[发明专利]一种能控制电池自腐蚀的燃料电池

说明书

本发明公开了的一种能控制电池自腐蚀的燃料电池，其包含：膜电极；分别设置在膜电极两侧的极板；分别设置在极板最外侧的紧固端板；及，位于至少一个紧固端板外侧的保护板，其通过导线与极板连通或直接与极板接触；其中，上述保护板包含若干层金属或合金片材，其稳定电位低于极板的稳定电位。本发明燃料电池的保护板和极板之间直接接触或采用导线连接，存在一定的电偶差，且保护板电位较低，从而起到保护极板的作用。本发明通过采用不同类别、不同数目的金属或合金金属片材，可以起到更加好的耐腐蚀效果。因此，本发明可以使得燃料电池耐蚀性提高，性能输出提升，寿命延长。

技术领域

本发明涉及燃料电池，具体涉及一种极板耐蚀性提高的燃料电池。

背景技术

燃料电池是一种通过电化学反应，将燃料的化学能直接转换成电能的发电装置。只要源源不断的向燃料电池输入燃料，它就会持续的对外输出电能。由于燃料电池具有高的能量转化效率，并且产物是水，无污染，环境友好。因此，燃料电池作为一种新能源形式，受到越来越多的关注。

一般，燃料电池包括：膜电极，即，设置在电解质两侧的阴极和阳极。其中，阴极和阳极都是由催化层和扩散层组成。在阴极和阳极外侧分别设置极板，具有气体流道，能够支撑电极且起到集流体的作用。上述组成构成一个电极单体，许多的电极单体叠加，并且由最外侧加上2个紧固端板，构成一个电堆。

极板通常采用石墨、金属加工而成。石墨制备极板，采用机械加工的方式进行，耗时长，加工难度高，且体积较大、强度不高，抗震性不好。不适合移动或动力电池方向应用。采用金属极板，电池小型化很容易实现，但是存在一个非常严重的问题，就是金属往往很容易受到燃料电池工作环境中物质的腐蚀，而产生金属离子或金属氧化物，一方面导致极板与电极界面接触电阻升高，电池输出性能降低；另一方面，产生的金属离子或氧化物，会污染催化层和质子交换膜，造成电池功能失效。

因此，提高金属极板的耐腐蚀性，作为一项非常严峻的课题被提上了日程。已经有很多科学家在这个方面做了研究，提出了一些改良措施。

例如，No.H10-228913将电极和极板部分镀金，提高燃料电池性能。

中国发明专利CN201010116762.X中，神户钢制所采用氧化锡-铜镀层提高极板耐蚀性，其原理是利用金属氧化物氧化锡的稳定区域防腐蚀。但是氧化物稳定区间有限，电池的使用受到一定限制；并且氧化物存在导电性不佳的问题，会引起极板与电极之间接触电阻升高，进而影响电池输出性能。

中国发明专利CN200710140168.22中，大同特殊钢采用极板表面镀金处理，并且只镀电极与极板的接触部分，来提高耐蚀性。

中国发明专利CN201280055735.3中，日本轻金属采用在铝基金属板上镀镍和贵金属，改善耐蚀性。

中国发明专利CN200480042776，LG公司在金属板上处理的镀层同样采用与催化层Pt电位相近的金属Au。

中国发明专利CN200510008483，电胜光科技股份公司在极板上溅射贵金属的方法改善耐蚀性。

但是在燃料电池广泛推广应用中，如何降低成本是重大的问题。因此，应该尽量避免采用镀金层等贵金属。且，镀金层很薄在几个微米左右，进一步减薄，金属基材很容易被腐蚀。提高极板腐蚀性的效果就不明显。

尽管这些改善极板腐蚀性的建议，某种程度上有效，但是效果一般或者成本很高，不能适应燃料电池产业化发展的需要，因此，对改善极板腐蚀性这一问题，亟待提出更加有效和更加经济的解决措施。

发明内容

本发明的目的提供一种提高极板耐蚀性、延长寿命的燃料电池及其制备方法，解决现有的燃料电池的极板耐腐蚀性不佳或成本高的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种燃料电池，该燃料电池包括：

膜电极；