[發(fā)明專利]一種燃料電池雙極板制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011280373.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112490463A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳矛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州合之源氫能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/0258
• 分類號(hào): H01M8/0258;H01M8/0263;H01M8/00
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44253
• 代理人: 伍嘉陵

本發(fā)明公開(kāi)一種燃料電池雙極板制造方法，包括以下步驟：將金屬薄板加工成為具有流路形狀的金屬板；在真空氣氛熱壓機(jī)設(shè)置熱電偶加熱，調(diào)節(jié)真空氣氛熱壓機(jī)的真空度為10Pa以下；將石墨模具置于真空氣氛熱壓機(jī)內(nèi)，兩塊分別具有陽(yáng)、陰極流路的金屬板、以及置于兩金屬板之間的中間金屬板堆疊為一組板材置于石墨模具內(nèi)直接通電加熱至溫度為730?850℃；圧力為0.5～5㎏f/cm²進(jìn)行液壓5?20min成型制得雙極板。本發(fā)明所述的方法，可預(yù)先將薄金屬板通過(guò)高溫高壓在真空內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散結(jié)合，不僅提高了薄金屬板的耐腐蝕性，還防止具有流路形狀的薄金屬板發(fā)生翹曲，其加工過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池領(lǐng)域，具體是燃料電池的雙極板的制造方法。

背景技術(shù)

燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器。而雙極板又稱集流板，是燃料電池重要部件之一，是提供氣體流道，防止電池氣室中的氫氣與空氣串通，并在串聯(lián)的陰陽(yáng)兩極之間建立電流通路。

金屬材料的雙極板具有厚度小，質(zhì)量輕，可大幅度降低燃料電池的尺寸及重量，在燃料電池工作過(guò)程中，燃料或氧化劑發(fā)生反應(yīng)后會(huì)腐蝕金屬雙極板，必然會(huì)造成燃料電池的性能下降，而采用耐腐蝕的貴金屬制作雙極板則成本太高。另外，由于壓制成型的金屬雙極板不能獨(dú)立地設(shè)計(jì)前表面和后表面的形狀，例如，如果在前表面上設(shè)計(jì)的氣體流路，則將相同的形狀傳遞到后表面、不能按照陰陽(yáng)兩極的氫氣與空氣的反應(yīng)特性分別設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的流路和密封形狀。此外在疊成電堆時(shí)需要將幾十到數(shù)百片雙極板互相擠壓貼合形成燃料電池，要求毎片雙極板的平整度高、尺寸誤差極小，其制造工藝要求極高，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種陰陽(yáng)兩極可形成獨(dú)立流路、平整度高、易加工的燃料電池雙極板制造方法。

本發(fā)明所述的燃料電池雙極板制造方法，包括以下步驟：

S1, 將金屬薄板加工成為具有流路形狀的板；

S2,在真空氣氛熱壓機(jī)設(shè)置熱電偶加熱，調(diào)節(jié)真空氣氛熱壓機(jī)的真空度為10Pa以下；

S3, 將石墨模具置于真空氣氛熱壓機(jī)內(nèi)，兩塊分別具有陽(yáng)、陰極流路的金屬板、以及置于兩金屬板之間的中間金屬板堆疊為一組板材置于石墨模具內(nèi)直接通電加熱至溫度為730-850℃；

S4，圧力為0.5～5㎏f/cm²進(jìn)行擴(kuò)散燒結(jié)5-20min成型制得雙極板。

所述的燃料電池雙極板制造方法，在對(duì)金屬板施加壓力的同時(shí)加熱石墨模具，金屬板可在石墨內(nèi)直接快速加熱至高溫，其在高溫的石墨模具內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散結(jié)合，邊加壓和快速升溫將可抑制材料的晶粒生長(zhǎng)、形成致密燒結(jié)體或者致密粘結(jié)界面，可提高金屬板的韌性，防止在高壓下加壓形成具有流路形狀的薄金屬板發(fā)生翹曲。另外，還可將兩個(gè)含有一定形狀的金屬板放置于石墨模具內(nèi)進(jìn)行牢固的擴(kuò)散結(jié)合在一起，經(jīng)過(guò)高溫高壓在石墨模具內(nèi)接合形成一體化的燃料電池用的具有氣體流路溝槽通道的雙極板。本發(fā)明所述的方法，可預(yù)先將薄金屬板通過(guò)高溫高壓在真空內(nèi)進(jìn)行短時(shí)間擴(kuò)散結(jié)合，防止具有流路形狀的薄金屬板發(fā)生翹曲，其加工過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為一種燃料電池雙極板制造方法步驟框圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

一種燃料電池雙極板制造方法，包括以下步驟：

S1, 將金屬薄板加工成為具有流路形狀的板；可通過(guò)將金屬板沖切或者刻蝕成為具有流路形狀的板；

S2,在真空氣氛熱壓機(jī)設(shè)置熱電偶加熱，調(diào)節(jié)真空氣氛熱壓機(jī)的真空度為10Pa以下；

S3, 將石墨模具置于真空氣氛熱壓機(jī)內(nèi)，兩塊分別具有陽(yáng)、陰極流路的金屬板、以及置于兩金屬板之間的中間金屬板堆疊為一組板材置于石墨模具內(nèi)直接通電加熱至溫度為730-850℃；

S4，圧力為0.5～5㎏f/cm²進(jìn)行液壓5-20min成型制得雙極板。