一种超薄金属双极板及其制备方法和包含其的燃料电池技术

本发明专利技术涉及一种超薄金属双极板及其制备方法，采用化学刻蚀技术，在超薄金属基材表面以化学刻蚀方法刻蚀出具有超细流道的流场制备得到。与传统双极板相比，所述双极板既具有超薄厚度，又具有超细流道，可以有效降低燃料电池体积，提高膜电极电流密度，进而提高电池堆能量密度。本方法不需模具的设计、制造,生产周期短,可以实现工业化批量制备，降低燃料电池成本。本发明专利技术还涉及以这种超薄金属双板制备的燃料电池。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄金属双极板及其制备方法和包含其的燃料电池
本专利技术涉及燃料电池领域，具体地说，涉及一种超薄金属双极板及其制备方法和包含其的燃料电池。
技术介绍
燃料电池是一种高效的绿色发电装置，可以直接将储存在燃料如氢气和氧化剂如空气中的化学能高效、对环境友好地转化为电能。其中，质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高效节能、工作稳定、运行温度适中、冷启动时间短等优点,在车用、船用动力电源、备用电源、热电联供、特殊军用等领域具有重要应用前景。目前，如何提升PEMFC的能量密度，降低生产成本，是其大规模商业化面临的重要课题。主要措施包括选择更低成本的材料、减少材料的用量、简化或改变电池结构、优化电池及其各部件的生产工序并实现批量化生产。构成PEMFC电池堆的主要部件包括膜电极、扩散层、双极板、端板，在这几种部件中，端板仅在数十或数百单电池构成的电堆两端各有二片，而膜电极仅为数十微米，这两者在整个PEMFC电池堆中体积仅占很小一部分(约20％)，而传统的PEMFC电池堆所用石墨双极板厚度为3-8微米，因此，双极板占据了电堆体积的绝大部分(70-80％左右)，因此，要降低PEMFC体积，提高能量密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄金属双极板的制备方法，其特征在于，包括：S1)分别制备阴极板和阳极板，通过化学刻蚀技术在所述阴极板和阳极板上制备流场；S2)将阴极板和阳极板粘结压合在一起，得到超薄金属双极板。

【技术特征摘要】
1.一种超薄金属双极板的制备方法，其特征在于，包括：S1)分别制备阴极板和阳极板，通过化学刻蚀技术在所述阴极板和阳极板上制备流场；S2)将阴极板和阳极板粘结压合在一起，得到超薄金属双极板。2.根据权利要求1所述的超薄金属双极板的制备方法，其特征在于，所述所述步骤S1)包括：S1-1)将金属基材通过激光切割或机械冲切的方式裁切出两片预设尺寸的片材，并在片材的两端对应的裁切出共六个通孔，在所述片材的上下表面均匀涂覆感光胶，所述两片片材分别为阴极基板和阳极基板；S1-2)分别制备具有氧气流场、氢气流场和液体流场形状的胶片；S1-3)将具有氧气流场的胶片至于阴极基板的上表面，在紫外灯下曝光2-3分钟后，置于显影液中显影，未曝光部分溶解，露出待刻蚀的不锈钢区域，用去离子水冲洗、晾干后，放入刻蚀机，以刻蚀液进行刻蚀处理，在阴极基板的上表面刻蚀出具有超细流道的氧气流场；将具有氢气流场的胶片至于阳极基板的下表面，在紫外灯下曝光2-3分钟后，置于显影液中显影，未曝光部分溶解，露出待刻蚀的不锈钢区域，用去离子水冲洗、晾干后，放入刻蚀机，以刻蚀液进行刻蚀处理，在阳极基板的下表面刻蚀出具有超细流道的氢气流场；将具有液体流场的胶片至于阴极基板的下表面或者阳极基板的上表面，在紫外灯下曝光2-3分钟后，置于显影液中显影，未曝光部分溶解，露出待刻蚀的不锈钢区域，用去离子水冲洗、晾干后，放入刻蚀机，以刻蚀液进行刻蚀处理，在阴极基板的下表面或者阳极基板的上表面刻蚀出具有超细流道的液体流场；S1-4)将步骤3)中的阴极基板和阳极基板置于PVD镀膜设备中，以石墨为靶材，采用磁控溅射离子沉积方法，在工件表面沉积一层厚度1-50nm的类金刚石(DLC)涂层，得到具有超细流道的阴极板和阳极板。3.根据权利要求2所述的超薄金属双极板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2)包括：取步骤S1中制得的阴极板和阳极板，在阴极板下表面的边缘密封区和阳极板上表面的边缘密封区涂以密封粘结胶，将阴极板和阳极板对齐、贴合，放入压紧装置，在室温-80℃下，压合0.5-24小时，得到超薄金属双极板。4.根据权利要求2所述的超薄金属双极板的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕伟，
申请(专利权)人：吕伟，
类型：发明
国别省市：福建,35