[發明專利]一種流場板

有效

• 申請號: 201611078797.2
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108123145B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 陳堯春
• 申請（專利權）人: 紹興俊吉能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0247
• 分類號: H01M8/0247
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種流場板，由具有多孔結構的鈦合金制作而成，所述多孔結構內填充有碳纖維。本發明具有以下優點和效果：采用在鈦合金制備流場板，鈦合金上設置多孔結構，在多孔結構內填充有碳纖維，增強流場板的導電性，兼具抗氧化的作用；其次，鈦合金和碳纖維均具有強度高而重量輕的特點，在保證流場板強度不變的情況下減小流場板的重量，滿足燃料電池微型化的需求，如無人機上配置燃料電池，采用鈦合金和碳纖維制作而成的流場板，強度高而重量輕，進而降低燃料電池和無人機重量，達到了流場板導電性好、抗氧化、強度高而質輕的效果。

技術領域

本發明涉及高效能電池制備技術領域，特別涉及一種流場板。

背景技術

燃料電池是一種直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效、無污染地轉化為電能的發電裝置。作為一種清潔能源，受到越來越多的關注。燃料電池的燃料包括氫氣、甲醇等。其中在以氫氣為燃料的燃料電池中，主要包括由膜電極三合一組件和流場板。流場板在燃料電池中起到均勻分配反應物和收集電流的雙重作用。

公開號為CN101222057A的中國專利《一種制備微型燃料電池金屬流場板的制備工藝》公開了一種制備微型燃料電池金屬流場板的制備工藝，其制作工藝是在金屬片表面通過光刻技術制作掩蔽層，通過化學蝕刻或者電化學蝕刻的方法加工出微細結構，以及在金屬表面制作導電耐蝕層。所用材料為金屬板，包括不銹鋼、鈦及其合金、鋁合金、或銅及其合金。能加工微孔、微溝道、微突起結構，通過多次的光刻、蝕刻工藝，制作三維微細結構的金屬流場板。

但是上述一種制備微型燃料電池金屬流場板的制備工藝存在以下缺點：金屬流場板采用鈦合金時，鈦合金的導電性能差，由于流場板在燃料電池中需要收集電流，導電性較差的鈦合金制作而成的金屬流場板電流收集的效率低，導致燃料中的化學能轉化成電能時轉化效率低下。

發明內容

本發明的目的是提供一種流場板，具有導電性好的效果。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種流場板，由具有多孔結構的鈦合金制作而成，所述多孔結構內填充有碳纖維。

通過采用上述技術方案，碳纖維是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維具有良好的導電性，將碳纖維填充到鈦合金的多孔結構中，在多孔結構中形成導電網絡，增強鈦合金的導電性，進而提高流場板收集電流的效率。

燃料電池作為清潔能源，為適應便攜式設備的需求，燃料電池的微型化成為發展趨勢。鈦合金是以鈦為基礎加入其它元素組成的合金，鈦合金具有強度高而密度小的特性，燃料電池采用鈦合金制作而成的流場板，相比于采用鎂、鋁等金屬制作而成的流場板，燃料電池重量變輕，滿足燃料電池微型化的需求。

鈦是一種化學性質活潑的金屬，燃料電池工作時，流場板發熱并且接觸氧氣，由鈦合金制作而成的流場板在使用時容易被氧化而形成氧化膜，導致流場板導電性降低。在鈦合金的多孔結構內填充碳纖維后形成導電網絡，用于收集燃料電池內由燃料的化學能轉化而成的電能。碳纖維化學性質穩定，不會被氧化，使得流場板具有抗氧化性，在長期使用時仍然具有良好的導電性和電流收集功能。

本發明的進一步設置為：所述多孔結構內設有用于將所述碳纖維粘附于所述多孔結構內的粘合劑。

通過采用上述技術方案，通過粘合劑將碳纖維固定在多孔結構內，使得碳纖維能緊密貼合于鈦合金上，既能增強導電性能，又便于流場板的制造，只需將帶有粘合劑的碳纖維填充到鈦合金多孔內即可。

本發明的進一步設置為：以重量份數計，50-90份所述碳纖維，10-50份所述粘合劑。

通過采用上述技術方案，多孔結構內碳纖維的量大于粘合劑，多孔結構內形成由碳纖維形成的導電網絡，保證流場板的導電性。

本發明的進一步設置為：所述粘合劑為環氧樹脂導電膠。