增加湿度保持在20%基本不变时，测量膜的电阻值为1021Ω，

由式得电导率为

膜测试环境的温度升高到130℃，当湿度恒定在-1%时，测量膜的电阻值为1610.8Ω，

由式得电导率为

当湿度恒定在3%时，测量膜的电阻值为779Ω，

由式得电导率为

当湿度恒定在6%时，测量膜的电阻值为673Ω，

由式得电导率为

当湿度恒定在13%时，测量膜的电阻值为552Ω，

由式得电导率为

膜测试环境的温度升高到150℃，当湿度恒定在-1%时，测量膜的电阻值为2684Ω，

由式得电导率为

当湿度恒定在2%时，测量膜的电阻值为766Ω，

由式得电导率为

当湿度恒定在4%时，测量膜的电阻值为615Ω，

由式得电导率为

当湿度恒定在9%时，测量膜的电阻值为489Ω，

由式得电导率为

膜测试环境的温度升高到180℃，当湿度恒定在～1%时，测量膜的电阻值为3568Ω，

由式得电导率为

继续增加膜测试环境的湿度，当增加湿度保持在50%基本不变时，测量膜的电阻值为794Ω，

由式得电导率为

当湿度恒定在2%时，测量膜的电阻值为760Ω，

由式得电导率为

当湿度恒定在4%时，测量膜的电阻值为514Ω，

由式得电导率为

本发明的测试装置不限于图1所示的实例，可以有许多变型，比如：增湿罐的加热棒可以是独立的加热棒给水加热，也可以单独采用加热带，缠绕在增湿罐上给增湿罐进行加热，也可以采用以上两种方式同时给增湿罐进行加热。容器本体处的出气口可以直接排空，也可以装一个背压阀，通过调节阀可以控制排气量的大小，从而有利于水蒸气保持在容器内，有助于容器内湿度的增加。控温控湿感应器也可以用湿度感应器替代，来控制容器内的湿度，然后容器中增加一个热偶，从而监测和控制膜所在测试环境下的温度。

Claims (10)

1.一种温湿度可控的电导率测试装置，其特征在于：

包括电导率测试室和电化学工作站；

所述电导率测试室为一密闭容器；所述电导率测试室内部固定有电极夹具；所述电极夹具用于固定三电极和待测电解质膜；

电极夹具为二个平行叠放设置的平板，待测电解质膜置于二个平板之间，于二个平板相向设置的一侧表面上分别对应设有三个用于放置电极的凹槽，于二个平板之间形成三个平行、相互间隔的电极的容置孔，三个电极分别放置于容置孔内；

所述三电极分别通过导线与电化学工作站相连，测定待测电解质膜的阻抗，进而可获得待测电解质膜的电导率；

于电导率测试室上部设有用于测量电导率测试室内部湿度的湿度传感器，湿度传感器通过导线与湿度显示器相连；

于电导率测试室上部设有第一气体进口、气体出口和第二气体进口；

增湿控湿部件为一增湿罐，于增湿罐下部设有电加热元件，于增湿罐上部设有气体出口和气体进口，于增湿罐内部设有用于测量增湿罐内水温度的热电耦，热电耦通过导线与温度显示器相连；

增湿罐的气体出口与电导率测试室的第二气体进口通过管路相连；

增湿罐的气体进口与三通阀的一个出口相连，电导率测试室的第一气体进口与三通阀的第二个出口相连，三通阀的入口经气体流量控制器与气体气源相连；气体流量控制器通过导线与流量显示仪相连。

2.如权利要求1所述温湿度可控的电导率测试装置，其特征在于：

所述电极夹具由第一极板和第二极板组成；所述待测电解质膜置于所述第一极板和第二极板之间；所述第一极板和第二极板相对侧对应设置有三个平行的浅槽，用于固定所述三电极；

所述三电极分别作为工作电极、参比电极和对电极；且工作电极与对电极之间的平行距离大于工作电极与参比电极之间的平行距离。

3.如权利要求1所述温湿度可控的电导率测试装置，其特征在于：

所述电导率测试装置包括一气体流量控制部件和一三通阀；所述气体流量控制部件的气体出口通过气体管路与所述三通阀的第一端口相连通；所述三通阀的第二端口通过气体管路与所述电导率测试室相连通；所述三通阀的第三端口通过气体管路与所述增湿控湿部件的气体进口相连通；

