[發明專利]一種含涂層的金屬雙極板及其制備方法

在審

• 申請號: 202210594610.3
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114976089A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 周錦程;楊敏;陳福平;萬玲玉
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: H01M8/0202
• 分類號: H01M8/0202;C23C14/06;C23C14/16;C23C14/32;C23C14/35;C23C16/06;C23C16/26;C23C16/30;C23C28/00;H01M4/86;H01M4/88
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 陳卓

1.一種含涂層的金屬雙極板，其特征在于，其為經熱處理的金屬雙極板前體，所述的金屬雙極板前體由金屬基體和涂層組成，所述的涂層附著于所述的金屬基體，由內而外依次為涂層A、涂層B和涂層C；

所述的涂層A為Ti；

所述的涂層B由組分B-1和組分B-2組成；所述的組分B-1為TiC；所述的組分B-2為Cr；

所述的涂層C由組分C-1和組分C-2組成；所述的組分C-1為導電碳材料；所述的組分C-2為Cr。

2.如權利要求1所述的含涂層的金屬雙極板，其特征在于，其滿足下列條件中的一個或多個：

a)所述的熱處理在Ar、He、N₂和H₂中的一種或多種的氣氛中進行；

b)所述的熱處理的溫度為200℃～700℃；

c)所述的熱處理的氣壓為0.01Pa～100Pa；

d)所述的熱處理的時間為1min～100min；

e)所述的金屬基體為經過清洗的基體；

f)所述的涂層A的厚度為50nm；

g)所述的涂層A的作用為改善腐蝕性能和成形性能；

h)所述的涂層A通過氣相沉積獲得；

i)所述的涂層B中，所述的組分B-1與所述的組分B-2呈混合狀；

j)所述的涂層B中，所述的組分B-1與所述的組分B-2的比例為5：1；

k)所述的涂層B的厚度為100nm；

l)所述的涂層B的作用為耐蝕過渡；

m)所述的涂層B的作用為提升涂層A和涂層C之間的結合力；

n)所述的涂層B通過氣相沉積獲得；

o)所述的涂層C中，所述的組分C-1為非晶態碳層；

p)所述的涂層C中，所述的組分C-2摻雜于所述的組分C-1中；

q)所述的涂層C中，所述的組分C-1與所述的組分C-2的比例為10：1；

r)所述的涂層C的厚度為100nm；

s)所述的涂層C的作用為導電；

t)所述的涂層C通過氣相沉積獲得。

3.如權利要求2所述的含涂層的金屬雙極板，其特征在于，其滿足下列條件中的一個或多個：

u)所述的熱處理在98％N₂和2％H₂的氣氛中進行；

v)所述的熱處理的溫度為400℃；

w)所述的熱處理的氣壓為0.01Pa～10Pa；

x)所述的熱處理的時間為5min～50min；

y)所述的清洗用于除去所述的金屬基體表面的雜質和氧化膜；

z)所述的清洗在真空環境中進行；

aa)所述的清洗為離子源清洗、射頻清洗或自偏壓清洗；

bb)所述的清洗的溫度為50℃～500℃；

cc)所述的清洗的時間為10min～60min；

dd)所述的涂層A中，所述的氣相沉積為物理氣相沉積或化學氣相沉積；

ee)所述的涂層A中，所述的氣相沉積的沉積電流為0.5A～15A；

ff)所述的涂層A中，所述的氣相沉積的沉積偏壓為-15V～-1000V；

gg)所述的涂層A中，所述的氣相沉積的沉積溫度為50℃～600℃；

hh)所述的涂層A中，所述的氣相沉積的沉積氣壓為0.01Pa～10Pa；

ii)所述的涂層A中，所述的氣相沉積的沉積時間為1min～300min；

jj)所述的涂層B中，所述的涂層B由TiC和Cr組成，呈混合狀，TiC和Cr的比例為5：1；

kk)所述的涂層B中，所述的氣相沉積為物理氣相沉積或化學氣相沉積；

ll)所述的涂層B中，所述的氣相沉積的沉積電流為0.5A～15A；

mm)所述的涂層B中，所述的氣相沉積的沉積偏壓為-15V～-1000V；

nn)所述的涂層B中，所述的氣相沉積的沉積溫度為50℃～600℃；

oo)所述的涂層B中，所述的氣相沉積的沉積氣壓為0.01Pa～10Pa；

pp)所述的涂層B中，所述的氣相沉積的沉積時間為1min～300min；

qq)所述的涂層C中，所述的組分C-1為類石墨碳、類金剛石碳和氫化碳中的一種或多種；

rr)所述的涂層C中，所述的氣相沉積為物理氣相沉積或化學氣相沉積；

ss)所述的涂層C中，所述的氣相沉積的沉積電流為0.5A～15A；

tt)所述的涂層C中，所述的氣相沉積的沉積偏壓為-15V～-1000V；

uu)所述的涂層C中，所述的氣相沉積的沉積偏壓采用高低交替變換方式；

vv)所述的涂層C中，所述的氣相沉積的沉積溫度為50℃～600℃；

ww)所述的涂層C中，所述的氣相沉積的沉積氣壓為0.01Pa～10Pa；

xx)所述的涂層C中，所述的氣相沉積的沉積時間為1min～300min。