[發明專利]一種燃料電池雙極板碳涂層連續沉積系統及其應用

有效

• 申請號: 201811584590.1
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109576679B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 畢飛飛;黎煥明;藍樹槐;徐一凡;姜天豪
• 申請（專利權）人: 上海治臻新能源股份有限公司
• 主分類號: B05D1/00
• 分類號: B05D1/00
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 陳穎潔;王佳妮

1.一種燃料電池雙極板碳涂層連續沉積系統，其特征在于，主要包括：進片室、進片過渡室、涂層工藝室、出片過渡室和出片室；所述進片室外一側設有出口閥門，所述進片過渡室、涂層工藝室和出片過渡室的室外兩側分別設有進口閥門和出口閥門，所述出片室外一側設有進口閥門；在每兩個室之間設有傳輸室，通過閥門和傳輸室將各室按照順序串聯連接；樣品傳送裝置穿過所述沉積系統的各室內部，形成一條閉合回路，樣品架設在所述的樣品傳送裝置上；所述的進片過渡室、涂層工藝室和出片過渡室內分別設有真空抽氣裝置；在所述的涂層工藝室內的底部鋪設有加熱裝置；

涂層工藝室依次包括：第一緩沖室、清理室、一個或多個PVD過渡沉積室、一個或多個PECVD沉積室以及第二緩沖室，各室的室外兩側分別設有進口閥門和出口閥門，在所述的每兩個室之間設有傳輸室，通過閥門和傳輸室將各室按照順序串聯連接；在所述涂層工藝室的各室的兩側壁面上設有若干個多孔氣管，所述的PVD過渡沉積室和PECVD沉積室的兩側壁面設有若干個電極，所述電極為平板式電極；在所述電極上分布著與外部碳源相連的碳源氣孔，所述碳源氣孔的大小不同，從電極中央向四周逐漸增大；所述的清理室的兩側壁面設置有離子源。

2.一種如權利要求1所述的燃料電池雙極板碳涂層連續沉積系統的應用方法，其特征在于，通過在雙極板碳涂層連續沉積系統的內部引入碳源，在雙極板基片上，先采用物理氣相沉積法沉積過渡層，再采用等離子體增強化學氣相沉積法沉積表面碳涂層；所述過渡層的總厚度為0.01～5μm；所述表面碳涂層的總厚度為0.01～5μm。

3.根據權利要求2所述的所述的應用方法，其特征在于，所述碳源為氣體碳源和/或液體碳源，其中氣體碳源為甲烷或乙炔，液體碳源為苯或吡啶。

4.根據權利要求3所述的所述的應用方法，其特征在于，所述的液體碳源通過加熱氣化或者通過惰性氣體攜帶方式引入所述的涂層工藝室，所述的惰性氣體為氮氣或氬氣。

5.根據權利要求2所述的所述的應用方法，其特征在于，所述的過渡層包括金屬打底層和金屬碳化物過渡層。

6.根據權利要求5所述的所述的應用方法，其特征在于，所述的金屬打底層為過渡金屬，所述的金屬碳化物過渡層為在金屬底層上形成的碳化物層。

7.根據權利要求5所述的所述的應用方法，其特征在于，所述的金屬打底層的沉積方法包括平面磁控磁控濺射或多弧離子鍍；所述的金屬碳化物過渡層的沉積方法包含反應磁控濺射、靶材直接濺射或多弧反應沉積。

8.根據權利要求2所述的所述的應用方法，其特征在于，所述的電極為鋁合金板，其高度大于所述雙極板基片的高度，與所述雙極板基片之間的距離為2～10cm。

9.根據權利要求2所述的所述的應用方法，其特征在于，所述的樣品運輸裝置由傳送帶和傳送輪組成，在各室間循環運行，所述的樣品架數量為1～15個。

10.根據權利要求2所述的所述的應用方法，其特征在于，在所述的樣品架進出所述的涂層工藝室時，應保證至少該室的進口閥門和出口閥門中有一個閥門為關閉狀態，同時加快樣品架在進出各個閥門時的傳送速度。