[发明专利]一种粉末注射成形燃料电池双极板及制备方法

说明书

本发明提供一种粉末注射成形燃料双极板，按重量比计，其原料组分包括：90.12～91.44％的双极板原材料粉末、8.56～9.88％塑基多组元聚合物体系粘结剂；所述双极板原材料粉末包括金属粉末、石墨粉末中的任意一种；所述塑基多组元聚合物体系粘结剂按重量比计，包括以下组分：7.4～8.4％的聚甲醛、0.40～0.46％的乙烯‑乙酸乙烯共聚物、0.40～0.46％的高密度聚乙烯、0.18～0.28％的硬脂酸和0.18～0.28％的石蜡。本发明还公开了一种粉末注射成形燃料双极板的制备方法。本发明制备的双极板具有良好的耐氧化性、耐腐蚀性以及耐磨擦性，而且具有材料成本更低，材料利用率更高，加工更方便，适用性更广等特点。本发明提供的制备方法可大批量制作，后续加工量少，精度高。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体是涉及一种粉末注射成形燃料电池双极板及制备方法。

背景技术

燃料电池是一种将燃料的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，根据燃料电池所用电解质的不同，分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池五大类。由于燃料电池直接将化学能转化为电能而不经过热机过程，不受卡诺循环的限制，其效率在热电联供的情况下可达到80％以上，且其噪音低、环境污染小、比能量高、燃料范围广、可靠性高、易于建设等因素，燃料电池被誉为继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。燃料电池的主要结构部件有：电极、电解质隔膜、双极板(也叫集电器、流场板和隔离板)，其中，双极板的主要作用是分隔反应气体，并通过流场将反应气体导入到燃料电池中，收集并传导电流，支撑膜电极以及承担整个燃料电池的散热和排水功能，同时占有燃料电池堆中80％以上的重量和体积比以及23％左右的成本的部件。因此，降低双极板的生产成本、减少电堆的重量和体积已成为亟待解决的技术难题。

粉末注射成形(简称PIM)是传统粉末冶金技术和塑料注射成形技术相结合的一种高新技术。它首先是选择符合PIM要求的原材料粉末和粘结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和粘结剂混炼成均匀的喂料，经制粒后在注射机上注射成形，获得的成形坯经脱脂处理后烧结致密化最终产品。粉末注射工艺结合了粉末冶金和塑料注射成形两种技术的优点，突破金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制。PIM利用粉末冶金技术能烧结出致密、具有良好机械性能及表面质量的机械零的特点的同时，结合塑料注射成形技术，从而能大批量、高效率地生产出许多具有复杂形状特征的零件。