[發明專利]燃料電池模壓雙極板成對生產方法

有效

• 申請號: 201711481650.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108321400B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 李麗;西蒙·法林頓
• 申請（專利權）人: 上海神力科技有限公司;億明動力股份有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種燃料電池模壓雙極板成對生產方法，壓板：卷式供料機(1)將軟石墨板原料帶輸送至陰極流場滾筒印花機(2)和陽極流場滾筒印花機(4)，在軟石墨板原料帶的正面左右兩邊分別進行陰極導流槽和陽極導流槽的壓印，通過收卷輥(6)收卷；涂膠：將兩卷極板帶分別纏繞在放卷輥a(7)與放卷輥b(8)，使兩卷極板帶反面相對應，在冷卻流場一側涂膠；粘合：將涂膠后的成對極板帶通過引導輥(10)引導至壓合輥(11)壓合；裁剪：將粘合得到的雙極板通過位置校核裝置(13)進行裁剪預定位，之后通過裁剪裝置(14)進行成對剪切。與現有技術相比，本發明實現了雙極板的成對流水線生產，具有效率高、精度高等優點。

技術領域

本發明屬于燃料電池的制備領域，具體涉及一種燃料電池模壓雙極板成對生產方法。

背景技術

燃料電池通常由多個電池單元構成，每個電池單元包括兩個電極(陽極和陰極),該兩個電極被電解質元件隔開，并且彼此串聯地組裝，形成燃料電池堆。通過給每個電極供給適當的反應物，即給一個電極供給燃料而另一個供給氧化劑，實現電化學反應，從而在電極之間形成電位差，并且因此產生電能。

為了給每個電極供給反應物，使用通常稱為“雙極板”并且設置在每個單個電池的兩側的特定界面元件。這些雙極板通常是鄰近陽極或陰極支撐體放置的單個元件的形式。雙極板是燃料電池組的重要元件。燃料電池堆在運行過程中，雙極板執行如下功能以維持燃料電池堆的最佳工作狀態以及使用壽命：(1)電池導電體，極板兩側分別形成陰極陽極，將一個個電池單元串聯以組成燃料電池堆；(2)通過流道向電極提供反應氣(傳質)；(3)協調水與熱的管理，防止冷卻介質及反應氣體外漏；(4)向膜電極組件(MEA)提供結構強度支持。

為完成上述功能，雙極板的材料需要具有高電導率、足夠的機械強度、良好的熱導、氣體透過率低、抗腐蝕且能在電池工作環境中化學穩定相當長的時間。此外，考慮到設計與易于加工制造的需要，雙極板的材料還應該具備重量輕，體積小，成本低廉，甚至要求可回收利用等特征。

現有的模壓板生產線是將連續批量化生產的單極板經過裁剪，得到陰、陽極單板，再通過傳統的石墨雙極板的制作方法來完成。傳統的雙極板制作過程就是將帶有導流槽的單極板通過手工涂抹粘結劑將陰、陽極兩塊極板黏貼在一起制成雙極板。整個過程都是手工操作，尤其是將兩個石墨單極板粘合在一起形成雙極板都是通過手工對齊，涂膠壓合的，效率低，勞動強度大，而且對于操作工的要求高，不同的操作者制成的雙極板可能性能完全不同。

發明內容

本發明的目的就是為了克服現有技術的不足提供了一種實現了雙極板的成對流水線生產，具有良好耐蝕性、導電導熱性、阻氣性與機械強度，成本低廉發燃料電池模壓雙極板成對生產方法。

本發明是通過以下技術方案來實現的：一種燃料電池模壓雙極板成對生產方法，包括以下步驟：

壓板：卷式供料機將軟石墨板原料帶輸送至陰極流場滾筒印花機和陽極流場滾筒印花機，在軟石墨板原料帶的正面左右兩邊分別進行陰極導流槽和陽極導流槽的壓印，在軟石墨板原料帶的反面左右兩邊同時或單側壓印冷卻流場，得到左右兩邊分別為成對帶冷卻流場的陰極單板和陽極單板流場的極板帶，該極板帶通過收卷輥收卷；其中，陰極流場滾筒印花機和陽極流場滾筒印花機的壓力控制在1.0-2.0MPa，輥壓出極板的速度為2-5min/對。此外，所述的陰極流場滾筒印花機和陽極流場滾筒印花機可采用陰極流場平壓板和陽極流場平壓板進行替換。

涂膠：將兩卷極板帶分別纏繞在放卷輥a與放卷輥b，使兩卷極板帶反面相對應，分別引出后通過一對涂膠輥，在冷卻流場一側涂膠；

粘合：將涂膠后的成對極板帶通過引導輥引導至壓合輥壓合，然后通過高溫烘箱粘合烘干；

裁剪：將粘合得到的雙極板通過位置校核裝置進行裁剪預定位，之后通過裁剪裝置進行成對剪切，分別置于流轉載體中待用。