一种燃料电池双极板的辊压工艺制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池领域，具体公开一种燃料电池双极板的辊压工艺，首先制作辊筒对，将辊筒对应用至包括以下步骤的生产线：S1：对单极板进行预处理；S2：把加工后的辊筒对正对设置，采用辊筒对对经过S1步骤处理后的单极板进行辊压，并且对单极板进行修边裁切处理；S3：对经过S2步骤后的单极板进行强度调整处理；S4：把经过S3步骤处理后的单极板进行连接，获得双极板；S5：对S4步骤获得的双极板进行气密性以及电阻率的检测，若气密性检测结果不达标则再执行S3；若电阻率检测结果不达标则放弃双极板，重新加工新的单极板；该工艺通用于生产金属或石墨双极板；其生产出的燃料电池双极板质量优，且该工艺可形成连续作业的生产线，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池双极板的辊压工艺
本专利技术涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池双极板的辊压工艺。
技术介绍
燃料电池(PEMFC)是一种利用电化学原理，将燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。它具有能量转换效率高，基本无有害气体排放、噪音污染小，可靠性高等优点，是世界公认的有前途的新型发电技术，也是公认的终极能源。质子交换膜燃料电池(PEMFC)除了一般燃料电池的优点外，还具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便、适合于实现产品微型化等优点，因而成为新能源研究领域内倍受关注的焦点。质子交换膜燃料电池的结构主要包括双极板、质子交换膜、催化剂等。其中双极板是一个重要的多功能组件，在燃料电池中起到收集电流、气体分配以及水管理、热管理的作用，其重量占到电堆总重量的80％以上，制造成本占到电堆总成本的50％左右。现有技术下，双极板一般由金属或石墨等材料制成。金属双极板具有良好的导热性和加工性能，可以加工成极薄板从而大大降低双极板的体积和重量。但是目前金属双极板仍存在易腐蚀的问题，严重影响燃料电池的寿命。石墨双极板具有导电率高，耐腐蚀，密度低等优点，虽然石墨脆性较大、机械加工性与金属板相比较差，但是石墨板的耐防腐行、优良的导电性仍然是目前质子交换膜燃料电池双极板的首选材料。目前，双极板的类型有两种：金属双极板和石墨双极板。其中金属双极板的加工方式有：1.采用连续级进模冲压，2.采用腐蚀；石墨双极板加工方式也有两种：1.雕刻加工，但该加工方式效率低、成本高；2.传统模压，该方式对模具精度要求非常高、对模具结构需求比较复杂，采用传统模压制作双极板极易出现困气、压力不均匀、填料较为复杂的情况，该方式还需要吨位非常大的油压机，不利于连续生产。所以，燃料电池双极板的制作工艺需要进一步优化及改良。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种燃料电池双极板的辊压工艺，该工艺通用于生产金属双极板和石墨双极板，应用范围广泛；其生产出的燃料电池双极板强度好、气密性良、质量优，且该工艺能形成一条连续作业的双极板生产线，提高生产效率。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种燃料电池双极板的辊压工艺,首先根据待生产的极板结构特征，镜像特征制作辊筒对，将辊筒对应用至连续的生产线上以加工极板，生产线加工包括以下步骤：S1：对单极板进行统一厚度的预处理；S2：把加工后的辊筒对正对设置，采用加工后的辊筒对对经过S1步骤处理后的单极板进行辊压，并且对辊压后的单极板进行修边裁切处理；S3：对经过S2步骤后的单极板进行真空浸渍胶水的强度调整处理；S4：把经过S3步骤处理后的单极板进行连接，获得双极板；S5：对S4步骤获得的双极板进行气密性以及电阻率的检测，若气密性检测结果不达标则把双极板拆分成单极板再执行S3；若电阻率检测结果不达标则放弃该双极板，重新加工新的单极板。进一步地，预处理包括：S1a：采用表面光滑的辊子对对单极板进行统一厚度预压。进一步地，强度调整处理包括：S3a：对单极板进行真空浸渍胶水，浸渍时长为8～12个小时；S3b：采用冲洗溶液冲洗单极板表面的残胶；S3c：对S3b获得的单极板加温至85～120℃以使单极板内的浸渍胶水硬化。进一步地，强度调整处理包括：S3d：用硬度计对经过S3c步骤获得的单极板进行硬度测试。进一步地，气密性检测具体步骤为：S5a：对S4获得的双极板进行其中一极面的通气，观察另一极面是否能收集到余气，若未收集到余气，则气密性达标。进一步地，气密性检测具体步骤为：S5a：对S4获得的双极板进行其中一极面的通气，测量该极面是否存在压降，若存在压降，则气密性达标。进一步地,电阻率检测的具体步骤为：S5b:对S4获得的双极板的两个极面均铺上镀金板或导电板，用微欧仪对双极板进行电阻率检测。进一步地，对S4获得的双极板还设有对该双极板进行翘边处理的工序。进一步地，对S4获得的双极板还设有释放该双极板内应力的热处理的工序。进一步地，胶水为高分子环氧树脂胶水。