[發(fā)明專利]一種用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板及滾壓加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210554488.3
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103022512A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬珍平;唐洪亮;李耀超;湯勇
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板滾壓加工方法，其特征在于：是由三層不銹鋼箔帶通過激光鏤刻和熱滾壓復(fù)合加工而成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板滾壓加工方法，其特征在于：

1）開卷機(jī)供料：由三臺開卷機(jī)分別供應(yīng)三層水平不銹鋼箔帶，開卷機(jī)供料速度需保持一致；每個開卷機(jī)供應(yīng)的不銹鋼箔帶的厚度根據(jù)雙極板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求而定，外層不銹鋼箔帶厚度和熱滾壓工藝決定了雙極板上最終形成的流場的流道的深度，三層不銹鋼箔帶的總厚度和熱滾壓工藝決定了最終形成的雙極板的厚度；

2）不銹鋼箔帶初定位：三層不銹鋼箔帶分別通過三對定位滾子對進(jìn)行初步定位，定位滾子對用于保證箔帶材料的位置精度和平整性；

3）激光鏤刻：上、下兩層不銹鋼箔帶在經(jīng)過激光鏤刻臺時，激光切割器會根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的流道形狀在不銹鋼箔帶材料上進(jìn)行切割，進(jìn)而制備出具有流道形狀的鏤空箔帶，至此上下層箔帶分別被命名為第一鏤空層與第二鏤空層，且流道完全貫穿鏤空箔帶；中間的一層不銹鋼箔帶不經(jīng)過激光鏤刻臺，不需要被切割，被命名為中間層；

4）不銹鋼箔帶校正：經(jīng)過步驟3）處理的三層不銹鋼箔帶一起通過校正滾子對，使兩層鏤空層箔帶的流道關(guān)于中間層呈對稱形態(tài)，此環(huán)節(jié)將實(shí)現(xiàn)第一鏤空層與第二鏤空層上流道結(jié)構(gòu)的對正，盡量減少因材料位置錯動而引起的最終成形的雙極板兩側(cè)流道錯位；

5）高溫滾壓：校正后的不銹鋼箔帶經(jīng)過高溫滾壓滾子對，第一鏤空層、第二鏤空層和中間層接觸面上出現(xiàn)固融狀態(tài)，各層材料在接觸界面上出現(xiàn)相互融合，進(jìn)而使得三層箔帶焊接成為一層兩側(cè)具有特定流道結(jié)構(gòu)的帶料；

6）剪切沖裁：帶料被傳送至剪切沖裁工位，根據(jù)雙極板尺寸的設(shè)計(jì)要求，沖裁機(jī)帶料進(jìn)行剪切沖裁；經(jīng)過剪切沖裁后，得到的具有特定流道結(jié)構(gòu)的不銹鋼薄板就是質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板。

3.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板滾壓加工方法，其特征在于：步驟1）中，不銹鋼箔帶的厚度為0.3-1.5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板滾壓加工方法，其特征在于：步驟3）中，流道的深度為0.3-0.6mm，平均寬度為0.4-0.6mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板滾壓加工方法，其特征在于：步驟1）中，所述不銹鋼箔帶為316L不銹鋼箔帶。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板滾壓加工方法，其特征在于：步驟3）中，激光鏤刻時，激光偏移豎直方向的角度為30°；以獲得占空比為1：1的流場。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板滾壓加工方法，其特征在于：步驟3）中，第一鏤空層、第二鏤空層及中間層的厚度為0.4-1.5mm的不銹鋼。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板滾壓加工方法，其特征在于：步驟5）中，所述高溫的溫度取值為1050-1150°。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板滾壓加工方法，其特征在于：所述質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板的流場形式為指叉形流場或平行流場。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)制成的用于質(zhì)子交換膜的燃料電池雙極板,?其特征在于：所述雙極板包括中間層及關(guān)于中間層對稱且設(shè)置于中間層上下表面的第一鏤空層與第二鏤空層，第一鏤空層與第二鏤空層上均切割有若干流道，若干流道形成流場。