[实用新型]一种燃料电池用多孔金属复合双极板

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池用多孔金属复合双极板，包括金属基板，金属基板上设置有通孔；金属基板表面设置有导电耐蚀涂层，并通过通孔内填充导电耐蚀涂层，实现双极板两面涂层的相互连接；本实用新型多孔金属复合双极板，保留了金属双极板强度和刚度好、导电导热好、易加工、可批量制造、厚度薄等优点，同时增强了导电耐蚀涂层材料的连接强度。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池用多孔金属复合双极板。

背景技术

燃料电池是一种把所具有的化学能直接转换为电能的化学装置，又称电化学发电器。燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，所以没有噪声污染，排放出的有害气体极少。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术，各国均努力发展其相关技术。

质子交换膜燃料电池属于常温燃料电池，是最重要的燃料电池。目前已有相关产品应用于汽车等相关领域，但国内相对来说正处于赶超状态。质子交换膜燃料电池主要由质子交换膜、膜两边对称排列的催化层、碳纸、密封圈和双极板等。质子交换膜及其两边的催化层和碳纸共同组成膜电极组件MEA。

双极板又称集流板，是燃料电池重要部件之一。需要具有如下主要功能和特性：分隔燃料与氧化剂，阻止气体透过，收集和传导电流，电导率高，设计与加工的流道可将气体均匀分配到电极的反应层进行电极反应，能排出热量，保持电池温场均匀，耐蚀，抗冲击和震动，厚度薄，重量轻，同时成本低，容易机械加工，适合批量制备等。

双极板通常包括石墨双极板、金属双极板和复合双极板。石墨双极板是经机械加工制成气体流道，石墨双极板化学性质稳定，与MEA膜电极组件之间接触电阻小，但加工难、脆性大、难做薄，难组装，难获得高功率密度的燃料电池。金属双极板是用铝、镍、钛及不锈钢等金属材料制作而成，金属双极板强度和刚度好，导电导热好，易加工，可批量制造，厚度薄，易获得高功率密度的燃料电池，但在燃料电池酸性环境中易被腐蚀，需要进行表面涂层保护，且要求与MEA的接触电阻要小并稳定。复合双极板通常是以石墨为主加上粘结剂等制成，具有一定柔性，可解决石墨双极板加工难和易碎等问题，但制备方法繁琐，导电性较差，机械性能不好，不易组装等。

若双极板与MEA之间的接触电阻大，产生的极化损失就多，运行效率下降。在常用的各种双极板材料中，石墨材料的接触电阻最小，不锈钢和钛的表面均形成不导电的氧化物膜，使接触电阻增高。因此，如何利用金属双极板的优点，克服其缺点，是燃料电池研究的热点之一。目前国外钛和不锈钢金属双极板已应用于燃料电池车中，国内亦有较多机构研究开发，但存在涂层稳定性不高，接触电阻变大，耐久性不好等问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题提供一种具有强度好、导电性、导热性、耐腐蚀性好的燃料电池用多孔金属复合双极板。

本实用新型采用的技术方案是：一种燃料电池用多孔金属复合双极板，包括金属基板，金属基板上设置有通孔；金属基板表面设置有导电耐蚀涂层；通孔内填充有导电耐蚀涂层，金属基板上下表面的导电耐蚀涂层通过通孔实现互连。

进一步的，所述金属基板采用多孔金属制备。

进一步的，所述通孔为孔边圆滑过渡的任意形状。

进一步的，所述通孔在金属基板上阵列式排布。

进一步的，所述通孔在金属基板上无规则排列。

进一步的，所述金属基板和导电耐蚀涂层之间还包括过渡层，过渡层与金属基板和导电耐蚀涂层均紧密结合。

进一步的，所述金属基板由钛、镍、铝、钛合金、镍合金、铝合金、不锈钢中的一种制备。

进一步的，所述导电耐蚀涂层通过拉浆、喷涂、留延、刮涂中的一种方法复合在金属基板表面上及通孔中，之后进行烘干、碾压。

本实用新型的有益效果是：