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翊迈讲堂:漫谈金属双极板制备工艺

氢能和燃料电池 <更多内容 2018-11-05 06:14:29

原标题:翊迈讲堂:漫谈金属双极板制备工艺

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金属双极板一般采用不锈钢、钛(钛合金)、铝合金等采用冲压焊接或者电化学刻蚀的方法直接加工而成,不同的原材料其加工方式不同。


不锈钢双极板(主流)

通常采用304、316L不锈钢作为基体材料,成本低、易于加工。

制备工艺主要包括以下两种:

1、通过冲压焊接的方式制备,制备方法有以下三种:

  涂层→冲压→焊接:先对不锈钢板进行批量化涂层处理,然后进行冲压(类似水电镀接插件的工艺),完成后通过激光进行焊接

优点:成本低,适合大批量生产

缺点:要求涂层具备非常好的塑性,在冲压过程中不会被破坏,对涂层性能要求高;由于极板 表面有涂层,对焊接工艺有较高要求

  冲压→焊接→涂层:最常用的金属双极板加工工艺

优点:对涂层性能塑性要求不高,可以保证涂层的完整性

缺点:批量化生产效率不如①

  冲压→涂层→焊接:该工艺经常应用于对双极板导电性能要求极高的电堆上

优点:导电性能优于②

缺点:成本翻倍,由于极板表面有涂层,对焊接工艺有较高要求

2、通过电化学刻蚀流场的方式直接制备而成

优点:不需要进行焊接,镀膜后可以直接使用;流场成型不通过冷加工,无残余应力;

缺点:相对于冲压双极板,厚度(大于流道高度)、质量是冲压双极板的数倍,制备成的相同燃料电池比功率较低,一般应用于大巴、货车、运输车、固定燃料电池等。


钛(钛合金)双极板

采用冲压焊接的方式制备。由于钛合金韧性好,要达到燃料电池对双极板流场平整度的要求,对冲压工艺要求非常高。目前丰田已掌握该冲压工艺,国内钛合金冲压工艺大多不成熟,其生产的双极板平整度较差,缺陷较多,通常只能应用于无人机领域。


铝合金双极板

采用冲压焊接的方法进行制备。铝合金易于成型,冲压工艺相对比较简单,但由于铝合金硬度低、熔点低,因此表面改性难度较大。目前,国内采用铝合金作为双极板基体材料的企业较少。

(文中双极板图片为翊迈专利涂层技术)

来源:常州翊迈

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