[發明專利]一種燃料電池雙極板用金屬鉻粉的制備方法

有效

• 申請號: 202110493511.1
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113000847B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 賀猛;聶紅鋒;閆利平;楊莉;翟榮榮;孫剛剛
• 申請（專利權）人: 西安斯瑞先進銅合金科技有限公司
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F1/052;B22F1/14;B22F1/142;B22F5/00;B22F3/02;B22F3/10;H01M8/0206
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 劉婷

1.一種用金屬鉻粉制備燃料電池雙極板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：破碎

對原料金屬鉻塊進行破碎，得到破碎后的鉻塊顆粒；其中，破碎后的鉻塊顆粒粒度為10mm以下；

步驟二：制粉

將破碎后的鉻塊顆粒在液氮介質中進行低溫研磨，得到金屬鉻粉末；其中，研磨過程溫度控制在-80~10℃；然后再利用加熱裝置在60~100℃溫度下將金屬鉻粉烘干，得到金屬鉻粉末；

步驟三：篩分

將得到的金屬鉻粉末進行篩分，得到粒徑為25~180μm的原始粉末A和粒徑為25~200μm的原始粉末B；

將所述原始粉末A進行熱處理得到去應力粉末，再將得到的去應力粉末篩分得到粒徑為105~180μm的去應力粉C1和粒徑為25~48μm的去應力粉C2；

將所述原始粉末B進行篩分得到粒徑為105~200μm的基礎粉末D1、粒徑為45~105μm的基礎粉末D2和粒徑為25~45μm的基礎粉末D3；

步驟四：混合

將步驟三得到的去應力粉C1、去應力粉C2混合得到去應力混合粉末C；其中，去應力粉C1占去應力混合粉末C重量的60~80%；

將步驟三得到的基礎粉末D1、基礎粉末D2、基礎粉末D3混合得到混合粉末D；混合粉末D中基礎粉末D1占重量的50~70%，基礎粉末D2占重量的20~40%，余下為基礎粉末D3；

將去應力混合粉末C、混合粉末D按照重量份數比2~5:5~8倒入混料箱，混合2~3小時，得到制備雙極板的成品混合粉末；其中，去應力混合粉末C與混合粉末D總共份數為10份；

具體是：

將去應力混合粉末C、混合粉末D按照重量份數比3:7倒入混料箱，并進行攪拌，混合2~3小時，得到制備雙極板的成品混合粉末；

其中，去應力混合粉末C中去應力粉C1占重量的70%；

其中，混合粉末D中基礎粉末D1占重量的60%，基礎粉末D2占重量的30%，基礎粉末D3占重量的10%；

步驟五：壓制、燒結

將步驟四得到成品混合粉末導入制備燃料電池雙極板的模具，進行壓制并保壓15~25s后脫模，在1300℃下進行燒結，得到燃料電池雙極板。

2.根據權利要求1所述的一種用金屬鉻粉制備燃料電池雙極板的制備方法，其特征在于，在步驟三中所述原始粉末A進行熱處理具體是：

將原始粉末A放入高溫加熱爐中，梯度升溫使熱處理溫度升至1200℃；首先以80~130℃進行預熱30~45min，然后以400~500℃加熱，間隔1h升溫100℃，直至溫度升至1200℃后再加熱4~5h；最后隨爐冷卻至常溫得到去應力粉末。

3.根據權利要求1所述的一種用金屬鉻粉制備燃料電池雙極板的制備方法，其特征在于，在步驟三中將所述原始粉末A進行熱處理得到的去應力粉末進行再次篩分得到粒徑為48~105μm的去應力粉C3。

4.根據權利要求3所述的一種用金屬鉻粉制備燃料電池雙極板的制備方法，其特征在于，在步驟四去應力混合粉末C、混合粉末D的混合中，去應力混合粉末C由去應力粉C3與去應力粉C2兩者組成，且去應力粉C3占去應力混合粉末C重量的50~70%；余下為去應力粉C2。

5.根據權利要求3所述的一種用金屬鉻粉制備燃料電池雙極板的制備方法，其特征在于，在步驟四去應力混合粉末C、混合粉末D的混合中，去應力混合粉末C由去應力粉C1、去應力粉C2以及去應力粉C3三者組成；

其中，去應力粉C3占去應力混合粉末C重量的50~60%，去應力粉C2占去應力混合粉末C重量的20~30%；余下為去應力粉C1。

6.根據權利要求1所述的一種用金屬鉻粉制備燃料電池雙極板的制備方法，其特征在于，對步驟四進行混合前將基礎粉末D2與粒徑為20~36μm的銥粉末在氬氣中進行研磨混合；

其中，基礎粉末D2與銥粉末的重量比為2~3:1。

7.根據權利要求1所述的一種用金屬鉻粉制備燃料電池雙極板的制備方法，其特征在于，對步驟四進行混合前將基礎粉末D1與粒徑為20~36μm的銥粉末在氬氣中進行研磨混合；

其中，基礎粉末D1與銥粉末的重量比為2~3:1。