[实用新型]一种燃料电池复合双极板制造设备

说明书

本实用新型具体涉及一种燃料电池复合双极板制造设备，本燃料电池复合双极板制造设备包括：处理器模块、熔体制备机构、注射成型机构、冷却机构和出料机构；其中熔体制备机构投入各类填料，熔体制备机构加热混合各类填料，以形成复合材料熔体，熔体制备机构向注射成型机构内注入复合材料熔体，冷却机构对注射成型机构降温，以使注射成型机构内复合材料熔体固化形成双极板；以及注射成型机构打开，出料机构夹持成型的双极板进行出料；本实用新型通过熔体制备机构制备复合材料熔体，并通过注射成型机构、冷却机构将复合材料熔体注射成型双极板，具备生产周期短、生产率高、劳动强度低、成型质量稳定的特点，并通过出料机构实现自动出料功能。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池复合双极板制造设备。

背景技术

世界各国都越来越关注环保、清洁新能源和可持续发展主题，燃料电池被认为是继火力、水力和核能发电之后有希望大量提供电力，氢气又是一种可再生和清洁能源。质子交换膜燃料电池、质子交换膜电极组件和固定板组成，质子交换膜燃料电池唯一的排放物是纯净水，所用燃料氢气是可再生资源，来源极其广泛(如可通过太阳能电解水制氢)，实现了“零”排放和可持续发展。

双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件，它主要功能是通过板上蛇形(网状)流道(沟槽)分配电池中的氢气和氧气(空气)、收集和传导电流、传输生成的水、分隔电池组中的单电池等，它不但影响电池的性能，而且占据了电池约40％的成本和80％质量，所以，开展这一关键部件研究，对燃料电池发展和商业化进程有大的推动。

双极板最早用石墨板制造，其工艺是先通过碳材料混炼、压制、2500℃高温石墨化烧结、反复浸渍、切割、平面研磨后得到石墨板，再在数控机床上加工出各种形状的气体流道。国际燃料电池组织制定的双极板力学和电性能要求为：弯曲强度大于30MPa，电导率大于90S/cm。石墨双极板导电和导热性好、密度低、耐腐蚀，但存在工艺复杂、成本高、生产率低不足，且石墨材料比较脆，加工成品率低，安装时易损坏。为解决石墨板不足，研究用薄金属板作双极板材料，其突出的优点是力学、导电性能高，特别适于批量生产，如采用冲压技术成形出各种槽型的双极板。德国Siemens、中国科学院大连化学物理研究所等有在这方面开展研究，金属双极板遇到的主要难题是它在工作条件(氧化、还原气氛，一定的电位与弱酸性电解质)下的稳定性(即抗腐蚀性问题)，长时间使用后电性能下降较快。为了解决石墨板和金属板的不足，开始研究树脂基双极板，以树脂/导电填料作为材料，采用模具压制方法制造双极板，不仅大大简化工艺，而且可一次成型出气体流道，许多学者在材料性能、复合和成型工艺方面进行了一些研究。树脂/导电填料双极板兼具了石墨板和金属板的一些优点，但目前的复合材料双极板导电性能与石墨板比还有不少差距，研究一般都处于不同配比试验，缺乏机理和从材料到产品整个过程的系统研究，数学建模和数值模拟方面研究更少，压制成型不能制造更小流道和厚度的双极板。

因此，亟需开发一种新的燃料电池复合双极板制造设备，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种燃料电池复合双极板制造设备，以解决如何实现双极板注射成型的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃料电池复合双极板制造设备，其包括：处理器模块、与所述处理器模块电性相连的熔体制备机构、注射成型机构、冷却机构和出料机构；其中所述熔体制备机构适于投入各类填料，所述处理器模块适于控制熔体制备机构加热混合各类填料，以形成复合材料熔体，即所述处理器模块适于控制熔体制备机构向注射成型机构内注入复合材料熔体，并控制冷却机构对注射成型机构降温，以使注射成型机构内复合材料熔体固化形成双极板；以及所述处理器模块还适于控制注射成型机构打开，并控制出料机构夹持成型的双极板进行出料。