[發明專利]改善燃料電池雙極板碳化物涂層導電及耐蝕性的方法

在審

• 申請號: 201810219089.9
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108574107A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 易培云;黎煥明;彭林法;邱殿凱;來新民
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01M8/021
• 分類號: H01M8/021;H01M8/0213;H01M8/0228
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳亮

1.改善燃料電池雙極板碳化物涂層導電及耐蝕性的方法，其特征在于，該方法包括在金屬雙極板表面依次沉積金屬過渡層和金屬碳化物涂層，然后對涂覆有涂層的雙極板進行刻蝕處理，改變碳化物涂層的表面結構及組成成分，最后經過清洗，烘干得到耐腐蝕性能和導電性改善的碳化物涂層。

2.根據權利要求1所述的改善燃料電池雙極板碳化物涂層導電及耐蝕性的方法，其特征在于，該方法具體采用以下步驟：

1)金屬雙極板預處理：將金屬雙極板依次置于乙醇，丙酮中，采用超聲清洗并烘干；

2)涂層制備：在金屬雙極板表面沉積金屬過渡層及金屬碳化物涂層；

3)涂層刻蝕：將雙極板完全浸入化學刻蝕溶液中進行濕法刻蝕或者置于刻蝕設備中干法刻蝕；

4)取出刻蝕后的金屬雙極板并清洗烘干得到耐腐蝕性和導電性改善的碳化物涂層。

3.根據權利要求2所述的改善燃料電池雙極板碳化物涂層導電及耐蝕性的方法，其特征在于，所述金屬碳化物涂層為階梯性涂層或連續性涂層，厚度10-300nm。

4.根據權利要求2所述的改善燃料電池雙極板碳化物涂層導電及耐蝕性的方法，其特征在于，所述金屬碳化物涂層涂覆的金屬碳化物包括碳化鉻(Cr₃C₂)、碳化鈦(TiC)、碳化鋯(ZrC)、碳化鈮(NbC)或碳化鉬(MoC)中的一種或多種。

5.根據權利要求2所述的改善燃料電池雙極板碳化物涂層導電及耐蝕性的方法，其特征在于，所述金屬碳化物涂層通過磁控濺射法、化學氣相沉積、多弧離子鍍或電子束蒸發制備得到。

6.根據權利要求2所述的改善燃料電池雙極板碳化物涂層導電及耐蝕性的方法，其特征在于，濕法刻蝕采用氫氟酸溶液或者氫氟酸和硝酸的混合液，刻蝕溫度為10-70℃，刻蝕時間為5s-20min。

7.根據權利要求6所述的改善燃料電池雙極板碳化物涂層導電及耐蝕性的方法，其特征在于，所述氫氟酸溶液的質量濃度為0.5％-10％，所述氫氟酸和硝酸的混合液中氫氟酸的質量濃度為0.5％-10％，硝酸的質量濃度為0.1％-20％。

8.根據權利要求2所述的改善燃料電池雙極板碳化物涂層導電及耐蝕性的方法，其特征在于，干法刻蝕采用的工藝氣體包括氯氣、四氟化碳、四氯化碳、氫氣或氧氣中的一種或幾種，氣體流量為10-500sccm，氣壓為10-1000Pa，刻蝕時間為5min-1h。