[發明專利]一種燃料電池金屬雙極板及其制備方法

在審

• 申請號: 202010868237.7
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112103529A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 高鵬然;張華農;劉穎
• 申請（專利權）人: 深圳市氫雄燃料電池有限公司;深圳市雄韜電源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/0206
• 分類號: H01M8/0206;H01M8/0208;H01M8/0226;B22F3/105;B22F3/115;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 深圳市華盈知識產權代理事務所(普通合伙) 44543
• 代理人: 周嬋;王松柏

本申請涉及一種燃料電池金屬雙極板及其制備方法，屬于燃料電池技術領域。該燃料電池金屬雙極板的制備方法包括如下步驟：步驟S01：于50℃?500℃將金屬材料進行剪切研磨1?48h，得到金屬粉體；步驟S02：將步驟S01的金屬粉體進行干燥，得到干燥的金屬粉體；然后將所述干燥的金屬粉體進行分篩，得到3D打印金屬材料；步驟S03：按照金屬雙極板的圖紙、將步驟S02的3D打印金屬材料進行3D打印，得到燃料電池金屬雙極板。本申請的操作簡單、制作成本低，制備時間短，3D打印金屬材料可根據實際需要進行3D打印，一次成型制備得到所需的燃料電池金屬雙極板。制備得到的燃料電池金屬雙極板可以滿足燃料電池雙極板的要求。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池金屬雙極板及其制備方法。

背景技術

燃料電池是利用燃料與氧氣生成水的化學轉化來產生電能的裝置，主要包含有雙極板、膜電極、集電器以及附件。其中，雙極板作為燃料電池的核心部件，可以用石墨板、金屬或者金屬氧化物制備得到。雙極板是流體分布的主要場所，合理設計的流道能將流體均勻分散在膜電極的表面，有效提升電池的性能。流道擁有較多的精細結構，設計復雜，因此對于金屬雙極板的制造，精度要求較高。傳統的金屬雙極板制造工藝復雜，需要鑄模、電鍍等工藝，制造路線復雜冗長，時間成本較高。另外，傳統的制造工藝需要對金屬板進行打磨，不但浪費金屬材料，成型的精度低，而且得到的金屬板的公差較大。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中存在的不足，提供一種燃料電池金屬雙極板及其制備方法。本發明的制備方法工藝簡單、制作成本低，相同條件下制備的金屬雙極板性能均一、穩定，公差較小，可以滿足燃料電池雙極板的要求。

一方面，本發明實施例提供一種燃料電池金屬雙極板的制備方法，包括如下步驟：

步驟S01：于50℃-500℃將金屬材料進行剪切研磨1-48h，得到金屬粉體；

步驟S02：將步驟S01的金屬粉體進行干燥，得到干燥的金屬粉體；然后將所述干燥的金屬粉體進行分篩，得到3D打印金屬材料；

步驟S03：按照金屬雙極板的圖紙、將步驟S02的3D打印金屬材料進行3D打印，得到燃料電池金屬雙極板。

進一步地，步驟S01中，

所述金屬材料為金屬單質、至少兩種所述金屬單質組成的混合物、或所述金屬單質的合金。

所述金屬單質為銅、鋯、鈦、鉛、鉬、鎳、銀、鋁、鈀、鋅、鐵、鈷、鉻、金、錳、錫、銥、釕、銦或鑭系金屬中的一種。

優選的，所述金屬材料為銅、鈦合金或者不銹鋼。

所述剪切研磨的壓力為1-300Mpa，優選為100Mpa。

所述剪切研磨在超聲的條件下進行，所述超聲的頻率為5-150KH_Z，優選為40KH_Z。

所述剪切研磨的時間優選為24h。

進一步地，步驟S02中，

所述干燥的條件為于120℃-150℃干燥9-12h，優選為于150℃干燥10h。

所述分篩為采用100-300目的篩網進行分篩，優選采用100目的篩網進行分篩。

進一步地，步驟S03中，

所述3D打印通過選擇性激光熔化技術(SLM)進行打印，操作條件如下：所述激光的頻率為20-900KHz，所述激光的功率為10-500W，所述激光的光斑直徑為0.1-10mm，所述激光的掃描速度為0.1-10mm/s，所述激光的掃描間距為0.1-2mm。