燃料电池金属双极板制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了燃料电池金属双极板全新制作工艺，包括以下步骤：S1：选材：选取国内正厂优质金属板材，并进行清洗洁净处理，表面加工平整；S2：配液：选用环保无机酸为主氧化剂，稀土盐加聚合型腐蚀抑制剂做配料，把主氧化剂和配料按2.6‑3.2：6.5‑7.2的比例加入到专用的电化学析出工艺溶液中进行复配；S3：预处理：包括对S1中优质金属板材和S2中配液的处理。本发明专利技术采用碳元素做膜层和采用相似的金属元素做膜层，分别实现对金属双极板的二次覆膜工艺处理，使极板表面迅速形成致密吸附膜，同前工艺极板析出过程配合，形成均匀致密全覆盖的保护膜层，达到既导电又封锁住铁离子，同时使氢氧离子自由运动交换，覆膜质量好，膜层均匀致密度高、成本低。

Manufacturing technology of fuel cell metal bipolar plate

【技术实现步骤摘要】
燃料电池金属双极板制作工艺
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及燃料电池金属双极板制作工艺。
技术介绍
目前国内燃料电池金属双极板的普遍制作工艺，一般都是采用精密机械冲压金属板材，然后除油洗净包装发货到德国，进行表面覆膜涂层处理。成本高昂市场难以接受，更重要是这种加工工艺，核心技术被外国垄断，没有质保，优良率无法保证，影响整体燃料电池的安全性和稳定性。目前，国内外行业专家达成共识，必须要解决燃料电池表面均匀覆膜的技术性难题，即要全面均匀高致密度抑制铁离子对电极板表面产生腐蚀，造成局部电荷聚集，急速升温，破坏质子交换膜和电堆，因此，亟需结合国内现有技术装备，自主开发一种新型燃料电池金属双极板制作工艺来解决上述难题。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术难题，本专利技术提出了燃料电池金属双极板全新的制作工艺。本专利技术提出的燃料电池金属双极板制作工艺，包括以下步骤：S1：选材：选取国内正厂优质金属板材，并进行清洗洁净处理，表面加工平整；S2：配液：选用环保无机酸为主氧化剂，稀土盐加聚合型腐蚀抑制剂做配料，把主氧化剂和配料按2.6-3.2：6.5-7.2的比例加入到传统的电化学析出工艺的液中进行复配；S3：预处理：包括对S1中优质金属板材和S2中配液的处理；S4：电化学析出槽中进行处理：将S1中的优质金属板材浸泡于电化学析出工艺槽内，电化学析出工艺的时长5-30分钟，经过此步骤处理，极板表面出现均匀金属光泽；S5：第一次微观表面粗糙度检测：在表面平整度检测仪的微观监测，观察搜寻在金属极板表面有无不规则波峰状晶枝出现，并分析筛选不良品和产生原因；S6：不良率判断：如果不良率极低，就进行二次表面覆膜，如果不良率较高，需找出原因，改进前工艺处理；S7：二次表面覆膜：二次表面覆膜分为两种膜层，一是采用相似金属元素做膜层，二是采用碳元素做膜层；S8：第二次微观表面粗糙度检测：在表面平整度检测仪做微观监测，观察搜寻在金属极板表面有无不规则波峰状晶枝出现，并分析筛选不良品和产生原因；S9：无损包装：在洁净的工作环境下，对制作好的金属双极板做无损包装。进一步地，步骤S1中，优质金属板材为316L不锈钢、钛合金板、锌板、铝合金板、镁合金板等或其中一种。进一步地，S2中配液的处理步骤为，先对S2中的复配电化学析出工艺的液进行30-50℃升温预热，同时使用搅拌器进行慢速均匀搅拌。进一步地，S1中优质金属板材的处理步骤为，先对S1中的优质金属板材做烘干处理，同时确保电化学析出工艺的槽内正极工作正常，并升温到50-60℃，做好电化学析出工艺的准备。进一步地，步骤S3中，金属光泽产生的基本原理是由于电化学析出工艺溶液中的载流子通过正负离子对酸分子成分进行定向电荷运动传递，达到逐渐剥离金属极板表面的铁离子，进而全面析出金属极板表面的耐腐蚀金属元素，最终形成均匀致密保护膜层，显现完整柔和的表面金属光泽。进一步地，步骤S7中，采用相似金属元素做膜层，首先在全封闭环境内，使用惰性气体，对极板表面进行高压吹扫，然后做300-400℃左右的高温加热，使用喷枪进行高压均匀喷射同质金属粉末到极板表面，使极板表面迅速形成致密吸附膜，同前工艺极板析出过程配合，形成均匀致密全覆盖的保护膜，达到既导电又封锁住铁离子，同时使氢氧离子自由运动交换。进一步地，步骤S7中，采用碳元素做膜层，首先在全封闭环境内，使用惰性气体，对极板表面进行高压吹扫，然后做300-400℃的高温加热，使用喷枪进行高压均匀喷射碳粉末到极板表面，使极板表面迅速形成致密吸附膜，同前工艺极板析出过程配合，形成均匀致密全覆盖的保护膜层，达到既导电又封锁住铁离子，同时使氢氧离子自由运动交换。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术采用碳元素做膜层和采用相似的金属元素做膜层，分别实现对金属双极板的二次覆膜加工，使极板表面迅速形成致密吸附膜，同前工艺极板析出过程配合，形成均匀致密全覆盖的保护膜层，达到既导电又封锁住铁离子，同时使氢氧离子自由运动交换。2、本专利技术制备的金属双极板生产效率高、覆膜质量好，覆膜均匀致密度高、成本低，对加快燃料电池标准化、产业化发展具有重要意义。附图说明图1为本专利技术燃料电池金属双极板制作工艺中的工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例一：参照图1，燃料电池金属双极板制作工艺，包括以下步骤：S1：选材：选取国内正厂优质金属板材，并进行清洗洁净处理，表面加工平整；S2：配液：选用环保无机酸为主氧化剂，稀土盐加聚合型腐蚀抑制剂做配料，把主氧化剂和配料按3：7的比例加入到专用的电化学析出工艺溶液中进行复配；S3：预处理：包括对S1中优质金属板材和S2中配液的处理；S4：电化学析出槽中进行处理：将S1中的优质金属板材浸泡于电化学析出工艺槽内，电化学析出工艺的时长5-30分钟，经过此步骤处理，极板表面出现均匀金属光泽；S5：第一次微观表面粗糙度检测：在表面平整度检测仪的微观监测，观察搜寻在金属极板表面有无不规则波峰状晶枝出现，并分析筛选不良品和产生原因；S6：不良率判断：如果不良率极低，就进行二次表面覆膜，如果不良率较高，需找出原因，改进前工艺处理；S7：二次表面覆膜：采用相似金属元素做膜层；S8：第二次微观表面粗糙度检测：在表面平整度检测仪做微观监测，观察搜寻在金属极板表面有无不规则波峰状晶枝出现，并分析筛选不良品和产生原因；S9：无损包装：在洁净的工作环境下，对制作好的金属双极板做无损包装。进一步地，步骤S1中，优质金属板材为316L不锈钢、钛合金板、锌板、铝合金板、镁合金板等或其中一种。进一步地，S2中配液的处理步骤为，先对S2中的复配电化学析出工艺溶液进行30-50℃升温预热，同时使用搅拌器进行慢速均匀搅拌，使得配制的液混合的更加充分，有助于提高对金属双极板的覆膜操作。进一步地，S1中优质金属板材的处理步骤为，先对S1中的优质金属板材做烘干处理，同时确保电化学析出工艺槽内正极工作正常，并升温到50-60℃，做好电化学析出工艺的准备。进一步地，步骤S3中，金属光泽产生的基本原理是由于电化学析出工艺溶液中的载流子通过正负离子对酸分子成分进行定向电荷运动传递，达到逐渐剥离金属极板表面的铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.燃料电池金属双极板制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：选材：选取国内正厂优质金属板材，并进行清洗洁净处理，表面加工平整；/nS2：配液：选用环保无机酸为主氧化剂，稀土盐加聚合型腐蚀抑制剂做配料，把主氧化剂和配料按2.6-3.2：6.5-7.2的比例加入到专用的电化学析出工艺溶液中进行复配；/nS3：预处理：包括对S1中优质金属板材和S2中配液的处理；/nS4：电化学析出工艺槽中进行处理：将S1中的优质金属板材浸泡于电化学析出工艺槽内，电化学析出工艺时长5-30分钟，经过此步骤处理，极板表面出现均匀金属光泽；/nS5：第一次微观表面粗糙度检测：在表面平整度检测仪的微观监测，观察搜寻在金属极板表面有无不规则波峰状晶枝出现，并分析筛选不良品和产生原因；/nS6：不良率判断：如果不良率极低，就进行二次表面覆膜，如果不良率较高，需找出原因，改进前工艺处理；/nS7：二次表面覆膜：二次表面覆膜分为两种膜层，一是采用相似金属元素做膜层，二是采用碳元素做膜层；/nS8：第二次微观表面粗糙度检测：在表面平整度检测仪做微观监测，观察搜寻在金属极板表面有无不规则波峰状晶枝出现，并分析筛选不良品和产生原因；/nS9：无损包装：在洁净的工作环境下，对制作好的金属双极板做无损包装。/n...

