本说明书公开了具有改善的接触电阻的用于燃料电池分隔件的奥氏体不锈钢。本文公开的具有改善的接触电阻的用于燃料电池分隔件的奥氏体不锈钢的一个实施方案按重量％计可以包含：至多0.1％的C(不包括0)；至多3.0％的Si(不包括0)；至多3.0％的Mn(不包括0)；20％至30％的Cr；8％至20％的Ni；至多0.003％的S；至多0.03％的P；至多0.6％的Mo(不包括0)；至多0.8％的Cu(不包括0)；0.1％至0.3％的N；以及至多2.0％的W(不包括0)，剩余部分为Fe和其他不可避免的杂质。可避免的杂质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的接触电阻的用于聚合物燃料电池分隔件的奥氏体不锈钢及其制造方法
[0001]本公开内容涉及用于聚合物燃料电池分隔件的奥氏体不锈钢及其制造方法，更特别地，涉及具有改善的接触电阻的用于聚合物燃料电池分隔件的不锈钢及其制造方法。
技术介绍
[0002]聚合物电解质燃料电池是使用具有质子交换特性的聚合物膜作为电解质的燃料电池。聚合物电解质燃料电池与其他类型的燃料电池相比，具有运行温度低、电流密度高、输出密度高、启动快、对负载时间变化的响应快的优点。
[0003]聚合物电解质燃料电池包括各自由膜电极组件(membrane electrode assembly，MEA)和分隔件制成的单元电池，所述膜电极组件包括电解质、电极和气体扩散层(gas diffusion layer，GDL)。由串联的复数个单元电池构成的结构被称为燃料电池堆叠体。
[0004]作为聚合物电解质燃料电池堆叠体的核心组件的分隔件是这样的导电板：其在一侧上设置有氧化电极(或燃料电极)的气体流动通道以及在另一侧上设置有还原电极(或空气电极)的气体流动通道。
[0005]分隔件充当集流体，其将在氧化电极处产生的电子朝向下一个电池的还原电极传导并支撑MEA。此外，分隔件充当通道，该通道用于去除在燃料电池同时分别向燃料电池的电极供应燃料(氢气或重整气体)和氧化剂(氧气和空气)而运行时产生的水。
[0006]具有通过机械加工形成的流动通道的石墨已经常规地用于大多数分隔件。然而，石墨由于加工困难且价格昂贵而不适合大规模生产。因为这些原因，考虑到制造成本和重量，不锈钢近年来被广泛使用。在使用不锈钢作为聚合物电解质燃料电池的分隔件的情况下，通常使用厚度为0.1mm的不锈钢板。
[0007]由于卷材张力控制困难以及由于防止冷轧之后形成的表面缺陷例如压痕缺陷，不锈钢板不在氧化气氛中退火，而是在使用氢气或氮气的还原气氛中进行光亮退火，用于再结晶和残余应力的去除。由于通过光亮退火形成的氧化膜具有高电阻，因此为了使用不锈钢作为燃料电池的分隔件，需要用于改善界面接触电阻的后处理步骤。
[0008]作为后处理步骤，提出了用例如金(Au)、碳、或氮化物的导电材料涂覆不锈钢的方法。然而，由于该涂覆贵金属的另外工艺，这样的方法可能导致制造成本增加和制造时间增加的问题。
[0009](相关技术文献)
[0010](专利文献1)韩国专利特许公开第10
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2010
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0073407号(2010年7月1日)
技术实现思路
[0011]技术问题
[0012]为了解决上述问题，本公开仅通过短时间的AC电解提供了具有改善的界面接触电阻的用于聚合物燃料电池分隔件的不锈钢而没有另外的表面处理例如在奥氏体不锈钢上
进行涂覆，以及提供了所述不锈钢的制造方法。
[0013]技术方案
[0014]根据本公开内容的一个方面，具有改善的接触电阻的用于燃料电池分隔件的奥氏体不锈钢按重量百分比(重量％)计包含：至多0.1％的C(不包括0)、至多3.0％的Si(不包括0)、至多3.0％的Mn(不包括0)、20％至30％的Cr、8％至20％的Ni、至多0.003％的S、至多0.03％的P、至多0.6％的Mo(不包括0)、至多0.8％的Cu(不包括0)、0.1％至0.3％的N、至多2.0％的W(不包括0)，以及剩余部分为Fe和其他不可避免的杂质。
[0015]此外，在本公开内容中，奥氏体不锈钢按重量百分比(重量％)计可以包含0.01％至0.5％的W。
[0016]此外，在本公开内容中，奥氏体不锈钢可以具有至多10mΩ
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cm2(100N/cm2)的界面接触电阻。
