[發明專利]一種燃料電池柔性石墨雙極板量產生產系統及其生產方法

在審

• 申請號: 201811287047.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109216713A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 江文根;項旭青;周鳳滿;王路;管曉東;章曙東;唐贊坤;周鶴;萬書徑
• 申請（專利權）人: 長興歐森科技有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 張曉紅

一種燃料電池柔性石墨雙極板量產生產系統及其生產方法，屬于燃料電池技術領域。由模壓成形裝置、清掃裝籃裝置、真空浸漬裝置、表面處理裝置配合連接構成。上述一種燃料電池柔性石墨雙極板量產生產系統及其生產方，其可以實現柔性石墨雙極板的連續生產，通過連續生產及對生產過程的系統管控，達到產品質量的一致性，提高生產效率，降低勞動強度，降低制造成本，實現雙極板的商品化、規模化制造。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，具體為一種燃料電池柔性石墨雙極板量產生產系統及其生產方法。

背景技術

氫燃料電池是一種質子交換膜燃料電池，在原理上相當于水電解的“逆” 裝置。其單電池是由雙極板及膜電極組成。一個單電池電壓一般在 0.3-1.0V , 這個電壓很低，所以在實際應用中 ，是將幾十幾百個單電池串聯一起使用 。其中，雙極板的作用主要包括 ：提供相鄰單電池之間的電流通路，反應氣的分配通道，冷卻通道，分隔供給單電池的燃料、冷卻劑（水）和氧化劑，分隔相鄰電池的燃料氣和氧化氣，提供電池堆結構穩定所必須的機械強度等。

因此，要求雙極板具有導電性 ，對氣體和冷卻劑具有不滲透性 ，并且還要求對于燃料 、氧化劑 、電解膜具有抗腐蝕性，雙極板材質需要有一定的機械強度等。

現有技術中，雙極板的材料多采用復合石墨板或者金屬板。常見的雙極板表面流場，其結構都是雙面槽道型結構，也就是在單極板的兩側表面分別加工出復雜的“凹槽 -凸道”結構。“凹槽”部分起著氣體傳輸通道的作用，“凸道”部分起的是電流通路作用。金屬板導電性能好，強度大，但其耐腐蝕性能差，雙極板的厚度必須較厚 ( 一般 >1mm)，電阻大，導熱性差，而且容易污染膜電極，影響燃料電池的壽命。另外，相同體積的雙極板，金屬材料板重量較大，表面流場的制造成本高，同時金屬板表面采用鍍膜處理工藝，制造成本高，因此無法實現電堆輕量化，能量密度低，同時材料成本和加工成本高昂，應用受到較大的局限。

而柔性石墨板材的雙極板制作，雖然厚度較金屬板薄，重量輕，流場也可通過模壓制成，材料成本及制造成本低。但由于石墨板材脆、易碎、材質疏松，在壓制、物料在轉運過程中保護要求高。因此，受到材質特性的限制，目前雙極板的制作都是通過手工操作完成，無法實現制作過程的自動化或者半自動化。由于采用手工操作，無法實現規模化生產，效率低，勞動強度大，大大增加了制造過程中的人力成本；而整個工藝過程對操作工的操作技能要求高，在整個制作過程中，產品質量的一致性無法得到有效的保障。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于設計提供一種燃料電池柔性石墨雙極板量產生產系統及其生產方法的技術方案，其可以實現柔性石墨雙極板的連續生產，通過連續生產及對生產過程的系統管控，達到產品質量的一致性，提高生產效率，降低勞動強度，降低制造成本，實現雙極板的商品化、規模化制造。

所述的一種燃料電池柔性石墨雙極板量產生產系統，其特征在于由模壓成形裝置、清掃裝籃裝置、真空浸漬裝置、表面處理裝置配合連接構成。

所述的一種燃料電池柔性石墨雙極板量產生產系統，其特征在于還包括依次配合連接的整平裝置、涂膠裝置、壓力粘合裝置、高溫固化裝置，表面處理裝置與整平裝置配合連接。

所述的一種燃料電池柔性石墨雙極板量產生產系統的生產方法，其特征在于包括以下步驟：

1）低密度膨脹石墨板依次經過模壓成形裝置的模壓成形、清掃裝籃裝置的清掃入籃、真空浸漬裝置的真空浸漬、表面處理裝置的表面處理共四個步驟的工藝處理，制得成對的柔性石墨單極板；

2）成對的柔性石墨單極板依次經過整平裝置的整平、涂膠裝置的涂膠、壓力粘合裝置的加壓粘合、高溫固化裝置的高溫固化共四個步驟的工藝處理，制得柔性石墨雙極板。