【技术特征摘要】
1.燃料电池金属双极板制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选材：选取国内正厂优质金属板材，并进行清洗洁净处理，表面加工平整；
S2：配液：选用环保无机酸为主氧化剂，稀土盐加聚合型腐蚀抑制剂做配料，把主氧化剂和配料按2.6-3.2：6.5-7.2的比例加入到专用的电化学析出工艺溶液中进行复配；
S3：预处理：包括对S1中优质金属板材和S2中配液的处理；
S4：电化学析出工艺槽中进行处理：将S1中的优质金属板材浸泡于电化学析出工艺槽内，电化学析出工艺时长5-30分钟，经过此步骤处理，极板表面出现均匀金属光泽；
S5：第一次微观表面粗糙度检测：在表面平整度检测仪的微观监测，观察搜寻在金属极板表面有无不规则波峰状晶枝出现，并分析筛选不良品和产生原因；
S6：不良率判断：如果不良率极低，就进行二次表面覆膜，如果不良率较高，需找出原因，改进前工艺处理；
S7：二次表面覆膜：二次表面覆膜分为两种膜层，一是采用相似金属元素做膜层，二是采用碳元素做膜层；
S8：第二次微观表面粗糙度检测：在表面平整度检测仪做微观监测，观察搜寻在金属极板表面有无不规则波峰状晶枝出现，并分析筛选不良品和产生原因；
S9：无损包装：在洁净的工作环境下，对制作好的金属双极板做无损包装。


2.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板制作工艺，其特征在于，步骤S1中，优质金属板材为316L不锈钢、钛合金板、锌板、铝合金板、镁合金板等或其中一种。


3.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板制作工艺，其特征在于，S2中配液的处理步骤为，先对S2中的复配电化学析出工...

【专利技术属性】
技术研发人员：武涛，
申请(专利权)人：佛山市宏锦安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44