[0017]根据本公开内容的另一个方面，制造具有改善的接触电阻的用于燃料电池分隔件的奥氏体不锈钢的方法包括：对经冷轧的奥氏体不锈钢进行光亮退火，所述经冷轧的奥氏体不锈钢按重量百分比(重量％)计包含：至多0.1％的C(不包括0)、至多3.0％的Si(不包括0)、至多3.0％的Mn(不包括0)、20％至30％的Cr、8％至20％的Ni、至多0.003％的S、至多0.03％的P、至多0.6％的Mo(不包括0)、至多0.8％的Cu(不包括0)、0.1％至0.3％的N、至多2.0％的W(不包括0)，以及剩余部分为Fe和其他不可避免的杂质；以及在硫酸溶液中对经光亮退火的材料进行交流电电解，其中所述交流电电解通过施加15A/dm2至30A/dm2的电流密度7秒至10秒来进行。
[0018]此外，在本公开内容中，奥氏体不锈钢按重量百分比(重量％)计可以包含0.01％至0.5％的W。
[0019]此外，在本公开内容中，光亮退火可以在1050℃至1150℃的温度下进行。
[0020]此外，在本公开内容中，硫酸溶液的温度可以为40℃至80℃。
[0021]此外，在本公开内容中，硫酸溶液的浓度可以为50g/L至300g/L。
[0022]此外，在本公开内容中，交流电的频率可以为10Hz至120Hz。
[0023]有益效果
[0024]根据本公开内容的一个实施方案，提供了通过优化电解条件而具有改善的接触电阻的用于聚合物燃料电池分隔件的不锈钢及其制造方法。
具体实施方式
[0025]根据本公开内容的一个实施方案，通过优化电解条件，可以提供具有改善的接触电阻的用于聚合物燃料电池分隔件的不锈钢及其制造方法。
[0026]专利技术实施方式
[0027]在下文中，现在将描述本公开内容的优选实施方案。然而，本公开内容可以以许多不同的形式实施并且不应被解释为限于本文阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开内容将是详细且完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本公开内容的范围。
[0028]本文所使用的术语仅用于描述实施方案。因此，除非在上下文中具有明显不同的含义，否则以单数使用的表达涵盖复数的表达。此外，应理解的是，术语例如“包含”或“具
有”旨在表明存在说明书中公开的特征、步骤、功能、组成要素或其组合，并且不旨在排除可以存在或者可以添加一种或更多种其他特征、步骤、功能、组成要素、或其组合的可能性。
[0029]同时，除非另外限定，否则本文所使用的所有术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。因此，这些术语不应以理想化或过于形式的意义来解释，除非本文明确地如此限定。除非上下文另有明确说明，否则如本文所使用的单数形式也旨在包括复数形式。
[0030]此外，在整个说明书中使用的术语“约”、“基本上”等意指当提出自然制造和物质的可允许误差时，这样的可允许误差对应一个值或类似于该值，并且这样的值旨在为了清楚地理解本公开内容或者防止无意识的侵权者非法地使用本公开内容的公开内容。
[0031]根据本公开内容的一个实施方案的具有改善的接触电阻的用于燃料电池分隔件的奥氏体不锈钢按重量百分比(重量％)计包含：至多0.1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有改善的接触电阻的用于燃料电池分隔件的奥氏体不锈钢，按重量百分比(重量％)计包含：至多0.1％的C(不包括0)、至多3.0％的Si(不包括0)、至多3.0％的Mn(不包括0)、20％至30％的Cr、8％至20％的Ni、至多0.003％的S、至多0.03％的P、至多0.6％的Mo(不包括0)、至多0.8％的Cu(不包括0)、0.1％至0.3％的N、至多2.0％的W(不包括0)，以及剩余部分为Fe和其他不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中所述奥氏体不锈钢按重量百分比(重量％)计包含0.01％至0.5％的W。3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢，其中所述奥氏体不锈钢的界面接触电阻为至多10mΩ
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cm2(100N/cm2)。4.一种制造具有改善的接触电阻的用于燃料电池分隔件的奥氏体不锈钢的方法，所述方法包括：对经冷轧的奥氏体不锈钢进行光亮退火，所述经冷轧的奥氏体不锈钢按重量百分比(重量％)计包含：至多0.1％的C(...
【专利技术属性】
技术研发人员：金荣晙，金东勋，徐辅晟，
申请(专利权)人：浦项股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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