[发明专利]一种金属双极板及其制备方法以及燃料电池

权利要求书

1.一种金属双极板，其特征在于，所述金属双极板包括：

金属基板；

金属氧化物涂层，所述金属氧化物涂层沉积在所述金属基板上；

其中，所述金属氧化物涂层包括不饱和金属氧化物层和饱和金属氧化物层；其中，所述饱和金属氧化物层位于所述不饱和金属氧化物层和金属基板之间；

其中，对所述饱和金属氧化物涂层进行氢刻蚀处理，使所述饱和金属氧化物涂层上的远离金属基板的部分形成不饱和金属氧化物层。

2.根据权利要求1所述的金属双极板，其特征在于，所述金属氧化物涂层中的金属成分包括钛Ti、铝Al中的一种或两种；和/或

所述金属氧化物涂层的厚度为20~100nm；和/或

所述不饱和金属氧化物层的厚度为20~50nm。

3.根据权利要求1或2所述的金属双极板，其特征在于，所述金属双极板还包括导电涂层，所述导电涂层沉积在所述金属氧化物涂层上。

4.根据权利要求3所述的金属双极板，其特征在于，

所述导电涂层为非晶碳膜。

5.根据权利要求4所述的金属双极板，其特征在于，

所述非晶碳膜中的SP²杂化碳的质量分数为60~90%。

6.根据权利要求3所述的金属双极板，其特征在于，

所述导电涂层的厚度为50nm~5μm。

7.根据权利要求1-2、4-6任一项所述的金属双极板，其特征在于，

所述金属双极板的涂层结合力为48-55N；和/或

所述金属双极板的接触电阻为1.2-2.2 mΩ·cm²；和/或

所述金属双极板的腐蚀电位为302-345mV；和/或

所述金属双极板的腐蚀电流为3.0×10^-7-8.5×10^-7 A/cm²。

8.权利要求1-7任一项所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

预处理：对金属基板进行预处理；

沉积金属氧化物涂层：在所述金属基板的表面沉积金属氧化物涂层，并使金属氧化物涂层包括不饱和金属氧化物层；

所述沉积金属氧化物涂层的步骤，包括：

1）在所述金属基板上沉积饱和金属氧化物涂层；

2）对所述饱和金属氧化物涂层进行氢刻蚀处理，使所述饱和金属氧化物涂层上的远离金属基板的部分形成不饱和金属氧化物层。

9.根据权利要求8所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，所述预处理的步骤包括：

第一次预处理：对金属基板依次进行除油处理、抛光处理、清洗处理、干燥处理；

第二次预处理：对金属基板进行表面离子溅射和刻蚀活化处理。

10.根据权利要求9所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，

采用偏压磁控多弧离子镀膜设备对所述金属基板进行表面离子溅射和刻蚀活化处理；和/或

所述第二次预处理的步骤，包括：将金属基板送入真空室后，将真空室的真空度抽至1×10^-3~5×10^-3Pa；将金属基板加热至150~500℃；

向所述真空室中通入惰性气体或氮气，将所述真空室的气压维持在0.05~1Pa；在-600~-1500V的偏压下，对金属基板进行表面离子溅射和刻蚀活化处理3~15min。

11.根据权利要求8所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，所述沉积金属氧化物涂层的步骤1）包括：向真空室中通入100~500sccm的惰性气体、5~50sccm的氧气，打开金属多弧靶，在所述金属基板的表面上沉积饱和金属氧化物涂层。