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：先对单极板进行统一预处理，避免单极板厚度参差不一对辊压过程的影响，再利用加工的辊筒对对单极板进行辊压，辊压过程操作简单快捷，辊压出具有所需极板结构特征的单极板并对其进行修编裁切处理，再根据实际生产需求对单极板的硬度进行调整处理，把单极板连接成双极板后，再对双极板进行气密性检测和电阻率检测，若气密性检测结果不达标则再进行硬度调整处理；若电阻率检测结果不达标则放弃该双极板，重新加工新的单极板，气密性检测和电阻率检测起到对双极板的生产质量把关的作用，该工艺通用于生产金属双极板和石墨双极板，应用范围广泛；其生产出的燃料电池双极板强度好、气密性良、质量优，且该工艺能形成一条连续作业的双极板生产线，提高生产效率。附图说明图1为本专利技术一较佳实施例的工作流程图；图2为本专利技术一较佳实施例的辊筒对的结构示意图。图中：1、上辊筒；2、下辊筒；3、极板。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。一种燃料电池双极板的辊压工艺,如图1所示，首先根据待生产的极板结构特征，通过镜像特征的方式加工辊筒对，如图2所示，辊筒表面可以沿其表面环形设置多个极板结构特征，又或可以在辊筒表面同一行或同一列设置多个极板结构特征，采用激光逐渐腐蚀的工艺或CNC雕刻工艺等来对辊筒表面进行加工，该辊压工艺无论是生产金属极板还是石墨极板均可适用，本实施例中，具体写的是石墨双极板，将加工后的辊筒对应用至连续的生产线上以加工极板，如图1所示，生产线加工包括以下步骤：S1：对单极板进行统一厚度的预处理；预处理包括S1a：预处理是采用表面光滑的辊子对对单极板进行厚度统一预压；该步骤一定程度上避免了下料时单极板厚度参差不一对辊压过程的影响。S2：把加工后具有单极板结构特征的辊筒对正对设置，本实施例中的辊筒对分为上辊筒1和下辊筒2，采用加工后的辊筒对对经过S1步骤处理后的单极板进行辊压获得极板3，此处的极板3为半成品，正对的辊筒对在辊压过程中是同时运转且两个辊筒的转向是互反的，辊压后得到的极板3还会进行修边裁切处理，修边裁切是指对辊压后的单极板按照设计图纸的大小裁去周边多余的部分。S3：对经过S2步骤后的单极板进行真空浸渍胶水的强度调整处理；强度调整处理包括：S3a：对单极板进行真空浸渍胶水，浸渍时长为8～12个小时；真空浸渍胶水使高分子环氧树脂进入石墨单极板内，该浸渍时长可让胶水中的高分子环氧树脂更充分地进入石墨单极板内，使得石墨单极板的硬度更好。S3b：采用冲洗溶液冲洗单极板表面的残胶；单极板表面的残胶有可能影响到单极板的连接或者单极板连接形成双极板后的使用，所以需要对浸渍胶水后的单极板进行表面残胶的清洗。S3c：对S3b获得的单极板加温至85～120℃以使单极板内的浸渍胶水硬化；85～120℃的加热温度可以对单极板内的浸渍胶水进行热化加固从而得到硬度好的单极板，加温的方式可选烘烤单极板或直接把单极板放置于高温溶剂里。更佳地，强度调整处理还包括：S2d：用硬度计对经过S2c步骤获得的单极板进行硬度测试，可以根据所需单极板的硬度利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池双极板的辊压工艺,其特征在于：首先根据待生产的极板结构特征，镜像特征制作辊筒对，将辊筒对应用至连续的生产线上以加工极板，生产线加工包括以下步骤：S1：对单极板进行统一厚度的预处理；S2：把加工后的辊筒对正对设置，采用加工后的辊筒对对经过S1步骤处理后的单极板进行辊压，并且对辊压后的单极板进行修边裁切处理；S3：对经过S2步骤后的单极板进行真空浸渍胶水的强度调整处理；S4：把经过S3步骤处理后的单极板进行连接，获得双极板；S5：对S4步骤获得的双极板进行气密性以及电阻率的检测，若气密性检测结果不达标则把双极板分拆成单极板再执行S3；若电阻率检测结果不达标则放弃该双极板，重新加工新的单极板。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池双极板的辊压工艺,其特征在于：首先根据待生产的极板结构特征，镜像特征制作辊筒对，将辊筒对应用至连续的生产线上以加工极板，生产线加工包括以下步骤：S1：对单极板进行统一厚度的预处理；S2：把加工后的辊筒对正对设置，采用加工后的辊筒对对经过S1步骤处理后的单极板进行辊压，并且对辊压后的单极板进行修边裁切处理；S3：对经过S2步骤后的单极板进行真空浸渍胶水的强度调整处理；S4：把经过S3步骤处理后的单极板进行连接，获得双极板；S5：对S4步骤获得的双极板进行气密性以及电阻率的检测，若气密性检测结果不达标则把双极板分拆成单极板再执行S3；若电阻率检测结果不达标则放弃该双极板，重新加工新的单极板。2.如权利要求1所述的一种燃料电池双极板的辊压工艺，其特征在于：预处理包括：S1a：采用表面光滑的辊子对对单极板进行统一厚度预压。3.如权利要求1所述的一种燃料电池双极板的辊压工艺，其特征在于：强度调整处理包括：S3a：对单极板进行真空浸渍胶水，浸渍时长为8～12个小时；S3b：采用冲洗溶液冲洗单极板表面的残胶；S3c：对S3b获得的单极板加温至85～120℃以使单极板内的浸渍胶水硬化。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛荣军，王欣民，雷一杰，郭桂华，
申请(专利权)人：武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42