当所述三通阀的第一端口与第二端口相连通时，所述电导率测试室内通入干气；

当所述三通阀的第一端口与第三端口相连通时，气体通过增湿控湿部件后进入电导率测试室，即所述电导率测试室内通入一定湿度的气体。

4.如权利要求1所述温湿度可控的电导率测试装置，其特征在于：待测电解质膜为长方形，三个电极均平行于长方形的长边或宽边设置，且三个电极均与待测电解质膜贴接或抵接，三个电极与待测电解质膜接触处的长度大于等于它们所平行的长边或宽边的长度。

5.如权利要求1或2所述温湿度可控的电导率测试装置，其特征在于：三个电极分别与电化学工作站的工作电极、参比电极、对电极相连，且三个电极的中间容置孔内的一个电极与参比电极相连。

6.如权利要求1所述温湿度可控的电导率测试装置，其特征在于：

于电导率测试室外壁面上设有加热保温部件，用于为电导率测试室提供热量；

加热保温部件为电加热元件，其为电加热保温箱、电加热保温槽、或电加热保温板，用于为加热保温部件提供热量；电加热元件通过导线与温度控制器相连，用于控制加热保温部件的温度。

7.如权利要求1所述温湿度可控的电导率测试装置，其特征在于：

于所述电导率测试室内部设置有热电耦，热电耦通过导线与温度显示器相连；用于显示电导率测试室内部的温度；

增湿罐下部的电加热元件通过导线与温度控制器相连，用于控制增湿罐的温度，电加热元件为增湿控湿部件提供热量。

8.一种权利要求1-7所述任一温湿度可控的电导率测试装置的操作方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）将所述待测电解质膜固定于所述电极夹具之间；

（2）将气体通过所述增湿控湿部件后通过所述气体管路通入所述电导率测试室；

（3）控制所述加热保温部件使其为所述电导率测试室提供热量并保温；

（4）将所述三电极与所述电化学工作站通过所述导线电连接，采用交流阻抗法测试，测定待测电解质膜的阻抗，进而可获得待测电解质膜的电导率。

9.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于：

所述步骤（1）中，将所述三电极分别固定于所述电极夹具的第一和第二极板对应的三个浅槽中，并将所述待测电解质膜固定于所述电极夹具的第一和第二极板之间，使所述三电极同时位于所述待测电解质膜的一侧，并量取工作电极与参比电极、工作电极与对电极之间的水平距离；

所述步骤（2）中，将所述三通阀的第一端口与第二端口相连通，设定所述增湿控湿部件的预设湿度值，通过调节所述第二控温部件设定的温度值和所述气体流量控制部件中的气体流量值使得增湿控湿部件中的湿度达到所述预设湿度值，待达到预设湿度值后，将增湿后的气体通过所述气体管路通入所述电导率测试室，待所述第一湿度显示器显示的湿度保持稳定；

所述步骤（3）中，通过所述第一控温部件设定所述加热保温部件的预设温度，并通过所述第一加热部件控制所述加热保温部件至预设温度，待所述第一温度显示器显示的温度保持稳定；

所述步骤（4）中，将所述三电极与所述电化学工作站通过所述导线电连接，并保证三电极中的参比电极位于三电极中的中间位置，采用交流阻抗法测试所述待测电解质膜的电导率。

10.如权利要求8所述温湿度可控的电导率测试装置的操作方法，其特征在于：

当测定所述待测电解质膜在湿度为零时的电导率时，所述步骤（2）为将所述三通阀的第一端口与第三端口相连通，将干气通过所述气体管路通入所述电导率测试室；

所述气体为惰性气体或惰性气体的混合物。