双极板及水电解装置制造方法及图纸

本申请涉及一种双极板及水电解装置，所述双极板包括：基板；以及覆设在所述基板表面的涂层，所述基板朝向所述涂层的一侧具有突触结构，所述突触结构凸起设置于所述基板的表面，所述突触结构的形貌为圆锥状、棱锥状和圆柱状中的任意一种，所述突触结构的材质为导电材料。本申请上述形貌的导电突触结构能够增加基板的表面积，且突触结构能够插入与双极板接触的金属毡内部进行嵌入，起到一定的钉轧效果，增加基板与金属毡的接触面积，形成多个导电触点，降低欧姆阻抗，提高基板的电导率，能够满足双极板的高导电性要求。双极板的高导电性要求。双极板的高导电性要求。

【技术实现步骤摘要】
双极板及水电解装置


[0001]本申请属于质子交换膜电解槽双极板
，具体涉及一种双极板及水电解装置。

技术介绍

[0002]氢能以其清洁无污染、高效、可储存和运输等优点，被视作最理想的能源载体。电解水制氢是目前获得纯氢最简单的方法，如果将其与可再生资源发电技术相结合，电解水可以作为大规模制氢技术，对环境的污染小、温室气体排放少、经济性较好，具有良好的应用前景。质子交换膜(proton exchange membrane，PEM)水电解技术受到越来越多的关注。PEM水电解装置由于其高能效、高产气纯度以及小型、轻量而具有广阔的应用前景，PEM水电解装置的关键技术是电解槽，它的性能参数直接影响水电解制氢的效果。电解槽主要由阴极板、阳极板、膜电极、阴极集电器和阳极集电器等构成，其中阴阳极板(均称之为双极板)为PEM电解槽提供电、热、气、流传输媒介，并保障PEM电解槽运行寿命，是PEM电解槽核心部件。
[0003]由于PEM电解槽电压较燃料电池高，其需要极高的抗氧化性能和导电性能，现有的双极板一般通过设置贵金属涂层的方式提升双极板的导电性能，但是，贵金属价格昂贵，且对于双极板的导电性性能提升有限，因此，现在急需一种高导电性的双极板。

技术实现思路

[0004]为了克服现有的双极板存在的不足，本申请提供了一种双极板及水电解装置，该双极板无需设置额外的涂层结构，能够大大提升双极板的导电性能。
[0005]第一方面，本申请提供了一种双极板，包括：
[0006]基板；
[0007]以及覆设在所述基板表面的涂层，所述基板朝向所述涂层的一侧具有突触结构，所述突触结构凸起设置于所述基板的表面，所述突触结构的形貌为圆锥状、棱锥状和圆柱状中的任意一种，所述突触结构的材质为导电材料。
[0008]第二方面，本申请提供一种水电解装置，所述水电解装置包括第一方面所述的双极板。
[0009]与现有技术相比，本申请具备如下有益效果：
[0010]本申请的基板朝向涂层的一侧具有突触结构，且突触结构具有一定的导电性，突触结构的形貌为圆锥状、棱锥状和圆柱状中的任意一种，上述特定形貌的导电突触结构能够增加基板的表面积，且突触结构能够插入与双极板接触的金属毡内部进行嵌入，起到一定的钉轧效果，增加基板与金属毡的接触面积，形成多个导电触点，降低欧姆阻抗，提高基板的电导率，能够满足双极板的高导电性要求。
附图说明
[0011]为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本申请双极板的侧视结构图；
[0013]图2为本申请基板、真空吸盘和移载台的结构示意图；
[0014]图3为本申请采用X轴脉冲激光器对基板处理之后的结构示意图；
[0015]图4为本申请采用Y轴脉冲激光器对基板处理之后的结构示意图；
[0016]图5为本申请脉冲激光处理之后的基板的侧视结构图。
[0017]图中：
[0018]1‑
基板；
[0019]2‑
涂层；
[0020]3‑
突触结构；
[0021]4‑
移载台；
[0022]5‑
真空吸盘；
[0023]6‑
第一脉冲激光器；
[0024]7‑
第一激光烧蚀槽；
[0025]8‑
第二脉冲激光器；
[0026]9‑
第二激光烧蚀槽。
具体实施方式
[0027]为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0028]应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
[0030]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0031]本申请提供一种双极板，如图1所示，为本申请双极板的侧视图，双极板包括：
[0032]基板1；
[0033]以及覆设在基板1表面的涂层2，基板1朝向涂层2的一侧设有突触结构3，突触结构3凸起设置于基板1的表面，突触结构3的形貌为圆锥状、棱锥状和圆柱状中的任意一种，突触结构3的材质为导电材料。
[0034]在上述方案中，本申请的基板1朝向涂层的一侧具有突触结构3，且突触结构3具有
一定的导电性，突触结构3的形貌为圆锥状、棱锥状和圆柱状中的任意一种，上述特定形貌的导电突触结构3能够增加基板1的表面积，且突触结构3能够插入与双极板接触的金属毡(金属毡在附图中未示出)内部进行嵌入，起到一定的钉轧效果，增加基板1与金属毡的接触面积，形成多个导电触点，降低欧姆阻抗，提高基板1的电导率，能够满足双极板的高导电性要求。
[0035]在一些实施方式中，当突触结构3的形貌为棱锥状时，可以是三棱锥、四棱锥和无棱锥等，本申请对此不做限制。
[0036]在一些实施方式中，涂层2的材质可以采用微米级氧化钌、铂和金等贵金属，以提高双极板的使用寿命，当然还可以是采用镍、铊和铌等非贵金属的氧化物，以提高双极板的导电性和耐腐蚀性。
[0037]需要说明的是，图1仅以棱锥状突触结构3为例对本申请的双极板进行了示意，并不对突触结构3的具体形状进行限定，在本技术的一些其他实施例中，突触结构3的形状还可体现为圆锥状、圆柱状等不同于矩形的其它形状。另外，图1仅对双极板中的基板1、涂层2及突触结构3的相对位置关系进行了示意，并不代表各膜层的实际尺寸。
[0038]在一些实施方式中，导电材料为金属和炭质材料中的任意一种，可以理解的，突触结构3的材质可以是金属，还可以是炭质材料，当然还可以一部分的突触结构为金属、一部分的突触结构为炭质材料。示例性的，金属为铝、镍、钛及不锈钢中的任意一种，金属材质的双极板具有易加工、可批量制造、成本低、厚度薄以及电池的体积比功率与比能量高的优点。炭质材料为石墨、模压炭材料和膨胀(柔性)石墨中的任意一种。
[0039]在一些实施方式中，基板1的材质为金属和炭质材料中的任意一种。可以理解，基板1和突触结构3可以选择相同的材质制备，也可以选择不同的材质制备，本申请中，基板1与突触结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极板，其特征在于，基板；以及覆设在所述基板表面的涂层，所述基板朝向所述涂层的一侧具有激光处理形成的突触结构，所述突触结构凸起设置于所述基板的表面，所述突触结构的形貌为圆锥状、棱锥状和圆柱状中的任意一种，所述突触结构的材质为导电材料，所述突触结构设置有多个，相邻所述突触结构之间的间距为5μm～30μm，所述突触结构的高度为5μm～20μm。2.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述导电材料为金属或炭质材料。3.根据权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述基板的材质为金属或炭质材料。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪，姜天豪，胡鹏，毕飞飞，蓝树槐，
申请(专利权)人：上海治臻新能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：